氯氣處理工序事故水封的技術改造

屈彪

（河南聯創化工有限公司，河南 濟源 459000）

氯氣處理工序事故水封的技術改造

屈彪

（河南聯創化工有限公司，河南 濟源 459000）

通過對氯氣處理工藝過程中的水封工作原理進行分析，設計了正負壓一體水封裝置。該裝置優化了生產工藝，節約了運行成本，能達到預定的使用效果。

正壓水封；改進；燒堿；透平機

氯氣處理工序的穩定，直接關系到上游電解槽穩定壓差、下游合成及液氯工段的正常運行。為保持氯氣總管壓力的穩定，大多使用正壓和負壓2個水封，來保證氯氣總管壓力穩定在-3～3 kPa。

1 現有水封裝置結構

來自電解工序的80～85℃的高溫濕氯氣，在進入氯水洗滌塔之前先經過正、負壓水封。正、負壓水封是保證在電解槽開停車、檢修及系統壓力異常情況下氯氣壓力穩定的關鍵設備，結構圖見圖1。

1.1 水封工作原理

若氯氣總管壓力過高，氯氣在送入洗滌塔之前會沖破事故正壓水封（圖1a）進入除害塔，確保氯氣總管壓力≤3 kPa；由于采用氯氣透平壓縮機進行氯氣輸送，在開停車過程中，透平機可能發生“喘振”現象[1]，從而在短時間內產生較大的負壓[2]，為避免設備被抽癟或損壞，設置事故負壓水封（圖1b），使空氣沖破事故負壓水封進入氯氣總管[3]，確保氯氣總管壓力≥-3 kPa。通過2個水封的共同作用，使氯氣總管壓力維持在相對穩定的狀態。

圖1 現有事故水封結構圖

1.2 現有水封的不足

目前河南聯創化工有限公司采用的水封皆為正、負壓分體式水封。

現有水封主要存在以下幾點不足。

（1）空間利用率低。現有水封在安裝時，需要準備2個水封的占地面積以及相應的頂部空間。在設備和管道繁雜的生產現場，使得原本就不寬裕的空間變得更加擁擠。

（2）事故隱患增多。現有水封各有1根管道通過三通管與氯氣總管相連，管道與水封之間采用法蘭連接。接口越多，發生泄漏的概率就越大；在長期使用過程中，螺母容易被氧化銹蝕，從而為事故的發生埋下更多隱患。

（3）建設成本增加。由于每個水封均需要1根管道與總管連接，在施工過程中，不僅需要布置2根相同的管道，而且需要在樓層間開鑿2個相同的圓孔，在一定程度上增加了設備安裝成本。

（4）水資源浪費嚴重。氯氣總管在正常生產過程中的壓力并不是穩定不變的，總管壓力會隨著上下游工序的進行而有小幅波動，從而使得正負壓水封水位上下變化。為了保證水封壓力，通常情況下，需要循環水入口保持小流量常開。2個水封的設計需要雙倍的水流量，會造成水資源的浪費。

2 技術改造

為解決現有水封存在的多種不足，簡化工藝及設備安裝過程，提高系統穩定性，故設計正負壓一體水封，結構示意圖見圖2。

圖2 正負壓一體水封結構示意圖

2.1 結構分析及工作原理

正負壓一體水封將現有2個水封簡化成1個水封，即只需要1根管道與氯氣總管相連就可以實現原有2個水封的功能與作用。該水封主體結構分上下2層，中間用帶圓孔隔板隔開，上層為負壓水封，下層為正壓水封。水封水先注入負壓水封，然后經中間連接管道注入正壓水封。根據技術要求，確定插入水中的水封管道長度為300 mm。注水口位于水封正上方，出水口位于離底部400 mm的位置（連通管距離底部100 mm）。排污口位于水封最下端，方便檢修時排出水封底部的污泥。

當氯氣總管壓力高于3 kPa時，氯氣沖破正壓水封，去除害塔進行除害[4]。當氯氣總管壓力低于-3 kPa時，大氣壓沖破負壓水封，進入氯氣總管，增大氯氣總管壓力。通過2個水封的共同作用，使氯氣總管壓力始終維持在-3～3 kPa，從而保護管道和后續設備的安全。

2.2 一體水封的優點

與現有水封對比，正負壓一體水封結構相對復雜，但長遠來看，其主要有以下幾點優勢。

（1）節約占地面積。相比于傳統分體式水封，正負壓一體水封在結構上更為緊湊，僅需原來1個水封的占地面積就能滿足自身功能的發揮。

（2）降低材料損耗。一體水封在設計安裝時，相比于分體水封，減少了1根與總管相連的管道和其他配套的焊接材料，在一定程度上降低了材料的損耗。

（3）設備安裝方便。正負壓一體水封在安裝時，僅需在氯氣總管上連接1個法蘭就可以實現穩定氯氣總管壓力的目的。

（4）降低事故隱患。由于在氯氣總管上的接口減少，相比于現有的工藝，減少了可能發生事故的設備，降低了事故發生的風險。

（5）節約水資源。正負壓一體水封僅需1個進水管，就可確保2個水封的水量滿足生產需求。相比于原有設計，可以節約一半的用水量。

3 結論

對于現有水封存在的問題進行技術改造，不僅能實現原有水封保證氯氣總管壓力穩定的目的，又能在很大程度上節約資源，簡化安裝流程，提高了設備整體性，且有助于實現節能減排。

［1］王世周，許 義，吳建華．氯壓機改造總結．中國氯堿，2013，（11）：31－32＋48．

［2］Baumhof P，Mazitschek R，Giannis A．A Mild and Effective Method for the Transesterification of Carboxylic Acid Esers．Angew Chem Int ED，2001，40：3 672－3 674．

［3］黃山山．氯氣事故負壓水封跑氯原因及改進．廣州化工，2011，（17）：110－111．

［4］韋其興．氯堿生產中廢氯氣的處理方法．中國氯堿，2009，（08）：36－38．

Technicalinnovation in accidentwater sealofchlorine and hydrogen treatmentprocedure

QU Biao

（Henan LIAN ChemicalCo.,Ltd.,Jiyuan 459000，China）

Based on the analysis of the working principle of water seal in the process of chlorine gas treatment，a positive and negative pressure integral water seal device is designed.Through theoretical analysis and mutual exchange，the device can achieve the intended use effect，thereby optimizing the production process，saving the operating costs.

positive pressure seal；improvement；cuastic soda turbine compressor

TQ124.4+16

B

1009－1785(2017)08-0015-02

2017-05-06