ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Промышленные схемы сжиженйя из "Жидкий хлор: свойства, производство и применение " До недавнего времени для сжижения хлора наиболее широко применялись конденсаторы, в которых в одной емкости совмещались испаритель хладоагента (аммиака) и собственно конденсатор хлора, а хладоносителем являлся рассол (СаС1г или ЫаС1). Конденсатор такой типовой конструкции показан на рис. 24. [c.71] Как испаритель 2, так и конденсатор 3 состоят из нескольких параллельных секций, соединенных в соответствующие коллекторы для подачи и отвода хладоагента, исходного хлоргаза, жидкого хлора и абгазов после сжижения. Весь корпус 1 заполнен рассолом, циркуляция которого осуществляется благодаря непрерывному вращению пропеллерной мешалки 5. Циркуляция аммиака в секциях происходит по принципу термосифона и достигается в результате различия диаметров испарительных трубок и вертикальных стояков. При бурном испарении аммиака пузырьки пара увлекают вверх капли жидкости, которые затем стекают вниз по вертикальному стояку. При такой системе циркуляции аммиака в сочетании с циркуляцией рассола значительно улучшается теплообмен. Сборник 6 жидкого хлора одновременно является и разделителем фаз (жидкого хлора и абгазов). Слой жидкости образует в сборнике гидрозатвор, предотвращающий проникание абгазов в приемный мерник. Емкость, в которой размещены испаритель и конденсатор, снабжена термоизоляцией. [c.71] Общим недостатком описанных конденсаторов является сильная коррозия поверхности труб и бака как следствие открытой системы циркуляции хладоносителя (рассола). Однако совмещенные конденсаторы еще применяются на ряде заводов. [c.72] При расчете конструктивных элементов конденсатора для сжижения хлора толщину металла в соприкасающихся с хлором элементах, рассчитываемую исходя из требуемой прочности, обычно несколько увеличивают из-за возможности коррозии металла. Даже при тщательной осушке хлора возможны эпизодические проскоки недостаточно осушенного хлора и возникновение других причин коррозии. Элементы конструкции конденсаторов (соединительные детали, фланцы п др.) должны быть также тщательно герметизированы. [c.73] Из перечисленных типовых конструкций в качестве конденсаторов в производстве жидкого хлора наибольшее распространение получили многоходовые кожухотрубные горизонтальные и элементные теплообменники. Они удобны для периодических осмотров состояния поверхности теплообмена и ее очистки, для осмотра, ремонта и замены труб, трубных решеток и других ответственных элементов конструкции и соединительных деталей. Достоинством этих конденсаторов является также меньшие количество и плошадь соединений, что положительно сказывается на герметичности аппаратов при их эксплуатации. Однако в специфических условиях сжижения хлоргаза (паро-газовой смеси) значительными достоинствами обладают вертикальные кожухотрубные конденсаторы. Основные их преимущества сводятся к следующему лучшие отделение конденсата от инертных газов и использование поверхности теплопередачи, невозможность разбавления примесями концентрированного исходного хлоргаза, поступающего на сжижение, минимальное загрязнение поверхности теплообмена, поскольку загрязняющие ее примеси смываются жидким хлором в грязеот-делитель. Благодаря этому создаются лучшие условия теплообмена и, следовательно, меньшая разность температур конденсации и хладоагента на выходе из аппарата. Кроме того, применение вертикальных конденсаторов позволяет снизить капитальные затраты и эксплуатационные расходы. [c.74] Для реализации перечисленных достоинств вертикальный конденсатор должен представлять собой трубчатку, в которую исходный газ поступает снизу вверх по трубам, а хладоагент (хладоно-ситель)—в межтрубное пространство противотоком газу. В этом случае жидкий хлор будет стекать вниз по внутренней поверхности труб без обратного захвата жидкости потоком газа. Сборник жидкого хлора следует размещать непосредственно под конденсатором. Для предотвращения контакта входящего теплого хлоргаза с поверхностью жидкого хлора в ресивере отводной патрубок жидкого хлора в конденсаторе должен быть погружен в жидкость. Удобство чистки поверхности труб конденсатора определяется тем, что верхняя и нижняя крышки съемные. Примерная схема такого конденсатора приведена на рис. 26. [c.74] Отмечается 35,38 применение в производстве жидкого хлора конденсаторов специальной конструкции. Один из таких конденсаторов фирмы Эшер — Висс представляет собой вертикальны цилиндрический трубчатый аппарат, межтрубное пространство которого охлаждается кипящим фреоном, а внутри труб, куда подается исходный хлоргаз, происходит сжижение. Специальные детали конструкции не допускают смешения исходного хлоргаза с абгазами. Жидкий хлор скапливается внизу конденсатора, смесь инертных газов и несжиженного хлора поднимается кверху. Поверхность труб в межтрубном пространстве может быть погружена в кипящий фреон или орошаться им. [c.74] В установках большой мощности такой специальный конденсатор применяется при последовательном включении с горизонтальным конденсатором типовой конструкции, который значительно дешевле. В горизонтальном аппарате сжижается основная масса хлора, в специальном конденсаторе — остальная часть хлора и происходит отделение жидкого хлора от абгазов. [c.75] Перечисленные осложнения при эксплуатации совмещенных конденсаторов, а также их ограниченная производительность являются причиной того, что эти аппараты сохранились лишь г-старых цехах малой производительности. [c.76] Для безопасной эксплуатации цехов жидкого хлора, в которых параллельно работают несколько конденсаторов, необходимо анализировать содержание водорода в абгазах из каждого конденсатора, а не в общем абгазном коллекторе. При параллельной работе аппаратов возможны отклонения от нормального режима работы отдельных конденсаторов (нарушение циркуляции хладоагента, загрязнение поверхности теплообмена и т. д.), что приводит к различиям степени сжижения в них хлора. В случае более глубокого сжижения в конденсаторе может образоваться газовая смесь со взрывоопасной концентрацией водорода, а этого нельзя определить при анализе абгазов из общего коллектора. Подобная ситуация может быть предотвращена (хотя и менее надежно) нри строгом контроле за перепадом температур в каждом конденсаторе. Больший перепад температуры между входящим и выходящим хладоагентом свидетельствует о большей степени сжижения в данном конденсаторе и, следовательно, о иовышении содержания водорода в абгазах. Если это подтверждается и анализом абгазов, такая опасность может быть устранена соответствующей регулировкой работы данного конденсатора. [c.76] Во всех случаях при повышении концентрации водорода в абгазах сверх 4% необходимо анализировать абгазы на содержание Иг после каждого разделителя фаз и отрегулировать процесс сжиже-. ния, соответственно изменяя количества подаваемого. хлора и рассола или величину давления. Для регулирования процесса конденсации в пределах безопасного содержания водорода в абгазах отраслевые правила рекомендуют также изменять давление сжижения. [c.76] Предельно допустимое по условиЯлМ безопасности давление для наиболее распространенного в СССР метода сжижения под давлением 3,5 ат и температуре примерно —30 °С может быть определено (в зависимости от концентрации хлора и водорода в исходном хлоргазе и температуры. хлора в конденсаторе) по номограмме, предложенной Л. С. Гениным и Н. И. Смирновым . Номограмма позволяет также по температуре жидкого хлора и давлению в конденсаторе определить обратным путем содержание Нг в абгазах при данной концентрации хлора и водорода в исходном. хлоргазе. [c.76] В ходе регулирования степени сл ижения хлоргаза возможно чрезмерное повышение давления абгазов в коллекторе потребителей из-за недостаточного расхода этих газов. Для нормальной. работы производства при резком снижении коэффициента сжижения и отсутствии надежных потребителей абгаза рекомендуется сброс его избытка из абгазной линии (коллектора) па специальную установку аварийных щелочных поглотителей. [c.77] При общности основных стадий производства (компрессия и конденсация) промышленные схемы сжижения различаются не только принятым методом, но и применяемой схемой процесса. Наибольшими различиями характеризуются одноступенчатый и двухступенчатый процессы сжижения. [c.78] Преимущество двухступенчатой системы заключается в экономии электроэнергии. Это достигается сжижением основной массы хлора при более высокой температуре, т. е. при большей холодо-производительности машин (см. главу VI). Данные, иллюстрирующие энергетическую эффективность двухступенчатой системы сжижения ио сравнению с одноступенчатой, приведены в табл. 11. [c.78] Вернуться к основной статье