水幕系统处理工艺
处理是电解槽稳定操作，安全生产的重要环节。从电解槽出来的湿温度较高（约90℃），并伴有大量的水蒸气及夹带盐雾等杂质。湿对钢材及大多数金属有强烈的腐蚀作用，生产及输送极不方便，但干燥对钢材等常用材料的腐蚀在通常条件下是较小的。处理工序的主要任务是将高温湿进行冷却、干燥和加压输送。 1 处理的基本原理
饱和湿中水蒸气含量与温度有密切联系，温度每下降10℃，湿含水蒸气量降低近一半，例如90℃时水蒸气含量为571g/kg 湿，80℃时则为219g/kg，10℃时水蒸气含量仅为3.1g/kg，只相当为90℃时的1/184。由此可见，湿首先需进行冷却，这不仅可除去湿中99.5%左右的水蒸气，而且可大大降低后面硫酸干燥的负荷，减少硫酸与水反应生成的热量，大幅降低硫酸的单耗。干燥的干燥剂是浓硫酸，浓硫酸具有较高的脱水效率、不与反应、在其中的溶解度低、对钢铁设备和管道腐蚀小、稀硫酸可回收利用及硫酸价廉、易得等优点。 动力钳
的干燥是以硫酸与湿接触后，中的水分被硫酸吸收而实现的。吸收过程是水分以扩散作用从气相转移到液相硫酸中的过程。这个过程的推动力决定于气膜扩散的速率，而被处理气体—中的水含量决定于硫酸水溶液面上方的水蒸气分压。当温度一定时，硫酸浓度愈高，水蒸气分压愈低，而硫酸浓度一定时，温度降低，则水蒸气分压随之降低，从而加大了传质过程的推动力。所以，在操作中选择适当的硫酸浓度和操作温度，会提高干燥效果，并可降低硫酸的消耗。
2 湿的冷却工艺过程
湿经氯水洗涤塔以氯水喷洗后，再进入第2钛冷却器以冷冻盐水或冷冻水冷却至12~15℃，然后，经除雾器去除水雾后进入干燥塔。氯水洗涤塔底的氯水经氯水泵输送至氯水热交换器以工业水冷却后，进入氯水洗涤塔顶循环喷洗冷却进塔湿，洗涤塔底部分氯水（氯中冷凝液）送去真空脱氯回收部分。直接间接冷却流程既能洗涤，又不增加废液（除氯中冷凝液外），不多消耗，湿直接间接冷却流程见图1。 图1 冷却工艺
3 湿的干燥工艺过程
由于湿中含有大量水汽，容易生成盐酸和次氯酸，使得湿具有较强的腐蚀性，因此必须设法尽量将中水分除去，一般氯中含水率在0.040%以下，方能满足要求。干燥工艺比较常见的有：①三段填料塔串联工艺；②一段填料塔加一段填料泡罩塔工艺。
1）三段填料塔串联工艺
在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级填料塔内逆流接触不同浓度的硫酸，使得水体积分数降至0.010%。
图2 三段填料塔串联工艺
如图2所示，湿冷却后进入Ⅰ填料塔与塔顶喷淋的75%～78%的硫酸逆流接触，除去部分水分后进入Ⅱ填料塔，与比Ⅰ填料塔中浓度略高的硫酸逆流接触，再除去部分水分后进入
Ⅲ填料塔塔底，与浓硫酸逆流接触，再除去部分水分，经酸雾捕集器后去压缩机。96%～98%的浓硫酸进入Ⅲ填料塔塔底，塔底部分的硫酸溢流到Ⅱ填料塔塔底，再用硫酸循环泵输送经冷却器进入塔顶喷淋，吸水后回至塔底，部分的硫酸溢流到Ⅰ填料塔，Ⅰ填料塔内硫酸循环方式与Ⅱ、Ⅲ填料塔相同，Ⅰ填料塔多余的硫酸则溢流到废硫酸贮槽。
此流程塔结构简单，设备多，但投资大，操作费用高，干燥质量稳定，阻力小，并受填料影响。
2）一段填料塔加一段填料泡罩塔串联工艺
一段填料塔加一段填料泡罩塔串联工艺如图3所示，湿冷却后进入填料塔与塔顶喷淋的72%～78%的硫酸逆流接触，除去部分水分后进入填料泡罩组合塔底部，至下而上经过填料段和泡罩段的塔板，与硫酸接触除去水分，经除雾和压缩机送往冷冻岗位。在最上层的泡罩段加入98%浓硫酸，浓硫酸逐级溢流到各泡罩层和填料段，并至塔底，塔底硫酸部分经硫酸循环泵对塔内填料段进行循环喷淋，部分溢流到与填料泡罩塔串联的填料塔。用硫酸循环泵对填料塔进行循环喷淋，待浓度小于72%时，排至废硫酸贮槽。
一段填料塔加一段填料泡罩塔串联工艺流程处理湿，投资少，操作弹性大，占地面积少，干燥质量稳定。缺点：塔结构复杂，系统阻力大。其投资相比三段填料塔流程而言要节约65%左右，运行成本节约15%左右。
图3 填料塔+泡罩塔串联工艺
4 的压缩输送
氯碱厂常用的是纳氏泵和透平压缩机2种。
1）纳氏泵系统
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纳氏泵流程的最大特点是利用硫酸进行冷却循环，以排除受压时产生的热量。因纳氏泵工作压力不高，压缩产生的热量大部分被硫酸带走，而硫酸又有冷却器进行冷却，一般出口温度不超过80℃，对碳钢材质的使用是安全的，所以，纳氏泵流程中不设冷却器。纳氏泵压缩流程如图4所示，干燥进入纳氏泵，压缩并依次经过硫酸分离器、硫酸除雾器，将夹带的硫酸及酸雾分离掉，然后送往各需氯部门。98%硫酸经硫酸高位槽在启动泵前由其进口加到纳氏泵中，泵启动后，硫酸随一起压出进入硫酸分离器，在分离器内，硫酸与分离，然后在硫酸冷却器中进行冷却，经冷却的硫酸返回纳氏泵入口。
图4 纳氏泵系统
在纳氏泵中，要求硫酸中的H电机定子测试台2SO4质量分数为92%以上，以减少泵在高温下的腐蚀。由于经干燥塔后尚含少量水，在泵内部分被硫酸吸收，硫酸浓度会降低，需要用98%硫酸取代被稀释了的泵内硫酸。
2）透平压缩机系统
透平压缩机是一种具有蜗轮的离心式压缩机，借叶轮高速旋转产生的离心力使气体压缩，其作用与液体输送所用的离心泵或离心式风机相似。因为气体的压缩消耗机械能并转化为热能，所以，在透平机的每一段压缩比不能过大，并在级间设有中间冷却器以移去热量，使气体体积减小，以利于压缩过程的逐级进行。如图5所示，不含盐雾、硫酸液滴、有机杂质，含氯约95%（体积分数）的干燥，压力不低于0.085MPa（绝压），进入透平压缩机一级入口，经一级叶轮压缩后，进入中间冷却器，冷却后，进入压缩机二级入口，经二级叶轮压缩后，再由后冷却器冷却，出后冷却器的压力达到0.17MPa（表压）左右，通过分配台至各用氯工段。为防止压缩机发生喘振及倒吸现象，将压缩后的部分回流到压缩机一级入口或干燥塔进口，以保证连续压送,也可以通过调节回
流量来控制干燥塔进口或总管的压力。
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图5 透平压缩机系统
太阳能广告灯箱纳氏泵是中小型氯碱厂最为常用的压缩机，其优点是结构简单，强度大又实用，但效率不高。另外，它不但压缩还输送浓硫酸，因而，消耗功率高。又由于用硫酸作介质，酸雾较多，会污染液化器和。
透平压缩机是大型氯碱厂最为适宜的输送设备，其能耗低，按每年10万t氢氧化钠规模,
透平压缩机比纳氏泵每年可节电400kW·h以上。它的检修周期长，一般在1a以上，运行费用也低。但因为在压缩过程中温度较高，机械精度也比较高，所以，对含水及其他杂质的含量要求相应提高，一般要求含水量在100×10-6以下，还要有高效的除沫器等装置。
5 处理工艺流程
湿经过水封后进入洗涤塔，与来自氯水冷却器的氯水逆向直接接触冷却、洗涤，中85%～90%的水分得到冷凝，并除去了中夹带的杂质（盐雾等）。出塔经喷水饱和后，由风机加压至100Pa以上。进入前用循环上水将冷却器冷却到约42℃，进入后用冷冻上水将冷却器冷却至12～15℃进入水雾捕集器。在此冷却过程中，中大部分水分又被冷凝下来，这样可节约干燥的硫酸用量；也有一部分冷凝水成雾滴状存在于气流中，因此冷却后的须经水雾分离器过滤后才进入干燥系统。洗涤、冷却冷凝下来的溶解有的氯水在洗涤塔液位控制系统的自动控制下，由氯水循环泵送至离子膜脱氯装置，脱氯后送一次盐水化盐使用。
经过水雾分离器除雾后的进入填料干燥塔下部，循环酸由硫酸循环泵送出，经循环酸
冷却器冷却后进入填料干燥塔上部，与逆流接触除去中的水分。塔底出酸质量分数控制在75%以上。出填料干燥塔的再进入泡罩干燥塔下部，与由98%硫酸高位槽流入的98%浓硫酸经泡罩接触，进一步得到干燥。
干燥后的进入压缩机。为了保证在电解低负荷运行时，电解和洗涤冷却干燥系统的总管压力稳定，在压缩系统出口引一股回流到压缩机前的总管。当系统压力降低时，回流管的自动调节阀自动开大；反之调节阀自动关小：以达到控制和稳定整个系统压力的目的。压缩系统设有液环冷却器，用循环冷却水冷却循环硫酸，以保证出压缩机系统的温度不大于50℃。经压缩并冷却的进入酸捕沫器除去99%以上的酸雾后再经分配台送往下游用户。完整的处理工艺如图6所示。
图6 处理工艺流程图
