一次盐水
一次澄清盐水的制备是氯碱生产工艺至关重要的工段，精制效果的好坏直接影响产品的质量和产量。传统性的一次盐水精制工艺，采用配水、化盐、加精制剂反应、澄清、砂滤，然后再经炭素烧结管过滤器过滤。近几年新建氯碱装置一次盐水工艺大都采用膜过滤技术制取精制盐水，该工艺路线省去了砂滤器、炭素烧结管过滤器。经生产实践证明，经膜过滤分离方法制得的一次盐水质量指标、设备投资等都比传统工艺理想。所以一次精制盐水工艺采用膜过滤器过滤工艺。
二次盐水精制
离子膜法电解槽使用的高度选择性离子交换膜要求入槽盐水的钙、镁离子含量低于20wtppb，普通的化学精制法只能使盐水中的钙、镁离子含量降到10wtppm左右。若使钙、镁离子含量降到20wtppb的水平，必须用螯合树脂处理。
二次盐水精制的主要工艺设备是螯合树脂塔，分二塔式和三塔式流程。塔的运行与再生处理及其周期性切换程序控制，可由程序控制器PLC实现，PLC与集散控制系统DCS可以实现数据通讯；也可以直接由DCS实现控制。伍迪公司采用的就是二塔式，其他公司采用三塔式流程。建议采用三塔式流程。
电解工艺
能够提供离子膜电解槽的专利商有旭化成、伍迪、氯工程、北化机等厂家，这几家公司的技术都是成熟的。槽型为复极式自然循环离子膜电解槽。
淡盐水脱氯
淡盐水脱氯有两种工艺路线：一种采用空气吹除法，该法脱氯效果欠佳，从淡盐水中分离出来的废氯气纯度低，无法汇入湿氯气总管送氯气处理工序，只能由烧碱液循环吸收，制成次氯酸钠溶液。另一种采用真空脱氯法，该法脱氯效果较好，通过蒸汽喷射器或真空泵提供的真空系统将含氯淡盐水中的游离氯抽出分离后进入湿氯气总管。建议采用真空法淡盐水脱氯工艺技术。
氯氢处理
1、氯气处理
由电解槽出来的湿氯气，温度高并伴有大量的水蒸气和杂质，具有较强的腐蚀性，必须经过冷却、干燥和净化处理。
氯气处理系统分为冷却、干燥、输送三部分。
冷却选用填料式洗涤塔，能够较好地除去湿氯气带出的盐雾，填料采用CPVC花环。氯气冷凝下来的氯水回收送淡盐水脱氯工序。
对于干燥部分，在实践应用中已采用过多种干燥塔型和不同的组合方式，比较典型的有：
a、一段泡沫塔、二段泡沫塔；
b、一段填料塔、二段泡沫塔；
c、一段填料塔、二段泡罩塔。
国内采用最多的是填料塔和泡沫塔组合，这是两种典型的塔。
泡沫塔的特点是结构简单、造价低、塔板数多；缺点是操作弹性小、不便于增加硫酸循环量，操作弹性仅为15%，塔板阻力降大，一般为100-200mmH2O，而且开孔的加工精度、酸泥沉积等因素易影响其操作稳定性。
填料塔操作弹性大，易操作，压降小，但投资大，有效塔板数少。
泡罩塔的特点介于泡沫塔与填料塔之间，塔板数多，压降与泡沫塔相当，操作弹性比较大。
经过对以往经验的总结、比较，应选择二段干燥；一段为填料干燥塔，二段采用泡罩干燥塔。
氯气输送设备有两种形式，一种是液环泵，另一种是离心式压缩机。液环泵对氯气含水量要求不苛刻，但动力消耗大，输送量小，出口氯气压力低，适用于生产规模在5万吨/年烧碱能力以下的氯气输送。离心式压缩机具有输送量大、排气压力较高、运转平衡、得以改善工作环境等优点。该设备能量消耗与同气量液环泵相比节电50%，但要求氯气中含水量<100wtppm，适用5万吨/年烧碱规模以上的装置输送氯气。
建议氯气处理工艺方案：湿氯气经氯水洗涤，钛管换热器，氯气除盐、降温后经一段填料塔、二段泡罩塔干燥，使氯气含水量≤50wtppm，氯气输送选用大型离心式氯气压缩机。
2、氢气处理
由电解槽出来的氢气温度高、含水量大、且含碱雾，故必须进行冷却。冷却系统分直接冷却和间接冷却两种，建议选择氢气洗涤塔直接洗涤冷却降温、列管换热器间接冷却，水环式氢气压缩机输送。
3、废氯气处理
废氯气处理接纳开、停车时的低浓度氯气和事故状态下氯气系统的泄压氯气，可采用烧碱液吸收或石灰乳吸收，石灰乳吸收效果差，设备庞大，需连接搅拌，动力消耗高，操作环境恶劣。建议选择烧碱液循环、冷却、吸收废氯气，制成次氯酸钠溶液。
氯气液化
通常根据氯气压缩机压力的不同，将氯气液化方式分为高压法、中压法和低压法三种。高压法消耗冷冻量少，不需要制冷机，能耗低。
对煤气进行净化主要是指对煤气中多种成份的 有效脱除 ,具体包含以下内容 :
a 完成对出炉煤气的冷却和输送任务 。
b 对煤气中 H2 S 、HCH等酸性气体的脱除 。
c 对煤气中 NH3类碱性气体的脱除 。
d 对煤气中焦油类、苯类等的脱除及回收 。
e 对煤气中萘的脱除及回收 。 因此一般的净化工艺包括鼓冷 、洗涤 、解析、后
处理等主要工序内容 。本文将对主要工序包括初
冷 、脱硫 、脱氨 、脱萘、回收粗苯等作进一步阐述 。
煤气净化工艺 - 2 1煤气的初冷
煤气的初冷是指出炉煤气通过集气管喷洒氨水 和设置初冷器将出炉煤气由 650～800 ℃降至 25 ℃ 左右的处理过程 。一般的初冷器冷却方法通常有间 接式 、直接式 、间 ——直结合式三种 。根据冷却设备 的不同又可分为直冷式喷淋塔 、立管式初冷器和横 管式初冷器 。间接式煤气冷却是指水在冷却煤气过 程中不与煤气接触而是通过换热器的两相传热完成 的 。间冷式对大多数缺水地区焦化厂来说是必要 的 。由于冷却介质 ——水没有受到煤气中有害介质 的污染而提高了其循环使用次数 。在初冷器内煤气 被管内循环水不断冷却 ,其中多数焦油由气相或小 液滴转为液态进入分离系统进行分离 。由于其中有 大量萘的结晶析出 ,所以一般采用立管式初冷器的 工艺中要求初冷器后集合温度不低于 25 ℃,以防冷凝液管堵塞 。而在采用横管多级喷洒洗萘初冷器的 工艺中 ,由于喷洒液对萘的吸收而大大降低了萘结 晶堵塞管道 ,因此对于要求初冷器后集合温度较低 的工艺来说 ,选择冷却面积大的横管式初冷器是必 要的 。一般的直冷煤气设备是塔 ,由煤气与冷介质 的逆相直接接触完成 。其中既包含热量传递 ,也含 有组份物质的传递 ,因此煤气直接冷却 ,不但冷却了 煤气 ,而且具有净化煤气的良好效果 。据测定 ,在此 过程中煤气中 90 %以上的焦油 、80 %左右的氨 、60 % 的萘 、80 % 的 H2 S 等可有效地被除去1 。对采用焦炉无烟装煤的厂家来说 ,采用直冷式煤气冷却对煤 气中夹带煤粉的去除也是效果明显的 ,因此 ,对于后 续净化系统煤气质量要求比较严格的厂家来说 ,在 煤气进入净化系统之初采用直冷除去大多数有害组 份是非常必要的 。由于煤气与洗涤相的直接接触 , 在直冷塔后应考虑对煤气中夹带水份的脱除 ,并由
于水相吸收大量的 H2 S 、NH3 、萘 、焦油 、煤粉等物质 ,
实际操作中应避免液相堵塞或腐蚀 。介于间 、直冷
各自优 点 , 一 般 使 用直 冷 式工 艺 的 厂 家 均 采 用 间
——直冷结合方式 ,即煤气先在间接初冷器中冷却 至 45 ℃后 再 进 入 直 接 冷 却 器 进 一 步 冷 却 至 25 ～
30 ℃。在此过程中冷却了煤气 ,一定程度上也净化
了煤气 。冷却后煤气含萘可降至 lg/ m3 以下 。
煤气净化工艺 - 2 2对煤气中焦油的脱除及净化回收
煤气中大部分焦油是在焦炉喷洒过程中随氨水冷却下来 ,其它部分随着煤气的初冷及焦油捕集装 置的使用而混合在氨水中 。目前各厂家采用的氨水 焦油分离装置主要是依靠氨水 、焦油两相比重不同 而分层分离 , 在分离过程中渣类也得到有效去除 。 根据使用设备的不同 ,可分为机械化澄清槽和焦油 氨水分离槽两种形式 。操作要点主要是温度及分离 时间 。相对来说 ,一般分离时间越长则分离效果越 好 ,而分离温度却由于静置冷却作用而变低 (温度高 时焦油粘度小有利于分离) 。一般焦油氨水分离槽带有自身保温循环系统 ,能够同时满足温度和分离 时间两个因素的共同要求 ,我厂新工艺中采用了分 离槽式分离装置 ,焦油外送含水较少超过 4 %以上 , 较原来旧系统有较明显的优势 ( 旧系统采用机械化 澄清槽式分离装置) 。
煤气净化工艺 - 2 3煤气中氨类的脱除
煤在干馏时 ,其中大部分氮转化成以氨为代表 的含氮化合物, 因此粗煤气中含有 6 ～9g/ m3 的氨 。 由于氨的腐蚀特性 ,作为有害成分必须从煤气中除 去 。目前采用的脱氨方法主要有三大类 :
a 水洗氨法回收氨 , 其中包括制浓氨水法 、间 接法制 (NH4) 2 SO4 、联碱法制 NH4 Cl 、氨分解法 。
b 硫酸吸氨法生产 (NH4 ) 2 SO4 , 其中包括饱和 器法和酸洗塔法 。
c 磷酸吸氨法回收氨 ,包括制磷酸氢二铵法和弗萨姆法,我厂旧系统采用半直接饱和器法回收氨 , 器后含氨可控制在 0 03g/ m3 以下 ( 目前已拆除) ,新 系统采用水洗氨和氨分解联合流程 ,目前塔后含氨 约在 0 05g/ m3以下 。
