氯吸收

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氯吸收基本信息

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氯吸收,又称漏氯吸收装置、泄氯吸收装置、漏氯中和装置、氯气吸收装置,是名称的缩写。是一种发生氯气泄漏事故时的安全应急设备,可以对泄漏氯气进行吸收处理。

氯吸收使用背景

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近年来,氯气泄漏事故时有发生,给国家财产和民众生命造成巨大的损失和威胁,如何选择安装一套技术上先进、设计上合理、运行可靠的漏氯吸收装置,已成为用氯单位生产安全工作的重中之重。

氯吸收发展史

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第一代
产生于二十世纪初期,利用氢氧化钠吸收液氯气。但由于吸收氯气之后的吸收液无法再生使用、后续维护量大、运行费用高、使用寿命短等,已现逐步被氧化还原型泄氯吸收装置所取代。
第二代
产生于90年代初期,利用亚铁盐溶液吸收氯气。吸收液可不断循环使用,无须更换。但塔体结构引用上个第一代的双塔串联结构(第一个塔用于吸收,第二个用于汽水分离),弯头较多风阻越大的问题,降低了吸收效率;箱体方型结构,吸收液存在循环死角。
第三代
产生于90年代中期,塔体结构由双塔串联变更为单塔变径结构,解决由于弯头多,导致的风阻变大,但空塔流速略高,存在液泛现象。
第四代
产生于90年代后期,塔体结构将单塔变径结构变为单塔同径结构,为过渡产品。使其设计上满足对空塔流速的要求,解决液泛问题。
第五代
产生于二十一世纪初期,塔体结构将单塔同径结构变为单塔大塔径多层结构,增大了有效吸收体积;箱体方型结构变更为流线型箱体,解决了吸收液循环死角问题;增加布风系统,解决了氯库房气体循环死角的问题;控制系统增加功能模板,如自动测试、远程控制、防雷功能等,使设备更具人性化、可靠性。

氯吸收吸收机理

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目前市场上销售的漏氯吸收装置,主要吸收机理有两种:
1、利用碱性溶液吸收氯气,属于中和性,反应式为Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O
从以上反应式可以看出:由于吸收氯气之后的碱液生成盐类结晶无法再生,堵塞吸收塔喷淋管喷头和填料,随着吸收时间的延长,吸收液中氢氧化钠浓度逐渐降低,吸收能力逐渐下降,一次性吸收氯气量有限。
2、利用亚铁盐溶液吸收氯气,属于氧化还原性,反应式为:
吸收(氧化)反应:2Fe2++Cl2=2Fe3+ +2Cl-
再生(还原)反应:2Fe3++Fe=3Fe2+
从以上反应式可以看出:亚铁盐的吸收和再生是同步进行的,一次性可以吸收大量的氯气,远远大于额定的吸收能力(从以上反应式中可以看出原因所在),不需要更换吸收液,也不会产生结晶,但一次性吸收氯气的量也不会无限额的,根据物质不灭定律,吸收的氯气生成三价铁盐(Fe3+)再通过还原反应生成二价铁盐(Fe2+)贮存在再生箱中,再生箱的空间和再生剂是有限的,当装置吸收大量氯气时,只需回收部分吸收液,添加再生剂即可。碱中和型是二十世纪初期对于氯碱工业内氯气泄漏事故而开发的一种传统技术产品,由于吸收氯气之后的吸收液无法再生使用、后续维护量大、使用寿命短等缺点,现逐步被氧化还原型漏氯吸收装置所取代。

氯吸收装置组成

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漏氯吸收装置由主体部分、控制部分、布风系统三部分组成。
主体部分由溶液箱、吸收塔、防腐液下泵、离心风机、浮球液位计、吸收液等部件组成。
控制系统由PLC控制柜、漏氯报警仪组成。
布风系统由吸风地沟和送风布风管组成。

氯吸收工作原理

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当氯库房中发生氯气泄漏时,安装在氯库房内的探头检测到氯气浓度超标,设备自动启动,风机将氯库房内的含氯混合气体通过地沟抽送到反应吸收塔,吸收塔内气液两相之间发生传质反应,氯气被吸收液吸收,反应后的液体又流回储液再生箱,经过再生后吸收液又可与氯气反应,循环使用,吸收液无需更换。被吸收后的气体通过专业的布风器送回氯库房中,形成循环布风系统,达到环保、保障安全生产的目的。当氯库空气中氯气浓度小于设定值时设备自动停止运行。

氯吸收选型参数

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1、吸收能力是否考虑氯气的吸收速度与气体中氯气的浓度成正比因素。
吸收能力是衡量一套装置性能好坏的重要参数,表示在单位时间内吸收氯气的量,它是反映装置的吸收速度和吸收量的综合参数。现在市面上销售的产品标明吸收量多少公斤,这个参数是生产厂家在产品出厂时通过试验得出的结果,有一个先决条件,即装置在常温、常压下、进风口气体中氯气的浓度达到100%时,一个小时内能够吸收氯气的量,当气体中氯气的浓度发生变化时,那么吸收等量的氯气所需的时间就会延长。
2、吸收塔是否选择单塔多层大塔径的结构。
漏氯吸收装置属于化工填料塔的范畴,空塔流速一般都在2~3米/秒。有的片面追求大风量,会造成吸收塔内传质状况恶化,吸收能力下降,甚至会产生液泛。风量过小,吸收时间就长。吸收装置的常见塔体结构有两种形式:一种是单塔多层(多塔并联),另一种是双塔串连,由于双塔串连塔径小、弯头多、风阻大、系统通过的气量小等缺点,已逐步被单塔多层结构的塔体结构所替代。各种类型装置选用的均是离心式风机,由于该类风机全压低,若系统阻力大,风量就小,为了在最短时间内吸收完泄漏的氯气,就应选择吸收塔径较大且设计合理的装置。
3、风量是否满足气体循环次数要求及考虑氯库房体积因素。
氯库房内混合气体与漏氯吸收装置构成一个闭路循环系统,在这个系统内气体的循环次数会影响到氯气的吸收效果:在《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》CJJ58- 2009中规定:漏氯吸收装置风机风量要满足气体循环次数8-12次/小时,并以此作为设计装置的重要参数。氯气的泄漏是由于氯气钢瓶、管道突然爆裂,在较短的时间内迅速扩散,并在地面进行沉积,同时具有极强的氧化性和腐蚀性等特点。要求漏氯吸收装置在最短的时间内将氯气的浓度降低到安全范围内。漏氯吸收装置的循环次数在设计上应大于12次/时。因此在选择漏氯吸收装置时,氯库房的大小(由此决定了循环风量)是选择漏氯吸收装置类型的关键因素。以塔径为1300mm的漏氯吸收装置为例,同类型装置对应的氯库房容积及循环风量对应关系如下(表一):
(表一)
序号
型号
系统风量(m3/hr)
适用氯库房体积(m3)
1
500型(单塔)
5465
50~250
2
1000型(单塔)
9580
250~500
3
准2000型(单塔)
12300
500~700
4
2000型(双塔并联)
19160
700~1200
5
3000型(双塔并联)
24600
1200~1800
6
4000型(三塔并联)
28740
1800~2500
7
5000型(三塔并联)
36900
2500~3200
表格中的各参数为氯库房结构较为简单的选型建议,若氯库房结构较为复杂(如在线氯瓶区与空、满瓶堆放间分隔放置或氯库房为双层结构等)的情况下,则根据氯库房的实际情况进行优化配置。
4、布风系统设计是否合理。
布风系统是“高效”的代名词,是漏氯吸收装置专业度的体现,是氯库房气体循环次数达到8~12次/小时的重要保障之一。以往漏氯吸收装置的布风由简单的吸风管和送风管来完成氯库房内气体的循环,易产生气流死角,影响吸收效率。而布风系统的出现使得漏氯吸收装置具有更高的吸收效率,可以很大程度的缩短泄氯事故的处理时间。布风系统由吸风系统和送风系统两部分组成。其中吸风系统采用面源吸风的方式,在氯库房氯瓶区形成一个整体的负压区,使氯库房内产生含氯混合气体的单向循环系统,促进泄氯吸收系统对氯气的有效吸收;而送风系统采用空间立体布风的方式,对氯库房氯气混合气体产生推动力,使混合气体平稳流动,便于吸收,避免在氯库房出现气流死角的现象。

氯吸收验收

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如何检验泄氯吸收装置的综合性能,最有效的检验方法,就是在氯库内进行放氯,模拟氯库中的氯瓶或管件泄漏的状态来检验吸收装置的吸收效果。氯气是一种剧毒危险化学品,放氯试验是一种风险极高的试验,放氯前必须向当地安监、消防等部门审核批准后才能进行放氯试验,并要做好放氯试验前的准备工作。(欢迎上我公司网站查看或来电索取放氯试验DV影像资料。)
1、放氯试验前准备工作
1)在公安局、安监局等部门做好协调备案。
2)制订泄氯吸收装置应急预案,包括消防、医疗急救、特别是做好遇到停电后的应急处理方案。
3)防毒面具、空气呼吸器、防化服、高腰水鞋、防水手套等防护用品安全性能检查。
4)配置消防水龙带及水枪,预备相应的应急救护器材。
5)对氯库房内运转设备及管件、探头、电器等进行塑料薄膜包裹防护,对门窗缝隙进行密封处理。
6)划出警戒区域,设置导风向标,引导观摩人员至安全区域。
2、放氯试验操作流程
1)将放氯瓶置于氯库房大门外侧的电子台秤上,氯瓶用球阀与柔性铜管连接钢管导入氯库房,利用电子秤显示重量来控制安全针阀开启度。
2)放氯完成后,由人工启动泄氯吸收装置并开始计时,运行二十分钟后,由现场操作人员对各点进行监测,做好记录。
3)监测到各点氯气浓度低于3ppm时,人工停止泄氯吸收装置,打开内窗,将控制箱上旋钮恢复到自动位。
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科技术语 科学