，使湿氯气中的大部分水蒸汽被冷凝除去，然 后用干燥剂进步出去水分。干燥后的氯气经过压缩，再送至用户。 在不同的温度与压力下气体中的含水量可以用水蒸汽分压来表示。在同压 力下，温度愈高，含水量愈大。其水蒸汽分压也就愈高。 为了使氯气能用钢铁材料制成的设备及管道进行输送或处理，要求氯气的含 水量小于如果用透平压缩机输送氯气，则要求含水量小于。因 此必须将氯气中的水分进步除去。在工业上，均采用浓硫酸来干燥氯气，因为 浓硫酸具有不与氯气发生化学反应氯气在硫酸中的溶解度小 浓硫酸有强烈的吸水性价廉易得浓硫酸对钢铁设备不腐蚀浓 硫酸可以回收利用等特点，故浓硫酸时种较为理想的氯气干燥剂。 当温度定时，硫酸浓度愈高其水蒸汽分压愈低当硫酸浓度定时，温 度降低，则水蒸汽分压也降低。也就是说硫酸的浓度愈高温度愈低，硫酸的干 燥能力也就愈大，即氯气干燥后的水分愈少。但如果硫酸的温度太低的话，则硫 酸与水能形成结晶水合物而析出。因此原料硫酸与用后的稀硫酸在储运过程中， 尤其在冬季必须注意控制温度和浓度，以防止管道堵塞。硫酸浓度在时，它 的结晶温度为，所以在操作中般将温度控制在不低于。此外， 硫酸与湿氯气的接触面积和接触时间也是影响干燥效果的重要因素。故用硫酸干 燥湿氯气时，应掌握以下几点硫酸的浓度，硫酸温度，硫酸与氯四川理工学院毕业设计前言 气的接触面积和接触时间。 生产中使用的氯气还需要有定的压力以克服输送系 出口氯气总压力为。 由资料查得相关热力学数据如下 氯气在水中溶解度 氯气比热容 水蒸气分压 水蒸气热焓 不凝气体比热 第二钛冷却器物料衡算 河南工业大学化学工业职业学院毕业设 计论文 烧碱装置氯气处理 工序工艺设计 学生宋宏志 学号 专业应用化工技术 班级应化 指导教师付大永 目录 前言 概述 氯气处理方法 氯气处理工艺流程简介 氯气工艺计算 氯气处理工艺流程简图 计算依据 工艺计算 主要设备设计及选型 第钛冷却器 确定方案 确定物性参数 第二钛冷却器 硫酸干燥塔Ⅰ填料塔 填料的选择 塔径 ， ， ， ， 四川理工学院毕业设计前言 前言 概述 氯气，分子量，常温下，氯是黄绿色，具有使人窒息气味的气体， 有毒。氯气对人的呼吸器官有强烈的刺激性，吸入过多时还会致死。氯气比空气 重，约为空气的倍。氯气能溶于水，但溶解度不大，温度越高氯气在水中的 溶解搞不赢。氯气溶于水同时与水反应生成盐酸和次氯酸，因此氯水具有极强的 腐蚀性。氯气在四氯化碳，氯仿等溶剂中溶解度较大，比在水中的溶解度约大 倍。工业上利用氯气在四氯化碳中有较大溶解度这特点，用四氯化碳吸收 氯碱厂产生的所有废氯，然后再解吸回收氯气。 氯气的用途极为广泛，重要用途如杀菌消毒漂白及制浆冶炼金属制 造无机氯化物制造有机氯化物及有机物。 氯气处理方法 从电解槽出来的湿氯气，般温度较高，并伴有大量水蒸汽及盐雾等杂质。 这种湿氯气，对钢铁及大多数金属有强烈的腐蚀作用，只有些金属材料或非金 属材料在定条件下，才能耐湿氯气的腐蚀。例如金属钛，聚氯乙烯酚醛树脂的确定 压降计算 塔高确定 硫酸干燥塔Ⅱ泡罩塔 塔径的确定 塔高的确定 除沫器 计算依据 计算 设备览表 设计评述 参考文献 致谢 附图 烧碱装置氯气处理 工序工艺设计 摘要 烧碱装置氯气处理中主要有三个步骤，分别是冷却干燥和输送储存。冷却 这个过程主要用的是工业用水和冷冻水和钛冷却器，干燥过程用的是浓硫酸以及 填料塔泡罩塔。设计过程主要有物料衡算能量衡算设备选型的计算 关键词冷却，填料塔，泡罩塔，钛冷却器 四川理工学院毕业设计 ， 水蒸气热焓 不凝气比热 第钛冷却器物料衡算四川理工学院毕业设计氯气工艺计算 设管路中冷凝下来的水量为，因氯气在水中的溶解度很小，其溶液可 视为理想溶液。由于系统总压为，所以计算时可视为。由 道尔顿分压定律得水总水总    解得 故溶解的氯气量 氯水总重量 由上述计算得知，进入第钛冷却器的气体组分为 氯气 水蒸气 不凝气体 氯气在段钛冷却器中温度从降至 设在第钛冷却器中冷凝的水量为，其阻力降为， 则出口氯气的总压为 总， 根据道尔顿定律有     解得 溶解氯气的量为 氯水总重量为 因此出第钛冷却器的气体组分为 氯气 氯水带出热量， 冷却水用量 冷却水采用工业上水，设进口温度，出口温度。 定性温度四川理工学院毕业设计氯气工艺计算 其中，传热速率， 流体质量流量， 流体比热容，• 温度，。 则第钛冷却器用水量为  冷却水带入热量， 冷却水带出热量， 第钛冷却器热量衡算表 表第钛冷却器热量衡算表 输入输出 物料名称数量热量物料名称数量热量 氯气 水蒸气 不凝气体 溶解热 冷却水 总计 氯气 水蒸气 不凝气体 氯水 冷却水 总计 第二钛冷却器计算依据 电解氯气经二段洗涤塔冷却，温度从降至。 氯水温度为。 水蒸气 不凝气体 物料衡算表四川理工学院毕业设计氯气工艺计算 以生产为基准 表第钛冷却器物料衡算表 名称钛冷却器 出第二钛冷却器 氯气 水蒸气 不凝气 氯水 总计 总物料衡算 表第钛冷却器总物料衡算表 名称 进第钛冷却器 出第二钛冷却器 氯气 水蒸气 不凝气体 氯水 总计 第钛冷却器热量衡算 气体带入热量 氯气带入热量， 水蒸气带入热量 不凝气体带入热量， 氯气溶解热 气体带出热量 氯气带热量， 水蒸气带热量 不凝气体带出热量温度控制在不低于。此外， 硫酸与湿氯气的接触面积和接触时间也是影响干燥效果的重要因素。故用硫酸干 燥湿氯气时，应掌握以下几点硫酸的浓度，硫酸温度，硫酸与氯四川理工学院毕业设计前言 气的接触面积和接触时间。 生产中使用的氯气还需要有定的压力以克服输送系统的阻力，并满足用户 对氯气压力的要求。因此在氯气干燥后还需用气体压缩机对氯气进行压缩。 综上所述，氯气处理系统的主要任务是 氯气干燥 将干燥后的氯气压缩输送给用户 稳定和调节电解槽阳极室内的压力，保证电解工序的劳动条件和干燥后的 氯气纯度。 氯气处理工艺流程简介 根据氯处理的任务氯处理的工艺流程包括氯气的冷却干燥脱水净化和压 缩输送几个部分。 氯气的冷却 氯气的冷却因方式的不同，可分为直接冷却间接冷却和氯水循环冷却三种 流程。 直接冷却流程工艺设备投资少，操作简单，冷却效率高，但是，此流程排 出的污水含有氯气，腐蚀管路，污染环境，同时使氯损失增大，且耗费大量蒸汽。 间接冷却流程操作简单，易于控制，操作费用低，氯水量小，氯损失少， 并能节约脱氯用蒸汽。冷却后氯气的含水量可低于。 氯水循环冷却流程冷却效率高，操作费用低于直接冷却法，高于间接冷却 法，投资比前者告而低于后者。缺点是热交换器所用冷却水温度要求低于， 因此需要消耗冷冻量并需增设氯水泵氯水循环槽使流程复杂化。 氯气的干燥 氯气干燥时均以浓硫酸为干燥剂，分为填料塔串联硫酸循环流程和泡沫塔干 燥流程。 填料塔串联硫酸循环流程该流程对氯气负荷波动的适应性好，且干燥氯气 的质量稳定，硫酸单耗低，系统阻力小，动力消耗省。但设备大，管道复杂，投 资及操作费用较高。 泡沫塔干燥流程此流程设备体积小，台数少，流程简单，投资及操作费用 低。其缺点时压力降较大，适应氯气负荷波动范围小，塔板易结垢，同时由于塔 酸未能循环冷却，塔温高，因此出塔氯气含水量高，出塔酸浓度高故酸耗较大。 氯气的净化 氯气离开冷却塔，干燥塔或压缩机时，往往夹带有液相及固相杂质。管式 丝网式填充过滤器是借助具有多细孔通道的物质作为过滤介质，能有效地去除水 雾或酸雾，净化率可达，而且压力降较小，可用于高质量的氯气处 理。 根据以上各流程的优缺点最后确定氯气处理工艺流程如下两段列管间接冷 却，硫酸干燥塔填料塔，硫酸干燥塔泡罩塔串联干燥流程。此工艺效果 好，氯气输送压力大，设备少，系统阻力小，操作稳定，经济性能优越。四川理工学院毕业设计氯气工艺计算 氯气工艺计算 氯气处理工艺流程简图 氯气处理工艺流程见下，据此进行物料衡算和热量衡算。 钛