论白浆厂氯气系统运行经验

论白浆厂氯气系统运行经验

提要：介绍了贺达纸业公司的液氯汽化和输氯管线的运行情况，总结了安全运行的控制要点和经验，并对相关问题进行了探讨，提出相应处理措施。关键词：硫酸盐；桉木；氯气；运行经验广西贺达纸业有限责任公司于一九九四年建成投产，目前生产规模已扩大到年产七万吨全漂白硫酸盐桉木浆板，漂白工艺使用了目前国际

流行的短程序三段漂（D/C-EO-D），在氯化段（D/C）的二氧化氯（ClO2）对氯气的取代率为50，氯气系统的运行状况对整条纤维生产线的产量和质量影响极大。但由于氯气是极易扩散的有毒有害气体，该系统的运行是企业安全生产中重点监管的地方。因此，漂白浆厂抓好氯气系统的运行是产量和质量的需要，更是企业安全生产的需要。1氯气的理化性质分子量：70.91，熔点(℃)：－101，沸点(℃)：－34.5，相对密度(水＝1)：1.47(液氯)，饱和蒸气压(kPa)：506.62(10.3℃)，相对密度(空气＝1)：2.48，临界温度(℃)：144，临界压力(MPa)：7.71，溶解性：易溶于二硫化碳和四氯化碳等有机溶剂，微溶于水。分子式Cl2，氯气属剧毒品，室温下为黄绿色不燃气体，有窒息性刺激臭味，加压液化或冷冻液化后，为黄绿色油状液体，能与有机、无机化合物反应，能与金属反应。质量要求氯含量≥99.6,水分含量≤0.05,用于制浆中的漂白工序做漂剂，兼有杀菌、消毒的作用。2氯气系统运行的工艺流程和主要设备2.1液氯汽化和管道输送流程简图，见图1。2.2主要设备，见图2(略)。2.2.1液氯瓶，容量1000kg/瓶，瓶自重约450kg，壁厚12mm，最大工作压力219.43bar，充满系数0.8；2.2.2电子衡，型号SCSO21515，量称2吨，台面1500×1500mm；2.2.3液氯汽化罐，型号XN24-0157-1，规格φ1200×2420mm，壁厚12mm，液氯充满系数0.8，气化压力不得超过1.0Mpa；有热水夹套，热水温度45-55°C；2.2.4氯气缓冲罐，型号S10-211，规格φ1200×2700mm，壁厚14mm，材质16MnR，容积2.4m3，工作压力0.8-1.0Mpa；有热水夹套，热水温度45-55°C。图23安全生产运行的控制要点3.1通氯前必须打压试漏液氯汽化后成为气体，流动性极强，并且有剧毒和强氧化性，对人身安全和设备安全威胁极大。一旦出现氯气泄漏，处理时间往往要1-2个小时以上，易造成漂白工序停机。因此，在液氯汽化系统和输送管线在维修后的首次通氯前必须进行打压试漏，确保系统无漏投用，避免出现返工耗时的现象。打压前先用压缩空气进行吹管扫罐，干燥系统，将水分、锈粉、杂物等尽量带出系统外；然后进行打压，汽化罐和缓冲罐的压力缓慢上升，到达0.8Mpa的工作压力时停止升压，进入保压期，往往要4-6小时，此时用肥皂水对接口、垫片等连接位置进行试漏，确保罐内压力不降低、无泄漏后，方可对液氯汽化系统进行少量通氯操作。通氯后用氨水对相关的位置进行检测试漏，若出现“白烟”现象（2NH33Cl2=N26HCl，NH3HCl=NH4Cl），则应迅速查找泄漏点并进行处理。3.2通氯压力要符合漂白工艺的要求氯气压力过低（≤0.40Mpa），漂白加氯量大大减少，会大大影响漂白段的小时产量，严重时还会出现低白度浆的质量责任事故，因此通氯压力的稳定对漂白浆生产很重要。换瓶前，先接好两氯瓶同时供氯，可确保在换瓶时压力达到要求；控制好夹套里的热水温度（45-55°C），对稳定通氯压力有帮助；此外，对仪表压力阀（P515）和流量阀（F523）的配合调整，可有效控制通氯压力和氯用量。3.3事故碱槽和碱液槽事故碱槽和碱液槽都是预备万一出安全问题时使用。事故碱槽，在电子衡就近设置一地坑，加入苛性碱液备用；当液氯瓶出现泄漏、无法及时处理时，在第一时间就近将泄漏的液氯瓶推入事故碱槽内，用碱液迅速中和，将氯气扩散的影响降到最小；碱液槽亦然，当漂白系统紧急停用氯气，但汽化罐和缓冲罐的氯气压力持续高报，当达到1.0Mpa时，就应打开通往碱液槽的阀门，进行氯碱反应，以降低氯气系统的压力，以保系统处于安全状态。4故障处置及问题探讨4.1把通氯压力大幅降低压力控制阀P515的原安装位置在C点，见图1，那时漂白工序要求的通氯压力在0.7Mpa以上，对液氯汽化工序要求高，须启动无油压缩机和空气干燥机，用0.8Mpa的压缩空气强制将液氯瓶中的液氯压到汽化罐中，但对漂白工序的加氯效果仍感不佳。后来，将P515阀移到现A点安装，通氯效果得到明显改观，通氯压力在0.45Mpa以上就可确保漂白工序稳定生产了。根据氯气的物理性质，它是一种易于液化的气体，只要在低于144℃的温度下，在相应的压力下，均可以使氯气变成液体。经查相关资料，氯气[NextPage]在1.013×105Pa，33.6°C和6.706×105Pa，20°C的条件下均可液化。经分析认为，常温下，如果液氯汽化压力在0.8－1.0Mpa，即原压力阀在C点的管线前，达到了氯气液化的条件，在倒U管（高点达20米）前的输氯管线中，部分氯气会以液氯形式存在，而液态氯要大量通过倒U管，则须依靠提升压力，这一段的压力至少需要0.294MPa（

即1.47×105kg/m3×20m），再加上浆管内的压力约0.4Mpa，因此整个通氯压力至少要在0.694Mpa以上；气态的氯气的通过量会大幅减少，这就形成了高压通氯反而效果不佳的原因。将压力阀P515移到A点后，情况得到改善，因为阀后的压力比阀前小，在0.5Mpa左右，这时A点管线后的压力较小，则不易再形成氯气液化，而大量的气态氯气通过倒U管进入氯气混合器，漂白浆可达到较好的氯化效果。冬春季节氯气管线常有通氯不畅，冻管结冰的现象，其中主要原因也与此一致。工厂处于南方，输氯管线未做保温，冬春季节的低温（零度左右）对管线内氯气转化为液氯的压力临界点要求更低，即更易于液化，容易造成通氯不畅；如果氯气内所含的水分一旦结冰，则在口径小的氯管处堵死，便造成了更大的故障。处理措施，轻则用热水淋敷，重则拆管疏通，耗时耗力，十分麻烦。4.2缓冲罐上是否安装安全阀缓冲罐的设计压力不许大于1.5Mpa，且缓冲罐上预留了法兰接口用于安装安全阀（Pg40,Dg50）。在生产中，曾安装过普通材质（碳钢）的安全阀，但常常使用时间不长。往往动作一次后，就很容易泄漏了，这与介质是腐蚀性的氯气有直接关系。但始终找不到适合在氯气条件下使用的安全阀（衬四氟或其它耐腐蚀材质），经慎重考虑，采取了如下措施：在大幅降低通氯压力到0.45Mpa后，不再要求安装安全阀，而要求操作工对现场压力表进行现场巡示抄表，尤其在换瓶后不允许超过0.8Mpa，进行实时监控；每年一次的设备检修中，必须对汽化罐和缓冲罐进行壁厚探伤检测，做好设备的跟踪和维护，以做到安全万无一失。4.3输氯管线及阀门材质的选用和维护（1）氯气输送管线的选用，主要有两部分，倒U管顶点B之前常用普通的碳钢管Dn50，约有150米，焊接；另一部分是B点后的管线，材质为哈氏合金（Hastelloy）管，主要用在仪表阀的连接上，确保耐腐蚀。曾选用内衬四氟乙烯的碳钢管，六米一段带法兰接口，但受安装现场及环境的影响，且法兰的接口多达二十多处，极易造成接口氯气泄漏而最终弃用。（2）选用普通的不锈钢材质的仪表阀门，钛质的仪表阀门不能安装。虽然钛耐氯化物的腐蚀，但在干燥的氯气中，钛不仅不耐腐蚀，而且有着火的危险。在我厂生产中，曾因仪表工疏忽，将用在二氧化氯管线的钛质压力阀门安装到氯气管线上，造成阀门被烧坏报废的个例。（3）液氯汽化罐、缓冲罐和输氯管线等氯化设备的连接垫料应选用石棉板、石棉橡胶板、氟塑料、浸石墨的石棉绳等，严禁使用橡胶垫。4.4止回阀F的使用未安装止回阀F之前，E与G点是水平相接的，见图1，安装F阀后，由EFG形成又一