液氯氣化器及防止三氯化氮積聚問題

孫永泰

（遼寧省遼中縣水利化工設備廠，遼寧 遼中110200）

近年來，中國在生產和使用液氯過程中，因氯中含三氯化氮超標而引起爆炸已有多次發生。這不僅危害安全生產，而且造成設備的嚴重破壞和人員傷亡。液氯系統中，液氯氣化器是三氯化氮積累的主要部位之一，為了避免和減少三氯化氮的積累，使用液氯時，如何合理選擇液氯氣化器結構類型和防止三氯化氮積聚是十分重要的。

1 液氯氣化器結構形式及工藝技術操作特性

通常用于氯氣輸送、提壓的液氯氣化器，其結構形式主要以下有3 種。

（1）夾套式（見圖1）；（2）蛇管式（見圖2）；（3）套管式（見圖3）。

工藝技術操作特性見表1。

2 安全性討論及應用范圍

圖1 夾套式液氯氣化器

圖2 蛇管式液氯氣化器

圖3 套管式液氯氣化器

表1 液氯氣化器工藝技術操作特性表

從液氯氣化器工藝技術操作特點來看，夾套式氣化器是最易產生三氯化氮富集積聚的。事先充裝有液氯的夾套式氣化器，盡管里面的液氯本身含三氯化氮是符合標準的，但由于液氯的沸點遠比三氯化氮的沸點低，隨著液氯的逐漸氣化，液氯殘液中三氯化氮濃度越來越大，為了不使三氯化氮濃度超過爆炸極限，不能將液氯完全氣化，應保持部分液氯隨同殘液一起排到液氯排污器進行處理，這是必須遵守的。

蛇管式、套管式液氯氣化器同夾套式液氯氣化器不同，這二類氣化器的操作是連續進行，即一邊液氯進去，一邊氯氣出來，而且可以做到液氯一進入氣化器，就全部蒸發氣化成氣體，排除了三氯化氮在未蒸發的殘余液氯中濃縮積聚的可能性。

一般地說，液氯汽化器的供熱介質采用＜45 ℃的熱水，這是為了防止沉積于氣化器里的三氯化氮因溫度過高而發生爆炸。由于在掌握嚴格的操作條件下，液氯一進入套管式液氯氣化器即幾乎全部蒸發氣化，且流程中不易造成死角，從而可避免三氯化氮在氣化器中富集積聚，如用氯部門要求氯壓較高，氯量較大時，可采用低壓蒸汽作供熱介質。即使在通常環境中，只要保持進入氣化器的液氯有足夠高的壓力，要求出氣化器的氣氯達到0.98 MPa（表壓）也是能做到的。

目前，國內用于提高氯壓（表壓0.98 MPa）灌裝液氯的氣化器大都采用夾套式液氯氣化器，氣化器中殘液排入排污器后，可用以下方法進行處理。

（1）蒸出氯氣，污液用30%燒堿溶液分解。這種方法僅限于液氯中三氯化氮含量低時，且排出的污物含三氯化氮不超過50 g/L；

（2）事先在排污器內加入惰性有機溶劑（四氯化碳、氯仿等）稀釋三氯化氮，蒸出氯氣，然后在殘液中加入足夠量的還原劑，使三氯化氮轉變為氯化銨。適合的還原劑有無水氯化氫、硫酸鈉、硫代硫酸鈉等；

（3）將伴有液氯的殘液通入燒堿溶液中，用于制次氯酸鈉產品。氯壓低（如表壓小于0.2 MPa）的用氯部門最適宜采用蛇管式液氯氣化器，這種液氯氣化器在使用上最安全。