合结构合理，可靠性相当优越，体现了很高的性价比[2]。
2.2 氯气中水雾分离设备的选择
首先应充分认识到氯气中水雾有效分离的难度和重要性。难度：氯气中夹带的水雾，粒径分布范围很广，在0.1\μm范围内，其中有不少在冷却、冷却凝过程中产生的直径在1μm以下的粒子。这么小的粒子从理论上分析可知，要靠惯性力机械拦截等方法，是不可能有效分离直径3μm以下的粒子的。重要性是：如水雾分离效果不理想，把过多的水雾带入干燥工序，会增加硫酸的消耗。更重要的是此时溶解有盐分的水雾粒子中的水分被浓硫酸吸收走了，盐分就分离了出来，一部分与硫酸反应生成硫酸盐。沉积在塔器填料层中、管道内，长期积累下来，填料塔的传质能力下降，系统阻力升高，特别是酸雾捕集器的玻纤除雾元件，因大量的盐类机械杂质粘附而使其性能急剧恶化，阻力降异常升高而被迫更换。所以氯干燥装置中的水雾分离器是一台相当核心的设备，其除雾元件必须具备除去3μm以下的粒子99%，3μm以上的粒子100%的优异性能。目前，国内较多企业使用孟山都的高效纤维除雾元件。其除雾的机理是：夹带水雾的氯气流水平流过纤维层时，靠雾滴自身微观的布朗运动使其与纤维表面碰撞、吸附，进而凝聚，受重力作用流下排出。此时的纤维层不会因吸入水分体积膨胀而导致压降增大，甚至阻塞。且纤维床内层的防二次夹带层应完全防止产生二次夹带。装配该元件的除雾器壳体工作温度在20℃以下，因此采用硬聚氯乙烯内衬外缠玻璃钢增强层的复合材质结构是最佳的选择。硬聚氯乙烯具有优良的耐氧化性介质性能，它材质的密实性（即抗渗性）明显优于层合结构的玻璃钢材质。其强度虽低一些，但经玻璃钢缠绕增强后完全可满足该除雾器的工况要求，并且有良好的经济性。因此是制造此除雾器壳体材质的优选材料。
2.3 氯气干燥塔的任务
氯气干燥塔的任务是用浓硫酸脱除氯气中余下的水分子，达到工艺要求的氯中含水目标值。浓硫酸吸收水蒸气是气膜阻力控制的物理吸收过程，过程速率等于传质系数乘推动力。传质系数的影响因素主要为：气流速度、硫酸浓度、操作温度、设备因素。过程推动力等于气相中水蒸气分压和硫酸的平衡水蒸气分压的压差。推动力随操作压力增大，温度降低，氯气中含水量增加而增大。所以在负压操作系统中推动力要小于正压操作系统，在负压操作系统的脱水难度要更大一
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些。氯中含水量越低，脱水越困难，想要把氯中含水的质量分数降到20ppm以下，塔器应作特殊设计。当前用于干燥氯气的塔型主要有填料塔、泡罩塔、填料和泡罩组合塔等三种主要塔型，筛板塔因为操作弹性小，已较少采用。填料塔适用于高液气比操作，压降低、通量大，易于移出吸收过程中产生的热量，操作弹性大，装填了现代高性能填料和高效塔内件的现代填料塔，其传质效率已不比板式塔低。阻力损失小，是填料塔“天然”的优点。泡罩塔是在塔板上装设有升气管的泡罩（圆形或条形），塔板上的液体不像筛板塔那样由气流来支撑，能在较宽的气液负荷条件下保持稳定的操作，特别适合于小液气比的操作。但它气相流过的路径曲折，板上液层较深，因此阻力降较大。其一层塔板的气相压降基本上与同塔径的一台填料塔相当。填料与泡罩组合塔是结合两种塔的优点，可明显改善单独泡罩塔的阻力降过大而造成系统能耗大的缺点。上述三种塔型，无论哪种塔，要达到预期的传质效果，都必须建立在精心设计、制造和严格操作的基础上。塔的可靠性、稳定性除了塔内件设计的质量外，塔材料的合理选用亦是关键因素。干燥塔内的介质是75%\的浓硫酸和含水质量分数20ppm\之间的湿氯气。正常工作温度在20℃以下，工况异常时温度可能升高到50\烯具有良好耐强氧化性介质（如浓硫酸）的性能，缺点是其强度、刚度较低。但通过特殊界面粘结剂结合缠绕成型玻璃钢增强层的PVC/FRP复合材质，显示出了优良的综合性能。通过对玻璃钢树脂基体的合理选择，PVC/FRP材质可在60℃以下长期工作，在80℃下短时间运行。这样可完全满足干燥塔可能出现的异常工况情况下塔器的安全生产。
2.4 硫酸雾的分离
酸雾捕集器在干燥过程中会产生一定量的硫酸雾，并夹带少量的硫酸盐和有机氯化物。为了保证氯压机（特别是氯气透平压缩机）的稳定运行和后续工序的生产。应对干氯气中夹带的酸雾、硫酸盐和有机氯化物进行有效的分离。在填料塔和泡罩塔中产生酸雾的雾粒直径平均值大约在2.5μm左右，如此小的雾粒只有采用高效的纤维床分离元件才有可能完成这个艰巨的任务。目前，孟山都公司的高效纤维床捕沫元件的实际使用效果最为理想，分离后硫酸雾的质量分数可低于10%。钎滩雾沫分离器是收集1微米以下雾粒对于3微米以下的酸雾粒子,集雾效率最便宜的缝备。其成本只有电除雾器的几分 最高可达99.98％,系靠三种集雾机
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理的作用之一。且可按其特定的生产过程毅秆定制。纤维雾沬分离器是收集1微米以下雾粒最便宜的设备。其成本只有电除雾器的几分之一。且可按其特定的生产过程设计定制。 孟山都的研究 美国孟山都化学公司在实险室和工厂中的研究,已直接解决了经济地收集尘雾的问题。基础的研究导致了纤维雾沫分离器的发展。其结构简单,仅在两个同心网筒中间填以纤维而成。雾粒聚集在纤维表面,形成液膜的一部分润湿了纤维。纤维上的液体为气体所推动通过纤维胎作水平移动,又因重力而向下流动。液体即排出落至元件的内网筒底部,经液封而流返系统。该雾沫分离器是以该仪器的发明者布林克(J.A.Brink)命名的。
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第3章 干燥流程设计
在流程设计中，洗涤塔、I、II段钛冷却器、水雾分离器、酸雾分离器等在流程中的位置是相对确定的。干燥部分依据场地、目标含水率、投资等因素有3种基本的可选择流程，我们称之为东日的A、B、C三种常见流程。在这三种流程中均把易于移出热量，适合高液气比操作的填料塔（或填料段）放在第一位。该塔只要设计合理，工艺控制得当，就可以把进塔湿氯中95%左右的水分在此塔去除。泡罩塔或塔板特别适用于小液气比操作的场合，操作稳定可靠、因此被置于最后的位置，起最后把关的作用。依据第1填料塔后设置塔型的种类和数量的多少，东日公司开发了以下三种基本的流程，以适应不同的市场需求。
3.1 三塔工艺流程简要说明
来自电解槽温度～80℃的湿氯气，经洗涤冷却塔（T01）、钛冷却器（E01/02）、水雾分离器（F01）、I、II、III号氯气干燥塔（T02、T03、T04），硫酸雾分离器（F02）除酸雾后得到的干氯气用透平机（C03）加压，经氯气分配台送到后工段加工或使用。浓度98%的硫酸从Ⅲ号氯气干燥塔的顶层塔板用计量泵输入，相继流过塔板段、填料段和II号氯气干燥塔，I号氯气干燥塔，浓度下降到～75%后排出，三干燥塔填料段硫酸用泵强制循环、冷却。氯气冷却器和水雾分离器中分离出来的氯水回入洗涤冷却塔，塔内排出的氯水经脱氯热交换器加热脱氯后，氯气回入T01，达标热水直接排入地沟。
3.2 二塔工艺流程简要说明
来自电解槽温度～80℃的湿氯气，经洗涤冷却塔（T01）、钛冷却器（E01/02）、水雾分离器（F01）、I、II号氯气干燥塔（T02、T03），硫酸雾分离器（F02）除酸雾后得到的干氯气用透平机（C03）加压，经氯气分配台送到后工段加工或使用。浓度98%的硫酸从II号组合氯气干燥塔的顶层塔板用计量泵输入，相继流过塔板段、填料段和I号氯气干燥塔，浓度下降到～75%后排出，两干燥塔填料段硫酸用泵强制循环、冷却。氯气冷却器和水雾分离器中分离出来的氯水回入洗涤冷却塔，塔内排出的氯水经脱氯热交换器加热脱氯后，氯气回入T01，达标热水直接排入地沟。
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3.3 单塔工艺流程简要说明
来自电解槽温度～80℃的湿氯气，经洗涤冷却塔（T01）、钛冷却器（E01/02）、水雾分离器（F01）、组合氯气干燥塔（T02），硫酸雾分离器（F02）除酸雾后得到的干氯气用透平机（C03）加压，经氯气分配台送到后工段加工或使用。浓度98%的硫酸从组合氯气干燥塔的顶层塔板用计量泵输入，相继流过塔板段、填料段，浓度下降到75%后排出，干燥塔填料段硫酸用泵强制循环、冷却。氯气冷却器和水雾分离器中分离出来的氯水回入洗涤冷却塔，塔内排出的氯水经脱氯热交换器加热脱氯后，氯气回入T01，达标热水直接排入地沟。
3.4 流程的比较和适应的范围
3.4.1 氯中含水，系统允许总压降前提下的比较
表3-1离子的干扰
流程项目 占地面积 设备投资 系统压降 98%酸耗量 氯压机能耗 循环泵功率 循环水冷冻量 A流程（三塔） 大 大 低 差别不大 B流程（二塔） 中 中 中 差别不大 C流程（单塔） 小 小 高 差别不大能耗 低 中 高 大 中 小 大 操作稳定、方便 中 操作稳定、方便 弹性中等 对故障的适应性一般
小 操作稳定、方便 弹性较小 对故障的适应性较弱 操作性能 弹性大，适应负荷范围宽 对故障的适应性强 3.4.2 不同流程的适应范围
从上表的初步比较可知，A、B、C三种流程各有其优缺点，C流程投资小，占地面积小，非常适用于老系统改造。操作弹性小，对故障适应性较弱是其固有的
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