液氯連續(xù)氣化生產(chǎn)過熱氯氣的工藝及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明所述的一種液氯連續(xù)氣化生產(chǎn)過熱氯氣的工藝及設(shè)備，由界區(qū)外送來的液氯，經(jīng)過液位調(diào)節(jié)閥，并通過液位測量表的聯(lián)鎖控制，送入蒸發(fā)器中，并使液氯在蒸發(fā)器中保持一定的液位高度。液氯在蒸發(fā)器中氣化為氯氣，從蒸發(fā)器上端的氯氣出口直接進入過熱器，并經(jīng)熱水池被送入緩沖罐中；氯氣在緩沖罐暫短停留，并進行氣液分離。出緩沖罐的氯氣經(jīng)流量計計量，并由流量調(diào)節(jié)閥控制輸出的氯氣流量送往氯化車間；在蒸發(fā)器中，液氯氣化所用的加熱熱水是由氯化車間送來的溫度為25-65℃的熱水，經(jīng)熱水池和循環(huán)泵送入蒸發(fā)器中；液氯中的三氯化氮不斷在蒸發(fā)器內(nèi)積累，定期分析三氯化氮含量，定期排放部分含有高濃度三氯化氮的液氯到排污處理池，用堿液中和液氯并破壞三氯化氮，這樣就可以使液相中的三氯化氮的含量，保持在遠離產(chǎn)生爆炸危險的濃度。
【專利說明】液氯連續(xù)氣化生產(chǎn)過熱氯氣的工藝及設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液氯連續(xù)氣化生產(chǎn)過熱氯氣的工藝及設(shè)備，屬于化學(xué)化工領(lǐng)域，具體地涉及一種采用循環(huán)水間接加熱液氯以獲得純度高，安全性高的氯氣生產(chǎn)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]氯氣是無機化工產(chǎn)品，是由食鹽電解而得，廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、造紙、有機化工、無機化工、精細化工等行業(yè)和領(lǐng)域，很多以氯氣為化工原料或化學(xué)品的行業(yè)都對氯氣的純度要求很高，而通過液氯氣化所獲得氯氣的純度高。特別是那些本身不生產(chǎn)氯氣而又需要氯氣的工廠，多采用對液氯進行氣化的方法來獲取氯氣。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，液氯的氣化是采用熱水間接加熱法:液氯氣化器設(shè)有夾套或在氣化器內(nèi)設(shè)有盤管，通以熱水來間接加熱液氯，以獲取氯氣。該技術(shù)要求熱水溫度控制在85°C以下，存在的問題主要是:
[0004]現(xiàn)有的液氯氣化法為了生產(chǎn)的穩(wěn)定運行，通常設(shè)有專用的熱水循環(huán)系統(tǒng)，熱水在加熱氣化液氯后被冷卻，降低了溫度，然后被送至熱水加熱系統(tǒng)。先進入熱水貯罐，再用泵抽送至熱水加熱器，用蒸汽加熱至80°C左右，再送至液氯氣化器。熱水的循環(huán)升溫要有一套儀表控制系統(tǒng)，這使液氯氣化流程復(fù)雜化。如果操作不慎，還有安全隱患。同時現(xiàn)有的液氯氣化系統(tǒng)沒有過熱器，生產(chǎn)的氯氣是飽和氯氣，遇到冬季氣溫較低的時候就會出現(xiàn)氯氣液化現(xiàn)象，嚴重影響正常生產(chǎn)。
[0005]為了解決現(xiàn)有液氯氣化技術(shù)存在的不足，梁顯軍等人發(fā)明了一種用飽和水蒸氣間接加熱的液氯氣化系統(tǒng)，采用列管式蒸發(fā)器，并用低壓水蒸汽間接加熱液氯，由液氯氣化部分、水蒸汽換熱部分和氯氣緩沖部分構(gòu)成。氣化器的液氯入口端連接液位調(diào)節(jié)閥，氣化器的氯氣出口通過管線與緩沖罐連接，在氣化器的氯氣出口和緩沖罐之間的管線上設(shè)有溫度測量表和壓力測量表，溫度測量表與液位測量表串級，液位測量表分別與氣化器的液位計口
1、液位計口 II和液位調(diào)節(jié)閥連接。設(shè)在氣化器下端的水蒸汽入口端連接壓力調(diào)節(jié)閥，設(shè)在氣化器下端的冷凝水出口端依次連接冷凝水疏水器和酸度分析儀，壓力調(diào)節(jié)閥與壓力測量表連接。緩沖罐的氯氣出口管線上依次設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥和流量計，在緩沖罐與流量調(diào)節(jié)閥之間的管線上設(shè)有泄放閥，泄放閥與壓力測量表連接。
[0006]不難看出由蒸汽加熱的液氯氣化流程同樣十分復(fù)雜，這是由于液氯的飽和蒸汽壓與溫度密切相關(guān)，溫度越高則蒸汽壓越高，如液氯的溫度達到100°c時，飽和蒸汽壓達到
3.75MPa，遠遠超過了一般氯化設(shè)備的設(shè)計壓力。溫度更高則壓力更高。為了防止壓力過高，只能控制液氯的進料速度，一旦控制不靈或控制閥失靈，則后果不堪設(shè)想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決以上問題，本發(fā)明創(chuàng)造提供一種采用循環(huán)水間接加熱液氯，以獲得純度高，安全性高的過熱氯氣的生產(chǎn)工藝及設(shè)備。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造液氯連續(xù)氣化生產(chǎn)過熱氯氣的工藝采用的技術(shù)方案是:
[0009](I)液氯自液氯儲槽或液氯鋼瓶在壓差作用下進入液氯蒸發(fā)器，蒸發(fā)器由循環(huán)水加熱，在此，液氯吸收循環(huán)水的熱量后氣化變?yōu)槁葰猓?br> [0010](2)氣化后的氯氣進入過熱器，氯氣在過熱器內(nèi)被進一步加熱，由飽和氯氣變?yōu)檫^熱氯氣；
[0011](3)過熱氯氣由過熱器通過管道進入熱水池進一步加熱后經(jīng)緩沖罐后去氯化車間使用；
[0012](4)蒸發(fā)器定期檢測三氯化氮含量，如三氯化氮含量超標，則從蒸發(fā)器底部排出部分液氯至排污處理池，在此用堿液中和液氯并破壞三氯化氮；
[0013](5)熱水池中的熱水來自氯化車間，一般的氯化反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，循環(huán)水先進入氯化車間吸收熱量變?yōu)闊崴?，然后進熱水池用于液氯氣化，溫度降低后再進入氯化車間，如此循環(huán)，即省去了涼水塔的電耗，也省去了現(xiàn)有的熱水蒸汽加熱循環(huán)供應(yīng)系統(tǒng)，即節(jié)省了蒸汽也簡化了工藝流程；熱水由循環(huán)泵自熱水池分別打入蒸發(fā)器和過熱器，然后經(jīng)管道去氯化車間。
[0014]本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果是:
[0015](一)本發(fā)明創(chuàng)造的液氯氣化器集液氯氣化和氯氣加熱于一體,即有液氯氣化功能又有使氯氣升溫過熱的功能，簡化了工藝流程；
[0016](二)本發(fā)明創(chuàng)造采用循環(huán)熱水加熱，一般的氯化反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，循環(huán)水先進入氯化車間吸收熱量變?yōu)闊崴?，然后進熱水池用于液氯氣化，溫度降低后再進入氯化車間，如此循環(huán)，即省去了涼水塔的電耗，也省去了現(xiàn)有的熱水蒸汽加熱循環(huán)供應(yīng)系統(tǒng)，即節(jié)省了蒸汽也簡化了工藝流程；
[0017](三)本發(fā)明創(chuàng)造生產(chǎn)安全穩(wěn)定性高，由于采用了熱水加熱，可以避免溫度過高帶來的危險性，同時在此溫度下三氯化氮不會蒸發(fā)，因此得到的氯氣不含三氯化氮。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]附圖是本發(fā)明創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)示意圖，其中I是蒸發(fā)器，2是過熱器，3是熱水池，4是緩沖罐，5是排污處理池，6是循環(huán)泵，7是調(diào)節(jié)閥，8是液位計，9是泄放閥。
[0019]如附圖所示，一種液氯連續(xù)氣化生產(chǎn)過熱氯氣的工藝的設(shè)備:由液氯蒸發(fā)器(I)、氯氣過熱器(2)、熱水池(3)、緩沖罐(4)、排污處理池(5)和熱水循環(huán)泵￠)、調(diào)節(jié)閥(7)、液位計(8)、泄放閥(9)等構(gòu)成；其中液氯蒸發(fā)器(I)與過熱器(2)直接連接，且通過管道分別與排污處理池(5)，循環(huán)泵(6)相連，過熱器(2)通過管道分別與熱水池(3)及循環(huán)泵
(6)相連，熱水池(3)通過管道分別與氯氣過熱器(2)、緩沖罐(4)及循環(huán)泵(6)相連，緩沖罐(4)通過管道與熱水池(3)相連，循環(huán)泵(6)通過管道分別與液氯蒸發(fā)器(I)、過熱器(2)及熱水池(3)相連，調(diào)節(jié)閥(7)通過管道與液氯蒸發(fā)器(I)相連，液位計(8)直接安裝在液氯蒸發(fā)器(I)上，泄放閥(9)通過管道與緩沖罐(4)及排污處理池(5)相連。
[0020]本發(fā)明創(chuàng)造的工作原理是:
[0021](一 )本發(fā)明創(chuàng)造的工藝流程
[0022]由界區(qū)外送來的液氯，經(jīng)過液位調(diào)節(jié)閥(7)，并通過液位測量表(8)的聯(lián)鎖控制，送入蒸發(fā)器(I)中，并使液氯在蒸發(fā)器中保持一定的液位高度。液氯在蒸發(fā)器中用溫度為25-65°C的熱水間接加熱，氣化為氯氣，從蒸發(fā)器上端的氯氣出口直接進入過熱器(2)，并經(jīng)熱水池被送入緩沖罐(4)中。氯氣在緩沖罐暫短停留，并進行氣液分離。出緩沖罐的氯氣經(jīng)流量計計量，并由流量調(diào)節(jié)閥控制輸出的氯氣流量送往氯化車間。
[0023]在蒸發(fā)器中，液氯氣化所用的加熱熱水是由氯化車間送來的溫度為25_65°C的熱水，經(jīng)熱水池(3)和循環(huán)泵(6)送入蒸發(fā)器中，在蒸發(fā)器走管間的液氯，不斷地被從蒸發(fā)器外送進來的新鮮液氯推動與熱水換熱而被氣化。液氯中的三氯化氮不斷在蒸發(fā)器內(nèi)積累，定期分析三氯化氮含量，定期排放部分含有高濃度三氯化氮的液氯到排污處理池，用堿液中和液氯并破壞三氯化氮，這樣就可以使液相中的三氯化氮的含量，保持在遠離產(chǎn)生爆炸危險的濃度。
[0024]在緩沖罐(4)頂部設(shè)有氯氣泄放閥。當液氯氣化系統(tǒng)的氯氣壓力超過設(shè)定值上限，泄放閥自動打開，將系統(tǒng)內(nèi)的氯氣排放至排污處理池。當系統(tǒng)的氯氣壓力低于設(shè)定值的下限時，泄放閥(9)將自動關(guān)閉。
[0025]液位測量表(8)聯(lián)鎖調(diào)節(jié)控制液位調(diào)節(jié)閥(7)。當液氯蒸發(fā)器(I)的液氯液位超過控制指標時，液位測量表(8)便給出信號令液氯液位調(diào)節(jié)閥(7)關(guān)小，以減少蒸發(fā)器(I)的進液氯量，使蒸發(fā)器(I)內(nèi)的液氯液位降低。反之，當液氯液位低于控制指標時，則液位測量表⑶會發(fā)出信號令調(diào)節(jié)閥⑵開大，增加液氯進量，使液氯液位提高，以此達到調(diào)節(jié)控制液氯液位在控制指標范圍內(nèi)。
[0026](二)本發(fā)明創(chuàng)造的安全保護措施
[0027]本發(fā)明創(chuàng)造設(shè)置了泄放閥(9)，它有兩個作用:1)保證液氯氣化系統(tǒng)在操作壓力設(shè)定值上下限范圍內(nèi)運行。當液氯氣化系統(tǒng)的氯氣壓力超過設(shè)定值上限，泄放閥(9)自動打開，將系統(tǒng)內(nèi)的氯氣排放至排污處理池。當系統(tǒng)的氯氣壓力低于設(shè)定值的下限時，泄放閥
(9)自動關(guān)閉。2)在系統(tǒng)開車時，液氯氣化系統(tǒng)內(nèi)存有空氣，這些空氣混入氯氣中使氯氣的純度降低，因此要將這部分氯氣排掉?？纱蜷_氯氣泄放閥(9)的旁路閥，將這些氯氣排放至排污處理池，在分析排放的氯氣純度合格后再關(guān)閉旁路閥。
[0028]在蒸發(fā)器和緩沖罐上分別設(shè)有安全閥，在每個安全閥前后管線上裝有防爆膜，以保護安全閥。安全閥的開啟壓力比泄放閥的泄放壓力高，只有當泄放閥失靈時才被打開。
[0029]在蒸發(fā)器(I)附近設(shè)有氯氣泄漏檢測報警儀，當氣化器周圍環(huán)境的空氣中含有氯氣達0.lmg/L時就開始報警，達lmg/L時為高報警。
【權(quán)利要求】
1.液氯連續(xù)氣化生產(chǎn)過熱氯氣的工藝，其特征是:(1)液氯自液氯儲槽或液氯鋼瓶在壓差作用下進入液氯蒸發(fā)器，蒸發(fā)器由循環(huán)水加熱，在此，液氯吸收循環(huán)水的熱量后氣化變?yōu)槁葰猓? (2)氣化后的氯氣進入過熱器，氯氣在過熱器內(nèi)被進一步加熱，由飽和氯氣變?yōu)檫^熱氯氣; (3)過熱氯氣由過熱器通過管道進入熱水池進一步加熱后經(jīng)緩沖罐后去氯化車間使用； (4)蒸發(fā)器定期檢測三氯化氮含量，如三氯化氮含量超標，則從蒸發(fā)器底部排出部分液氯至排污處理池，在此用堿液中和液氯并破壞三氯化氮； (5)熱水池中的熱水來自氯化車間，一般的氯化反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，循環(huán)水先進入氯化車間吸收熱量變?yōu)闊崴?，然后進熱水池用于液氯氣化，溫度降低后再進入氯化車間，如此循環(huán)，即省去了涼水塔的電耗，也省去了現(xiàn)有的熱水蒸汽加熱循環(huán)供應(yīng)系統(tǒng)，即節(jié)省了蒸汽也簡化了工藝流程；熱水由循環(huán)泵自熱水池分別打入蒸發(fā)器和過熱器，然后經(jīng)管道去氯化車間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液氯連續(xù)氣化生產(chǎn)過熱氯氣的工藝的設(shè)備，其特征是:由液氯蒸發(fā)器(I)、氯氣過熱器(2)、熱水池(3)、緩沖罐(4)、排污處理池(5)和熱水循環(huán)泵(6)、調(diào)節(jié)閥(7)、液位計(8)、泄放閥(9)等構(gòu)成；其中液氯蒸發(fā)器(I)與過熱器(2)直接連接，且通過管道分別與排污處理池(5)，循環(huán)泵(6)相連，過熱器(2)通過管道分別與熱水池(3)及循環(huán)泵(6)相連，熱水池(3)通過管道分別與氯氣過熱器(2)、緩沖罐(4)及循環(huán)泵(6)相連，緩沖罐⑷通過管道與熱水池⑶相連，循環(huán)泵(6)通過管道分別與液氯蒸發(fā)器(I)、過熱器(2)及熱水池(3)相連，調(diào)節(jié)閥(7)通過管道與液氯蒸發(fā)器(I)相連，液位計(8)直接安裝在液氯蒸發(fā)器(I)上，泄放閥(9)通過管道與緩沖罐(4)及排污處理池(5)相連。
【文檔編號】F17C7/04GK104235605SQ201410292501
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月22日
【發(fā)明者】李安民, 張曉生 申請人:李安民