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年产2万吨电解法烧碱生产过程氯气处理工序初步设计(2)
从电解槽出来的湿氯气,一般温度较高,并伴有大量水蒸气和盐雾等杂质。这种湿氯气,对钢铁及大多数金属有强烈的腐蚀作用,只有某些金属
材料
或非金属材料在一定条件下,才能耐湿氯气的腐蚀。例如金属钛、聚氯乙烯、酚醛树脂、陶瓷、玻璃、橡胶、聚酯、玻璃钢等。因而使得生产及运输极不方便。但干燥的氯气对钢铁等常用材料的腐蚀在通常情况下是较小的,所以湿氯气的干燥是生产和使用氯气过程中所必须的。
氯气干燥前通常先使氯气冷却,使湿氯气中大部分水蒸气被冷凝除去,然后用干燥剂进一步除去水分。干燥后的氯气经过压缩,在送至用户。
在不同的温度与压力下气体中的含水量可以用水蒸气分压来表示。在同一压力下,温度越高,含水量越大。其水蒸气分压也就越高。
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0.05%(如果用透平压缩机输送氯气,则要求含水量小于100ppm)。因此必须将氯气中的水分进一步除去。在工业上,均采用浓硫酸来干燥氯气,因为浓硫酸具有:
(1)不与氯气发生
化学
反应;
(2)氯气在浓硫酸中的溶解度小;
(3)浓硫酸有强烈的吸水性;
(4)价廉易得;
(5)浓硫酸对钢铁设备不腐蚀;
(6)稀硫酸可以回收利用。故浓硫酸是一种较为理想的氯气干燥剂。
当温度一定时,硫酸浓度越高,其水蒸气分压越低;当硫酸浓度一定时,温度降低,则水蒸气分压也降低。即硫酸的浓度越高,温度越低,硫酸的干燥能力也就越大,氯气干燥后的水分越少。若硫酸的温度太低,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84%时,它的结晶温度为+8℃,所以在操作中一般将硫酸温度控制在不低于10℃。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:
(1)硫酸的浓度;
(2)硫酸的温度;
(3)硫酸与氯气的接触面积和接触时间。
生产中使用的氯气还需要一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。
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