1原液環(huán)式氯氣壓縮機(jī)輸送氯氣的工藝流程

　　1.1液環(huán)式氯氣壓縮機(jī)輸送的介質(zhì)是氯氣，而氯氣不能和水接觸，否者產(chǎn)生次氯酸，對(duì)設(shè)備造成強(qiáng)烈腐蝕，濃硫酸與氯氣不起化學(xué)反應(yīng)，又能吸收氯氣中的微量水分，*適合做液環(huán)式氯氣壓縮機(jī)工作液的介質(zhì)，但在較高的壓力下，含有硫酸的氯氣雖然經(jīng)過(guò)酸分離器，酸霧捕集器清除，但仍難免有微量硫酸被帶入氯氣的液化系統(tǒng)，在液氯貯槽中形成沉積的酸泥，影響液氯產(chǎn)品的品質(zhì)，造成充裝液氯過(guò)程中，出現(xiàn)鋼瓶瓶閥被堵塞，此時(shí)需先對(duì)鋼瓶中的液氯進(jìn)行處理，然后才能清理瓶閥，處理過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，每年還要對(duì)液氯貯槽進(jìn)行一次清理。硫酸在循環(huán)過(guò)程中發(fā)生損耗，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，使?jié)饬蛩岬囊何槐３衷谝?guī)定的范圍內(nèi)。濃硫酸變?yōu)橄×蛩岷?，?duì)壓縮機(jī)造成強(qiáng)腐蝕，因此必須保證硫酸的濃度不能低于93%，分析人員要定期分析硫酸的濃度，當(dāng)硫酸的濃度低于93%時(shí)，要將系統(tǒng)中的硫酸放掉，更換或補(bǔ)充98%的濃硫酸，使硫酸的濃度保持在允許的范圍內(nèi)，釋放的稀酸會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

　　1.2設(shè)備故障多，工人維修強(qiáng)度大。除了正常情況有4-5臺(tái)備機(jī)外，現(xiàn)場(chǎng)7-8臺(tái)壓縮機(jī)均備有1臺(tái)機(jī)頭，壓縮機(jī)一旦出現(xiàn)故障，直接更換機(jī)頭，然后再修理拆下的機(jī)頭，作為以后備用。配備了4名維修人員專(zhuān)門(mén)修理氯氣壓縮機(jī)，維修人員每天都在修理設(shè)備。正常運(yùn)行時(shí)，液環(huán)式氯氣壓縮機(jī)的使用周期為2-3個(gè)月，機(jī)封，葉輪，軸套等配件損耗很大，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，一年的維修費(fèi)用約50萬(wàn)元。

　　1.3設(shè)備效率低，能耗大。液環(huán)式氯氣壓縮機(jī)材質(zhì)為球墨鑄鐵，使用的液環(huán)是98%濃硫酸，它的密度為1.84g/cm3，因此電機(jī)的功率相應(yīng)放大，YLJ-1250/3.0液環(huán)式氯氣壓縮機(jī)單臺(tái)電機(jī)功率110Kw，設(shè)計(jì)排氣量1250m3 /h，設(shè)計(jì)*大排氣壓力0.3Mpa.理論上濃硫酸對(duì)碳鋼沒(méi)有腐蝕，但實(shí)際運(yùn)行中受到硫酸濃度變化的影響，仍會(huì)對(duì)設(shè)備造成一定的損壞，運(yùn)行中液環(huán)式氯氣壓縮機(jī)的工作壓力0.2Mpa，排氣量明顯低于設(shè)計(jì)氣量，按年15萬(wàn)噸燒堿產(chǎn)量開(kāi)車(chē)，輸送氯氣時(shí)，實(shí)際開(kāi)到7-8臺(tái)。由于氯氣排氣壓力只有0.2Mpa，因此氯氣液化溫度需-15℃至-20℃左右，見(jiàn)表1.液化工段的LG20冷凍機(jī)夏季需開(kāi)5臺(tái)，其他季節(jié)開(kāi)3臺(tái)，才能滿足氯氣液化的需要。

　　2氯氣透平機(jī)的工作原理

　　電機(jī)帶動(dòng)渦輪行星齒輪傳動(dòng)箱，將傳動(dòng)箱增至高速，傳動(dòng)箱的輸出軸與壓縮機(jī)的軸通過(guò)聯(lián)軸器相連，使軸帶動(dòng)固定在軸上的葉輪高速旋轉(zhuǎn)，利用高速旋轉(zhuǎn)的工作輪將其機(jī)械能傳遞給氣體，從而提高氯氣的壓力。安邦公司的氯氣透平壓縮機(jī)為四級(jí)壓縮，氯氣經(jīng)每級(jí)葉輪壓縮后，進(jìn)入中間冷卻器冷卻，然后進(jìn)入下一級(jí)進(jìn)行壓縮，保證氯氣壓縮后的溫度不超過(guò)40℃，*終排氣壓力可達(dá)0.7Mpa. 　　

　　3氯氣透平機(jī)的工況

　　透平壓縮機(jī)輸送氯氣的工藝與液環(huán)式氯氣壓縮機(jī)輸送氯氣的工藝有本質(zhì)不同。透平機(jī)不需要循環(huán)工作液，省去了硫酸的循環(huán)系統(tǒng)，稀酸的貯存系統(tǒng)，將硫酸的分離與捕集系統(tǒng)放在了壓縮機(jī)的進(jìn)口，由于透平壓縮機(jī)材質(zhì)GG-25（相當(dāng)于國(guó)內(nèi)HT-250）對(duì)氯氣中水分的含量要求更高，設(shè)計(jì)要求200mgH2O/Nm3，實(shí)際可控制在50mgH2O/Nm3，在進(jìn)口部分又增加了一臺(tái)泡罩干燥塔，進(jìn)口出的酸霧捕集器采用了孟山都除霧器，除霧效果更佳。在3年的運(yùn)行中，液氯貯槽未進(jìn)行過(guò)清理，在充裝鋼瓶時(shí)瓶閥也未發(fā)生堵塞。

　　2007年10月開(kāi)機(jī)，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)。2008年11月氯堿系統(tǒng)停車(chē)檢修，對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行了維護(hù)，一周后開(kāi)車(chē)至今，除了一次停電跳閘及操作人員誤碰軸向位移發(fā)送器造成停車(chē)8小時(shí)外，已連續(xù)運(yùn)行近18個(gè)月。

　　該設(shè)備效率高，能耗低。設(shè)計(jì)排氣量6500 m3 /h，配套15萬(wàn)噸氯堿系統(tǒng)還有余量，電機(jī)功率700Kw，額定排氣壓力0.7Mpa，正常開(kāi)到0.5Mpa，氯氣的液化溫度0-10℃，液化工段LG20冷凍機(jī)夏季開(kāi)2臺(tái)，其它季節(jié)1臺(tái)。

　　氯氣透平機(jī)的軸封采用閉氣結(jié)構(gòu)，軸上循環(huán)迷宮式，密封氣采用氮?dú)?。氮?dú)庀牧棵糠昼?6Nm/h，氮?dú)鈮毫Ρ３衷?.7Mpa.與液環(huán)式氯氣壓縮機(jī)相比，透平機(jī)的運(yùn)行需要配套制氮公用系統(tǒng)。

　　4使用氯氣透平機(jī)的節(jié)能環(huán)保效益

　　（1）節(jié)約濃硫酸的費(fèi)用：氯氣透平機(jī)無(wú)需工作液，每年可節(jié)約近千噸濃硫酸，以98%硫酸每噸1400元價(jià)格計(jì)算，每年節(jié)約140萬(wàn)元。同時(shí)可減少向環(huán)境排放1200噸廢硫酸。

　　（2）節(jié)電費(fèi)用：7臺(tái)液環(huán)式氯氣壓縮機(jī)電機(jī)總功率770kW，1臺(tái)氯氣透平機(jī)電機(jī)功率700Kw，減少裝機(jī)容量70Kw；液化系統(tǒng)平均少用2.5臺(tái)LG20冷凍機(jī)，減少裝機(jī)容量550Kw；共計(jì)減少電機(jī)功率620Kw.以1年運(yùn)行360天計(jì)算，電費(fèi)0.56元/kWh，效率0.8，每年節(jié)約電費(fèi)620×360×24×0.56×0.8=240萬(wàn)元。

　　（3）每年節(jié)約維修費(fèi)用50萬(wàn)元。

　?。?）新增氮?dú)庀M(fèi)：360×24×36×0.4=12.44萬(wàn)元。

　　（5）合計(jì)：以年產(chǎn)15萬(wàn)噸氯堿為例，使用氯氣透平機(jī)比液環(huán)式氯氣壓縮機(jī)1年可節(jié)約140+240+50-12.44=417.56萬(wàn)元。

　?。?）投資回收期：系統(tǒng)改造費(fèi)用投入約1000萬(wàn)元，僅2.4年即可收回投資。

　　5總結(jié)

　　由于氯氣透平機(jī)相對(duì)于液環(huán)式氯氣壓縮機(jī)的投資效益顯著，目前國(guó)內(nèi)大部分氯堿廠都對(duì)原有的氯氣輸送系統(tǒng)進(jìn)行了改造，新建的氯堿項(xiàng)目，一般選用氯氣透平機(jī)作為輸送氯氣的設(shè)備。安邦20萬(wàn)噸離子膜燒堿采用了排氣壓力1.0Mpa的氯氣透平機(jī)，節(jié)能效果更加明顯。目前，國(guó)內(nèi)氯堿廠使用*多的氯氣透平機(jī)是德國(guó)西門(mén)子3K公司生產(chǎn)的，排氣壓力多為0.5-0.7Mpa，也有使用日本前川公司生產(chǎn)的氯氣透平機(jī)。國(guó)產(chǎn)輸送天然氣，丙烯，二氧化碳等介質(zhì)的大型透平機(jī)排氣壓力可以達(dá)到7Mpa，輸送氣量可以達(dá)到5萬(wàn)m3 /h；但輸送氯氣的透平機(jī)由于利潤(rùn)率不高的原因，一些知名的透平機(jī)制造商未進(jìn)行研發(fā)，只有一些小企業(yè)生產(chǎn)，氯氣透平機(jī)的排氣壓力一般可達(dá)0.4Mpa，可配套10-15萬(wàn)噸/年氯堿項(xiàng)目，也有部分氯堿企業(yè)開(kāi)始試用。隨著國(guó)內(nèi)透平機(jī)制造商的加快研發(fā)，國(guó)產(chǎn)氯氣透平機(jī)取代進(jìn)口氯氣透平機(jī)將成為趨勢(shì)。