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次氯酸钠生产装置中竖管降膜吸收反应器的改进

发布时间:2015年9月4日 点击:750

作为氯碱工业生产的产品之一,次氯酸钠生产实际上是氯碱行业的一个分支,它是由烧碱与氯气反应而得。目前,氯碱厂生产次氯酸钠的工艺有塔吸收工艺、降膜反应器吸收工艺和单塔一降膜反应器吸收工艺等。其中,塔吸收工艺在大部分烧碱厂中属于辅助装置,也是在事故状态下防止大量氯气外逸的环保装置,该吸收工艺是烧碱装置中产生的废氯气在吸收塔中循环吸收氯气,生产副产品次氯酸钠,由于吸收反应会产生大量的热量,为了保证塔系统不超温,需要通过塔底泵把塔系统的物料输送到塔外的板式冷却器冷却,以确保移走吸收反应热,该工艺的特点是需要吸收液不断循环吸收氯气,才能生成合格的次氯酸钠产品,且间歇出产品。降膜反应器吸收工艺属于生产装置,该吸收工艺是用烧碱在降膜反应器中吸收氯气,反应热通过降膜反应器壳程的冷却水移走,该工艺特点是设备投资少,产品生产规模大、一次成行,并可连续出产品。单塔-降膜吸收器生产次氯酸钠工艺是先在吸收塔反应生成4%~6%的半成品次氯酸钠,后经降膜吸收器反应生成产品次氯酸钠。

最近,上海华谊工程有限公司接到某厂年产10万t10%(质量分数,下同)次氯酸钠生产装置的项目设计委托,针对上述三种生产工艺的特点,我们选择了竖管降膜反应器吸收生产工艺。在次氯酸钠生产装置中,竖管降膜吸收反应过程是为从降膜吸收反应器顶部流入的氢氧化钠顺着垂直管壁流下的下降液膜吸收氯气,氢氧化钠液膜吸收氯气是一个放热过程,为了保证吸收反应过程的稳定进行,吸收反应热须被外管壁的冷却水带走。由于竖管降膜吸收反应器是降膜吸收法生产次氯酸钠装置的核心设备,而布膜器和换热管又是降膜吸收反应器设计中两个重要的部件,本文从这两个方面入手,进行竖管降膜吸收反应器的设计和计算,并以年产10万t10%次氯酸钠的竖管降膜吸收反应器为例进行设计。

1竖管降膜吸收反应器的设计

液体布膜器是竖管降膜吸收反应器的重要部件之一,其结构设计是否合理、液体分布是否均匀,将直接影响到吸收反应器的成膜效果、液膜稳定性、传热和反应效率,从而影响到吸收反应器的生产能力和产品质量。目前降膜吸收反应器中的液体布膜器有齿缝溢流型液体布膜器、切向孔式液体布膜器、切向槽式液体布膜器、螺旋沟槽式液体布膜器、导流喷淋式液体布膜器和导流齿缝式液体布膜器等,针对氯气和氢氧化钠反应系统中氯化钠易结晶的特点,竖管降膜吸收反应器可以设计成可调节高度齿缝溢流型液体布膜器,这种布膜器结构简单,制造、安装方便,布膜均匀,不易堵塞。

虽然本设备还没有进入生产阶段,不过之前上海华谊工程有限公司为某氯碱厂按照该方法设计了一台年产4万t次氯酸钠的竖管降膜吸收器,其运行性能良好,能够满足生产要求,因此生产实践证明该设计方法合理可行。

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