尹 聰
(河北盛華化工有限公司,河北 張家口075000)
為使離子膜電解槽出槽淡鹽水氯酸鹽含量控制為15 g/L 以下,提高離子膜的電流效率,延長電解槽陽極壽命,減輕墊片的化學腐蝕,必需設置氯酸鹽分解槽。氯酸鹽分解槽開停車較頻繁,如果開停車操作不慎致使鹽水與蒸汽加入順序相反, 會發(fā)生分解槽爆裂事故,給生產帶來嚴重損失。氯酸鹽分解槽工藝流程圖見圖1。
圖1 氯酸鹽分解槽工藝流程圖
從離子膜電解槽陽極室溢流出來的淡鹽水進入陽極液罐,再用泵送至氯酸鹽分解槽,淡鹽水通過酸化并使用蒸汽加熱到90 ℃進行分解, 釋放出氯氣,分解后的淡鹽水返回陽極液貯罐。 在氯酸鹽分解槽中的反應式為:
陽極液泵出口鹽水流量的三分之一打入氯酸鹽分解槽進行分解, 保持鹽水中氯酸鹽含量的穩(wěn)定, 分解槽上部析出的氯氣并入電解槽氯氣總管,氯氣總管中全部氯氣送入下游干燥工序中的氯水洗滌塔。
在出槽陽極液中加入適量的鹽酸, 并通入蒸汽使鹽水溫度加熱到90 ℃左右,以有效地進行反應釋放出氯氣,降低氯酸鹽的含量
通入合適流量的鹽水, 通入一定量的蒸汽和鹽酸,在約90 ℃下進行反應。 氯酸鹽分解槽的特點是反應溫度較高,在生產中可以隨時開啟和停用。在開啟和停用的時候,必須做好準備工作,嚴格控制物料量和物料的加入順序, 保證分解槽的正確使用和最佳的除氯酸鹽效果。
氯酸鹽分解槽開車時物料進入分解槽的順序是,(1)開啟陽極液泵到分解槽的閥門,通入出槽淡鹽水總量的三分之一, 保證分解槽的液位逐漸上漲, 在80%以上直到氯酸鹽分解槽鹽水溢流為止;(2)如在分解槽至陽極液罐出口之間設有閥門,則開啟此閥門或保持溢流完全暢通, 使鹽水形成閉路循環(huán),調節(jié)好鹽水的合適流量,保證鹽水的液位;(3)開啟酸分配臺閥門,加入合適流量的鹽酸,鹽酸最好采用高純酸,雜質少,不影響淡鹽水的化鹽效果,減輕一次鹽水工序凱膜過濾器的過濾負荷;(4)可以給分解槽慢慢通入蒸汽, 逐漸使鹽水的溫度至90 ℃左右;(5)在通入蒸汽加熱鹽水的過程中,要緩慢地開啟分解槽氯氣出口管與電解槽氯氣總管之間的調節(jié)閥,同時與DCS 運行人員聯(lián)系,以氯氣總管壓力波動較小為準,直到兩者壓力平衡后氯氣送入總管,氯氣總管壓力平穩(wěn)后,完全開啟閥門,此時分解槽啟用成功。
停用分解槽的步驟是:(1)關閉蒸汽;(2)關閉氯氣閥門;(3)停止加酸;(4)停止鹽水循環(huán)。
要注意開停車時的物料加入和物料停止的順序,否則會造成以下后果。
(1)如只進鹽水,而出口閥門關閉,分解槽液位會不斷上漲, 如果調節(jié)不及時, 鹽水會侵入氯氣總管, 導致電解裝置跳車。 如果此時沒有及時發(fā)現(xiàn)分解槽的鹽水過量而又通入蒸汽, 會造成大量鹽水攜帶氯氣逸出,進入氯氣總管,同樣造成壓力波動,引起連鎖跳車。
(2)由于操作失誤,氯酸鹽分解槽無鹽水。 當氯氣出口閥門關閉時,在蒸汽連續(xù)通入的情況下,隨著蒸汽的集聚,會使陽極液罐液位上部壓力增大,導致陽極液罐和脫氯淡鹽水罐之間的平衡管中的鹽水水封被沖出。同時,陽極液管上部的氯氣會竄入脫氯淡鹽水灌中,致使脫氯淡鹽水游離氯超標,輕則引起亞硫酸鈉消耗增大, 重則會造成脫氯淡鹽水自身的水封被沖出,導致氯氣外泄,引起嚴重后果。
(3)如果在蒸汽正常通入的情況下,鹽水停止循環(huán)后約十分鐘,此時,分解槽液位合適,在蒸汽的加熱下鹽水會沸騰,大量高溫蒸氣進入氯氣總管,使總管壓力增大,氯氣溫度升高,增加下游干燥工序氯水洗滌塔的冷卻脫水負荷, 其顯著特征是氯水洗滌塔液位不斷上漲,氯水洗滌塔氯氣出口溫度升高,此時,如通入溫度較低(約80 ℃)的鹽水,會導致氯酸鹽分解槽中的高溫鹽水爆沸, 瞬間產生大量的過熱蒸汽引起跳車, 更可能致使氯酸鹽分解槽和與之相連的氯氣總管爆裂,造成嚴重后果。
為防止出現(xiàn)以上情況, 避免生產停車或造成生產事故,采取以下工藝措施。
(1)在分解槽工作的過程中時刻保持進出口鹽水循環(huán)暢通。 鹽水進出口閥門連鎖,在剛啟用分解槽時,二者可以各自打開或關閉,當分解槽鹽水液位達到需要時,進出口閥門均處于常開狀態(tài),保證鹽水循環(huán)。
(2)在氯酸鹽分解槽氯氣出口到總管之間,安裝溫度監(jiān)控裝置,溫度示數(shù)遠傳至DCS,以得到有效監(jiān)控。 在蒸汽管路上安裝自動閥并與溫度裝置高限連鎖,當氯酸鹽分解槽鹽水不循環(huán)或鹽水儲量過低時,繼續(xù)通入的蒸汽使氯氣溫度升高, 溫控裝置出現(xiàn)報警,蒸汽自動閥迅速關閉,避免事故的發(fā)生。