氯气处理工序事故水封的技术改造

屈彪

（河南联创化工有限公司，河南 济源 459000）

氯气处理工序事故水封的技术改造

屈彪

（河南联创化工有限公司，河南 济源 459000）

通过对氯气处理工艺过程中的水封工作原理进行分析，设计了正负压一体水封装置。该装置优化了生产工艺，节约了运行成本，能达到预定的使用效果。

正压水封；改进；烧碱；透平机

氯气处理工序的稳定，直接关系到上游电解槽稳定压差、下游合成及液氯工段的正常运行。为保持氯气总管压力的稳定，大多使用正压和负压2个水封，来保证氯气总管压力稳定在-3～3 kPa。

1 现有水封装置结构

来自电解工序的80～85℃的高温湿氯气，在进入氯水洗涤塔之前先经过正、负压水封。正、负压水封是保证在电解槽开停车、检修及系统压力异常情况下氯气压力稳定的关键设备，结构图见图1。

1.1 水封工作原理

若氯气总管压力过高，氯气在送入洗涤塔之前会冲破事故正压水封（图1a）进入除害塔，确保氯气总管压力≤3 kPa；由于采用氯气透平压缩机进行氯气输送，在开停车过程中，透平机可能发生“喘振”现象[1]，从而在短时间内产生较大的负压[2]，为避免设备被抽瘪或损坏，设置事故负压水封（图1b），使空气冲破事故负压水封进入氯气总管[3]，确保氯气总管压力≥-3 kPa。通过2个水封的共同作用，使氯气总管压力维持在相对稳定的状态。

图1 现有事故水封结构图

1.2 现有水封的不足

目前河南联创化工有限公司采用的水封皆为正、负压分体式水封。

现有水封主要存在以下几点不足。

（1）空间利用率低。现有水封在安装时，需要准备2个水封的占地面积以及相应的顶部空间。在设备和管道繁杂的生产现场，使得原本就不宽裕的空间变得更加拥挤。

（2）事故隐患增多。现有水封各有1根管道通过三通管与氯气总管相连，管道与水封之间采用法兰连接。接口越多，发生泄漏的概率就越大；在长期使用过程中，螺母容易被氧化锈蚀，从而为事故的发生埋下更多隐患。

（3）建设成本增加。由于每个水封均需要1根管道与总管连接，在施工过程中，不仅需要布置2根相同的管道，而且需要在楼层间开凿2个相同的圆孔，在一定程度上增加了设备安装成本。

（4）水资源浪费严重。氯气总管在正常生产过程中的压力并不是稳定不变的，总管压力会随着上下游工序的进行而有小幅波动，从而使得正负压水封水位上下变化。为了保证水封压力，通常情况下，需要循环水入口保持小流量常开。2个水封的设计需要双倍的水流量，会造成水资源的浪费。

2 技术改造

为解决现有水封存在的多种不足，简化工艺及设备安装过程，提高系统稳定性，故设计正负压一体水封，结构示意图见图2。

图2 正负压一体水封结构示意图

2.1 结构分析及工作原理

正负压一体水封将现有2个水封简化成1个水封，即只需要1根管道与氯气总管相连就可以实现原有2个水封的功能与作用。该水封主体结构分上下2层，中间用带圆孔隔板隔开，上层为负压水封，下层为正压水封。水封水先注入负压水封，然后经中间连接管道注入正压水封。根据技术要求，确定插入水中的水封管道长度为300 mm。注水口位于水封正上方，出水口位于离底部400 mm的位置（连通管距离底部100 mm）。排污口位于水封最下端，方便检修时排出水封底部的污泥。

当氯气总管压力高于3 kPa时，氯气冲破正压水封，去除害塔进行除害[4]。当氯气总管压力低于-3 kPa时，大气压冲破负压水封，进入氯气总管，增大氯气总管压力。通过2个水封的共同作用，使氯气总管压力始终维持在-3～3 kPa，从而保护管道和后续设备的安全。

2.2 一体水封的优点

与现有水封对比，正负压一体水封结构相对复杂，但长远来看，其主要有以下几点优势。

（1）节约占地面积。相比于传统分体式水封，正负压一体水封在结构上更为紧凑，仅需原来1个水封的占地面积就能满足自身功能的发挥。

（2）降低材料损耗。一体水封在设计安装时，相比于分体水封，减少了1根与总管相连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损耗。

（3）设备安装方便。正负压一体水封在安装时，仅需在氯气总管上连接1个法兰就可以实现稳定氯气总管压力的目的。

（4）降低事故隐患。由于在氯气总管上的接口减少，相比于现有的工艺，减少了可能发生事故的设备，降低了事故发生的风险。

（5）节约水资源。正负压一体水封仅需1个进水管，就可确保2个水封的水量满足生产需求。相比于原有设计，可以节约一半的用水量。

3 结论

对于现有水封存在的问题进行技术改造，不仅能实现原有水封保证氯气总管压力稳定的目的，又能在很大程度上节约资源，简化安装流程，提高了设备整体性，且有助于实现节能减排。

［1］王世周，许 义，吴建华．氯压机改造总结．中国氯碱，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］黄山山．氯气事故负压水封跑氯原因及改进．广州化工，2011，（17）：110－111．

［4］韦其兴．氯碱生产中废氯气的处理方法．中国氯碱，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