浅析液氯汽化器与液氯液下泵在液氯包装应用中的比较

浅析液氯汽化器与液氯液下泵在液氯包装应用中的比较

作者：李忠孝

来源：《科技创新与应用》2013年第05期

摘 要：作为基础化工的氯碱行业，液氯的生产与包装一直是氯碱系统的常规作业，尤其是液氯的包装，作为危险品运输的前期工作也显得十分重要，一直受行业内人士的关注，尤以液氯包装的安全性、高效性与其对应的危险性始终是人们谈论的焦点，随着社会工业的发展，液氯包装的工艺也悄然地发生了改变。下面就以实例介绍一下在液氯包装发展进程中分别采用的两种不同的工艺，分别为液氯汽化器包装和液氯液下泵包装。成功运用了这两种包装方式，并一直保持两种方式并存，实行互补，保证了安全、稳定、高效、经济的运行，十数年来未发生过包装事故。主要介绍了液氯汽化器与液氯液下泵在液氯包装中的应用原理、工艺及两者在实际应用中过程中的优缺点

关键词：液氯汽化器；液氯液下泵；液氯包装 1 液氯汽化器包装

这是我公司长期采用的一种液氯包装方式，也是氯碱行业较为成熟的包装工艺，较适用于液氯包装量不是很大的企业应用。 1.1 液氯汽化器包装工艺原理

在SPT状态下，氯气的密度为3.214kg/m3，而液化后的液氯的密度为1468kg/m3，两者之间存在着高达450余倍的压缩比，这就意味着液氯有着极高的蒸汽压，在同等压力下单位体积的液氯挥发后可以急剧膨胀，产生相当大体积的氯气，因此可以通过伴热的方式促进液氯汽化，使汽化后的氯气在有限的空间内膨胀以产生足够高的压力，再将此压力输送给液氯贮槽来保证液氯包装所需要的压力。 1.2 液氯汽化器包装工艺流程

利用液氯汽化器进行包装首次与正常运行时略有不同。首次包装时因汽化器内没有液氯，此时需借助外力将液氯贮槽的液氯首先注入汽化器，我公司采氮气加压法（也可以采用干燥空气加压法），通过连接在液氯贮槽上的氮气加压管道，利用高压氮气向液氯贮槽加压，将液氯通过液氯贮槽与汽化器的连接管道注入汽化器，为保证液氯汽化器运行的安全性，我公司规定汽化器中的液氯贮量不得超过其容积的70%。完成首次注入后，正常运行中只需借注汽化器自身压力便可实现为汽化器自身加注液氯，无须再借助高压氮气或干燥空气。汽化器中的液氯借助汽化器的夹套热水加热，将液氯挥发成氯气，当挥发后的氯气达到规定压力后，打开汽化器

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上的高压氯气阀门向液氯贮槽加压，进行液氯包装。为保证安全顺利运行，汽化器要配备多条管道，如：液氯管道、高压氯气管道、泄压管道、真空管道及泄液氯管道等，还要配备相应的压力表、安全阀及液氯处理罐、排污罐等安全附件和设备。见流程图1 1.3 液氯汽化器包装的优缺点 1.3.1 优点

（1）液氯汽化器包装工艺成熟，设备简单，有些设备可以自行制作，设备更换方便。设备故障分析容易，事故处理相对简单。（2）整个系统无过多机电设备，只需配备循环水泵即可，节约电能。管道维修方便。（3）设备操作简单，可控性更强，易于掌握接受。 1.3.2 缺点

（1）管道线路多，配管工艺复杂，泄漏点多，容易混淆。（2）设备多，占地面积大。（3）工艺指标要求严格。如：热水温度不得高于45℃，汽化器内液氯贮量有上下限要求，超量会造成容器超压，过低会引起NCL3超标，都会引起爆炸危险。（4）液氯汽化器底部长期有液氯滞留，因此存在NCL3积累现象，积累到一定数量如不能及时排污就会有爆炸危险，因此要定期化验、排污，而且NCL3样品的提取和定量分析难度较大。（5）设备长期维持高压运行，因受压力设备疲劳及设备腐蚀的影响，要求定期进行设备检验，严禁超限运行。（6）能耗高，随着汽化器内液氯量的减少压力下降，必须及时补充液氯，直接造成液氯损失及冷量的损失，间接给氯气液化增加负担。包装压力不稳定，并且很难保证多台位钢瓶同时连续包装，尤其无法保证对液氯槽车的充装，同时存在由于高压氯气的排放会造成系统压力的不稳定，制约着系统的安全运行。（7）要求操作人员有较强的责任心，须随时关注汽化器中的压力及汽化器夹套水的温度的变化，确保设备在规定的指标内运行。 2 液氯液下泵包装

近年来迅速发展起来的适应大规模充装、被普遍接受的、较为先进的纯机械动力包装方式。克服了汽化器包装存在的高危险性、高能耗性、以及低包装速度等缺点，是现代包装工艺的发展趋势。

2.1 液氯液下泵包装工艺原理

利用机械泵的增加原理，将流入液下泵入口的液氯由多级叶轮吸入，经连续加压后从出口输出，直接进行充装，增压后的出口压力可达到1.25-1.6MPa，足以满足灌装液氯钢瓶或液氯管道输送的要求。

2.2 液氯液下泵包装工艺流程

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液氯从液氯贮槽底部的出口经过滤器过滤后直接进入液氯液下泵所在的液氯中间罐，当液氯量达到液下泵所必须的最低液位后启动液下泵，通过液下泵的高压出口直接向液氯钢瓶或液氯槽车充装。见流程图2 2.3 液氯液下泵包装的优缺点 2.3.1 优点

（1）设备管线少，工艺配管方便，漏点少。（2）占地面积小，节省空间，易于管理。（3）包装压力稳定、可控，可保证连续不间断地多台位液氯钢瓶充装，尤其在进行液氯槽车充装时效果更为明显，包装速度快，效率高。（4）由液氯贮槽来的液氯不会在中间罐产生滞留，直接由液下泵吸入排出，因此不产生NCL3积累，安全性能高。（5）能耗低，避免了液氯汽化器需自耗液氯而造成的液氯损失，间接的降低了能耗，不会影响系统的稳定运行。（6）液氯液下泵包装工艺原理简单，容易理解。 2.3.2 缺点

（1）一次性投资成本高，安装周期相对较长。（2）对操作人员要求较高，需要进行严格培训，系统操作更专业化、流程化。（3）设备精密程度较高，尤其对主轴的维修难度较大，需要专业人员维修保养且要求有较宽敞的维修场地，维修成本高。（4）设备安装要求高，液氯液下泵中间罐与液氯贮槽安装位置有严格的位差限制，高度差要严格的控制在工艺允许范围内，对于位置已经固定的液氯贮槽来讲，施工改造难度较大。（5）输出压力偏高，对设备管道安装提出更高的要求，且要预先全面做好液氯应急处置方案。（6）设备对来氯的纯度要求较高，尤其是含水、含酸要求较高。同时对密封气要求较高，要求采用干燥氮气或干燥空气，同时要注意及时清理液氯贮槽底部沉积的氯化物及机械杂质，避免堵塞管道过滤器。 3 结束语

液氯充装是氯碱行业一个永久的课题，怎样协调好充装过程中的安全性、快速性、节能降耗等之间的关系一直是业内人士关注的焦点，液氯包装总体上经历了高压氮气（或干燥空气）加压包装、和本文提到的液氯汽化器包装以及以液氯液下泵为代表的机械加压包装等几个过程，并趋向于机械包装进程的发展，企业应根据自己的实际情况采用适合自身企业要求的包装方式。但无论采用何种包装方式，都应以安全为第一目标，兼顾节能降耗、高效并存，在此基础上逐步向自动化、智能化方向发展，为中国的氯碱行业做出积极的贡献。