Далее жидкий хлор поступает на хранение. Жидкий хлор самотеком сливается в танк из абгазоотделителей. Давление в танке должно быть от 0,03 до 0,05 МПа ниже, чем в абгазоотделителях.
Избыточное давление, создаваемое в танках поступающим жидким хлором, беспрерывно стравливается в линию абгазов конденсации и далее потребителю. Для подготовки танков к ремонту предусмотрено стравливание избыточного давления в линию абгазов и далее на очистку от хлора в отделение корпуса 107 на абсорбцию.
Для обеспечения необходимого запаса хранения жидкого хлора в отделении установлено 5 танков поз.8 емкостью по 125 куб.м. каждый.
Один из пяти танков является резервным и не подлежит заполнению.
Из танков жидкий хлор передавливается с помощью сухого азота давлением 1,2 МПа на испарительную станцию и на налив в железнодорожные хлорные цистерны. Контроль за поступлением жидкого хлора в танк осуществляется по прибору КИП. Наполнение танка жидким хлором производится по 1,25 кг жидкого хлора на 1 литр сосуда и составляет 156 т.
Часть полученного жидкого хлора отправляется на испарение. Узел испарения предназначен для испарения хлора и подачи его внутризаводским потребителям.
Жидкий хлор из танков давлением азота до 1,2 МПа подается в испаритель поз.4. Испаритель представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, заполненный водой. Внутри аппарата размещен змеевик, по которому проходит и испаряется жидкий хлор.
Температура воды в испарителях поддерживается автоматически в пределах не более плюс 70 °С поступающим острым паром. Выходящий из змеевика испаренный хлоргаз с температурой не более плюс 65 °С под давлением 0,4 МПа поступает потребителю.
После завершения всех стадий переработки хлора жидкий хлор поступает на налив в желез,нодорожные цистерны. Налив в железнодорожные цистерны должен вестись в соответствии с действующей инструкцией по безопасной эксплуатации цистерн, контейнеров (бочек) и баллонов для жидкого хлора.
Готовая цистерна для наполнения жидким хлором устанавливается на весы. Башмаки устанавливаются на рельсы с обеих сторон весов в упор к колесам цистерны. Все вентили на верхнем люке цистерны должны быть закрыты. Со стороны железнодорожного пути должны быть поставлены сигналы размером 400x500 мм с надписью "Стой, проезд запрещен, производится налив цистерны".
Стрелку железнодорожного пути запереть на замок.
Цистерну наполняют через сифонный вентиль. Масса нетто заполненной цистерны 46700 кг (при емкости котла 38,1 куб.м.). При наполнении цистерны сброс абгазов производится через один из двух абгазных вентилей, к которому присоединен абгазный трубопровод. Во время налива давление в цистерне не должно превышать 0,7 МПа по манометру на цистерне. После налива цистерны необходимо произвести проверку герметичности запорных вентилей, предохранительного клапана и всех фланцевых соединений. Проверка производится аммиаком. При обнаружении пропусков они должны быть ликвидированы. Только после этого можно продолжать налив цистерны. При обнаружении неисправности в заполненной цистерне жидкий хлор необходимо передавить обратно в танк сухим азотом давлением 0,12 МПа.
После окончания наполнения цистерны абгазную и наливную линии продуть сжатым азотом со сбросом на очистку абгазов. Все вентили на цистерне и на линиях закрыть, отсоединить абгазную и сливную линии. На вентили цистерны и на линиях ставятся заглушки.
Обслуживающий цистерну персонал должен иметь при себе противогазы и надевать их при наличии или возможном выделении газа. При наполнении цистерны при отсоединении линий, при установке заглушек на вентилях цистерны и на трубопроводах хлора работу необходимо вести в противогазах и в рукавицах. Ответственным лицом за соблюдение всех правил при наполнении цистерны является старший аппаратчик отделения.
Для проведения технологического расчета теплообменного аппарата в отделении жидкого хлора ЗАО "Каустик" необходимо определить параметры исходного сырья и получаемых продуктов переработки.
В качестве горячего теплоносителя используется хлоргаз, поступающий в трубное пространство конденсатора.
В качестве холодного теплоносителя применяется раствор хлористого кальция.
Из отделения диафрагменного электролиза электролитический хлоргаз поступает в отделение конденсации жидкого хлора со следующими режимными параметрами:
а) температура, °С 30
б) давление, МПа 0,21
в) количество хлоргаза поступающего в конденсатор, м3/ч 3340
В данном состоянии хлор имеет плотность:
r =4,11 кг/м3
На выходе из конденсатора жидкий хлор имеет температуру минус 26,7 °С.
Коэффициент сжижения, % 79
Рассол, поступая в конденсатор, имеет температуру минус 30 °С и нагревается до температуры минус 27 °С.
Рассол подается под давлением, МПа 0,3
Примем индекс “1” для горячего теплоносителя (хлоргаза), индекс “2” для холодного теплоносителя (рассола).
Среднюю температуру t2, °С, рассола определяем согласно [19,С.214]:
t2 = 0,5×( t2n + t2k ), (3.1)
где t2n - температура рассола на входе, °С;
t2k - температура рассола на выходе, °С.
t2 = 0,5×[(-30) + (-27)] = -28,5 °С.
Среднюю температуру хлоргаза, tl, °C, определяем согласно [19,С.214]:
tl - t2 + dtcp, (3.2)
Среднюю разность температур при противотоке теплоносителей dtcp, °C, определяем согласно [19,С.214]
dtcp = ( dtб - dtм ) / ln ( dtб / dtм ), (3.3)
где dtб - большая разность температур, °С;
dtм - меньшая разность температур, °С.
Для определения большей и меньшей разностей температур, рассмотрим температурные переходы при теплопередаче
хлоргаз
+30 ———> -26,7
рассол
-27 <——— -30
dt= 57 dt= 3,3
Соответственно принимаем:
dtб = 57 °C dtм = 3,3 °C
Тогда средняя разность температур при противотоке составит:
dtcp = ( 57- 3,3 ) / ln ( 57 / 3,3 ) = 18,85 °С
Средняя температура хлоргаза составит:
t1 = -28,5 + 18,85 = -9,65 °С
С учетом потерь холода в размере 5%, тепловую нагрузку определяем согласно [19,С.45]:
Q = 1,05 × U1× r1×( Hlн – c1 × t1к ), (3.4)
где Q - тепловая нагрузка конденсатора, Вт;
U1 - объемный расход хлоргаза, м3/ч;
r1 - плотность хлоргаза при его средней температуре, кг/м3;
Н1н - энтальпия перегретого пара хлоргаза, Дж/кг;
cl - удельная теплоемкость хлоргаза, Дж/(кг×£);
t1k - конечная температура хлора, С.
Согласно исходных данных объемный расход хлоргаза:
U1 = 3340 м3/ч
Согласно [2,С.10] плотность хлоргаза при его средней температуре составит:
р1 = 4,11 кг/м3.
Согласно [2,С.10] энтальпия перегретого пара хлоргаза составит:
Н1н= 529000 Дж/кг
Согласно [2,С.12] удельная теплоемкость хлоргаза составит:
cl = 355 Дж/(кг×°С)
Тепловая нагрузка конденсатора:
Q = 1,05 × 3340 × 4,1 × [52900 - 355 × (-26,7)] /3600 = 231860,9 Вт
Массовый расход холодного теплоносителя G2, кг/с, определили согласно [17,С.19]:
G2 = Q / с2 × (t2k - t2h); (3.5)
где Q - тепловая нагрузка конденсатора, Вт;
с2 - удельная теплоемкость рассола, Дж/(кг×°С);
t2k - температура рассола на выходе из конденсатора, °С;
t2h - температура рассола на входе в конденсатор.
Удельная теплоемкость рассола с2, Дж/(кг×°С), определили согласно [2,С.15]:
с2 = 2706,74 Дж/(кг×°С)
G2 = 231860,9 / ( 2706,74 × [ (-27) - (-30) ] ) = 28,56 кг/с
Массовый расход хлоргаза, G1, кг/с, определили согласно [19,С.216]:
Gl = U1 × r1, (3.6)
где U1 - объемный расход хлоргаза, м3/ч;
r1 - плотность хлоргаза при его средней температуре, кг/м3.
Объемный расход хлоргаза приняли:
U1 = 3340 м3/ч
Согласно [2,С.10] плотность хлоргаза при его средней температуре составит:
р1 = 4,11 кг/м3
Массовый расход хлоргаза составит:
G1 = 3340 × 4,11 / 3600 = 3,54 кг/с
Объемный расход рассола определяем согласно[16,С.216]:
U2 = G2 / p2 (3.7)
где G2 – массовый расход рассола, кг/с;
р2 - плотность рассола при температуре минус 28,5 °С.
Массовый расход рассола определили в формуле (3.5) настоящего диплома:
G2 = 28,56 кг/с
Определим варианты теплообменных аппаратов согласно ГОСТ 15118, ГОСТ 15120 и ГОСТ 15122.
Для этого приняли ориентировочно значение площади поверхности теплообмена, полагая что, согласно [12,С.47] коэффициент теплопередачи:
Кор = 60 Вт / (м × °С)
т.е. приняв его таким же, как и при теплообмене от газа к жидкости.
Согласно [19,С.216] ориентировочная площадь поверхности Fор теплообмена в конденсаторе:
Fор = Q / ( Кор × dtср ) (3.8)
где Q – тепловая нагрузка конденсатора, Вт;
Кор – значение ориентировочного коэффициента теплопередачи, Вт/(м×°С);
tср – средняя разность температур при противотоке, °С.
Тепловую нагрузку конденсатора определили в формуле (3.4) настоящего диплома:
Q = 231860,9 Вт
Согласно [12,С.47] значение ориентировочного коэффициента теплопередачи от газа к жидкости:
Кор = 60 Вт/ (м × °С)
Среднюю разность температур при противотоке теплоносителей определили в формуле (3.3) настоящего диплома:
dtcp = 18,85 °С
Ориентировочная площадь поверхности теплообмена в конденсаторе:
Fop = 231860,9 / ( 60 × 18,85 ) = 215,6741 м2 = 216 м2
Согласно ГОСТ 15118, ГОСТ 15120 и ГОСТ 15122 наметили наиболее оптимальные варианты теплообменных аппаратов для полученной площади теплообмена
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 800 | “25*2” | 1 | 465 | 219 | 0,07 | 0,079 | 0,161 | 6,0 |
где 1 - диаметр кожуха Dk, мм;