氯气液化和液氯汽化的节能方案比较_江建峰
液氯生产工艺在实际应用中的比较
液氯生产工艺在实际应用中的比较文章简单的介绍了我单位采用过的两种不同的液氯生产工艺，以及两种工艺在实际生产中的优缺点、以及相关的氯气液化的条件、影响因素等。
标签：液氯；氯气液化；液化工艺前言氯气是氯碱行业最主要的、基础的产品，其应用广泛，有着极高的利用价值，因此在社会生产中一直占据着重要的地位。
为了方便运输，通常以液氯的形式进行包装运输，因此其液化工艺一直备受业内人士关注。
氯气液化工段也是氯碱厂生产系统中重要的环节，它对于平衡全厂的氯气压力、增强生产的缓冲能力及节能降耗具有重要意义。
我单位液氯工段的主要任务就是将干燥工段送来的原氯进行液化，同时向盐酸、次氯酸钠等工段提供合格的气氯，做好全厂氯气平衡工作。
1 氯气液化的安全因素1.1 氯气的含水情况对液化的影响氯气含水量的大小直接影响生产的安全性，是生产纯净氯气的重要指标。
如果氯气中含水过高，氯气会与水反应生成盐酸及次氯酸等，其对设备有极强的腐蚀性；而且由于氯气中含水过高，相对应湿分中氯气纯度会下降，将明显降低液氯的产量，导致氯气废气量增大、压力升高，是对氯气压力平衡的直接威胁，进而影响整体系统正常安全运行。
为此，降低氯气中的含水量，对液氯的安全生产具有十分重要的意义。
因此必须对氯气进行干燥处理，保证氯气中的含水量应小于0.01%。
1.2 氯气中杂质气体的含量对液化的影响经干燥后的原氯中通常还含有氢气、氧气、氮气等杂质性气体。
这些气体都是难液化的，不仅浪费的冷量，而且因为它们的存在，会使氯气液化后的尾氯含量降低，尤其是氢气的存在，在液化过程中由于氢气不能液化，存留在液化尾气中，会造成尾氯含氢过高，当尾气中的含氢量达到5% 时，即达到了氢的爆炸极限，有爆炸危险。
因此必须严格控制氯气中杂质气体的含量。
2 氯气液化条件气体液化的一般条件：（1）在一定的压力下把温度降低到它的液化临界值（即液化的最高温度），即临界温度tc。
（2）在一定的温度下把压力升高到它的液化临界值（即液化是最低压力），即临界压力Pc。
浅析液氯汽化器与液氯液下泵在液氯包装应用中的比较
浅析液氯汽化器与液氯液下泵在液氯包装应用中的比较1 液氯汽化器包装这是我公司长期采用的一种液氯包装方式，也是氯碱行业较为成熟的包装工艺，较适用于液氯包装量不是很大的企业应用。
1.1 液氯汽化器包装工艺原理在SPT状态下，氯气的密度为3.214kg/m3，而液化后的液氯的密度为1468kg/m3，两者之间存在着高达450余倍的压缩比，这就意味着液氯有着极高的蒸汽压，在同等压力下单位体积的液氯挥发后可以急剧膨胀，产生相当大体积的氯气，因此可以通过伴热的方式促进液氯汽化，使汽化后的氯气在有限的空间内膨胀以产生足够高的压力，再将此压力输送给液氯贮槽来保证液氯包装所需要的压力。
1.2 液氯汽化器包装工艺流程利用液氯汽化器进行包装首次与正常运行时略有不同。
首次包装时因汽化器内没有液氯，此时需借助外力将液氯贮槽的液氯首先注入汽化器，我公司采氮气加压法（也可以采用干燥空气加压法），通过连接在液氯贮槽上的氮气加压管道，利用高压氮气向液氯贮槽加压，将液氯通过液氯贮槽与汽化器的连接管道注入汽化器，为保证液氯汽化器运行的安全性，我公司规定汽化器中的液氯贮量不得超过其容积的70%。
完成首次注入后，正常运行中只需借注汽化器自身压力便可实现为汽化器自身加注液氯，无须再借助高压氮气或干燥空气。
汽化器中的液氯借助汽化器的夹套热水加热，将液氯挥发成氯气，当挥发后的氯气达到规定压力后，打开汽化器上的高压氯气阀门向液氯贮槽加压，进行液氯包装。
为保证安全顺利运行，汽化器要配备多条管道，如：液氯管道、高压氯气管道、泄压管道、真空管道及泄液氯管道等，还要配备相应的压力表、安全阀及液氯处理罐、排污罐等安全附件和设备。
见流程图11.3 液氯汽化器包装的优缺点1.3.1 优点（1）液氯汽化器包装工艺成熟，设备简单，有些设备可以自行制作，设备更换方便。
设备故障分析容易，事故处理相对简单。
（2）整个系统无过多机电设备，只需配备循环水泵即可，节约电能。
液氯工艺
在进入氯气压缩机前或进入液化器之前的干燥氯气用液氯进行喷淋洗涤，可以把氯气中的三氯化氮进行冷凝，有机杂质也将被液氯带出。喷淋洗涤过程中受到污染的液氯可以加入有机溶剂，如四氯化碳等。稀释后将液氯蒸发气化回收使用，余下含杂质的四氯化碳溶液，也可回收利用。由于整个处理过程比较复杂，国内尚未正式使用此方法。在国外已经普遍采用此方法，收到十分满意的效果。特别是在进入氯气透平压缩机组之前，氯气用液氯洗涤以后，使压缩机的组效率明显提高，出口排压显著上升，深受国外同行的欢迎。
e.排污处理法
在液氯的生产过程中，在气液分离器和气化器容器中极有可能存在着已经富集的三氯化氮，定期对气液分离器和气化器进行排污处理是十分必要的。这种做法在国内十分流行，也是比较简易可行的。
具体的做法是在排污时分别将气液分离器和气化器中富集的三氯化氮带着液体氯一起排放到排污器中，然后加入烧碱溶液进行处理；或者排放至制备次氯酸钠溶液的反应池内，如无反应池，就直接排放至配置好一定浓度烧碱溶液的贮罐内。
用1000公斤，500公斤的钢瓶包装，液氯钢瓶应按<<氯瓶安全监察规程>>的规定进行外部涂色、书写字样和检验钢印标记;或采用25吨/罐的槽车罐装。液氯属剧毒品，违规编号：23002。应储存在阴凉、通风的库房中，专库专储。
切勿与易燃物，易爆物及氨气共储或拼车运输。
[接触限值]:中国MAC：1mg/m3
c.氯水洗涤
氯水洗涤是目前国内最为流行的一种去除三氯化氮的方式，这一方法基本与盐酸洗涤相同。它是采用氯水中的次氯酸或盐酸与三氯化氮进行反应，而除去三氯化氮和氯气中所夹带的盐沫杂质(特别值得指出的是，离子膜法制碱的电解槽出口氯气所含的盐沫是隔膜法金属阳极制碱电解槽出口氯气所含盐沫的10倍。如果不设氯水洗涤的话，氯气中夹带的盐沫就有可能将湿氯气和干氯气除雾器的玻璃纤维过滤筒全部堵塞)。但是氯水与三氯化氮反应的速率相对要低些，由于氯水的喷淋量较大，也就弥补了反应速率的缺陷。后处理比较容易，在保证氯气循环量的基础上，多余的氯水可以直接送往淡盐水脱氯单元进行处理。
氯气液化及液氯汽化系统能量综合利用优化
氯气液化及液氯汽化系统能量综合利用优化狄茜;郭忠林【摘要】介绍了氯气液化的3种方法:高温高压法、中温中压法和低温低压法.液氯汽化工艺有:用盘管式换热器的水使液氯汽化;用特种汽化器的蒸汽使液氯汽化.给出高温高压法氯气液化及热水汽化工艺的能量计算,提出了能量回收利用的优化方案.在原有流程的基础上,在氯气液化器前增加氯气液氯换热器和气液分离器进行能量回收,可以减少氯气液化过程520 kW的冷量,同时在液氯汽化过程中减少520 kW 的热量,液化器节约冷量40.6％,汽化器节约热量41.8％,系统整体节约能量41.2％.【期刊名称】《氯碱工业》【年(卷),期】2017(053)010【总页数】5页(P19-23)【关键词】氯气液化;液氯汽化;能量优化【作者】狄茜;郭忠林【作者单位】上海华谊工程有限公司,上海200241;上海华谊工程有限公司,上海200241【正文语种】中文【中图分类】TQ028.2氯气是氯碱装置的主要产品之一。
液氯为黄绿色油状液体，沸点-34.6 ℃，熔点-103 ℃，相对水的密度为1.47。
在室温常压下为黄绿色气体，相对空气的密度为2.48，有剧烈窒息性气味，溶于水和碱性溶液，属于剧毒品，高度危害，并具有强氧化性和腐蚀性，空气中氯气最高允许浓度为1 mg/m3。
氯气液化和液氯汽化单元是烧碱装置中的重要环节，对装置氯气生产起到平衡缓冲作用。
同时液化及汽化系统也是烧碱装置中的高耗能系统，氯气液化消耗冷量，液氯汽化消耗热量，将这两个过程结合起来，充分利用能量，能有效地达到节能降耗目的[1]。
1 氯气液化的方法氯气压力与温度的平衡关系[2]如表1所示。
表1 不同温度下液氯的蒸汽压Table 1 Vapor pressure of liquid chlorineat different temperature温度/℃蒸气压/105Pa-201．81-102．60-53．0803．6454．25104．96155．69206．57257．49308．60359．814011．144512．525014．14氯气液化的液化温度与氯气分压相平衡，最终的液化温度由液氯尾气中的氯气分压决定。
液氯生产的节能降耗措施
行。
Ｆ Ｙ氯 气 液 化 装 置 是 由 苏 州 制 冷 设 备 厂 和 Ｌ
苏 州 化 工 厂 联 合 开 发 的 。 它采 用 氟 里 昂双 级 制 冷 系 统 ，用 一３ ℃ 液 氟 蒸 发 直接 提 供 氯 气 冷 却 、液 ０
后 ，系统 充氟 后 氟 压 机 开 始 运 行 ，到 氯 气 液 化 操
作稳 定 只 需 ２ ｒｉ； 而 ＮＨ３ Ｃ２ 水 传 统 工 ４ ｎ ａ 一 ｌ盐
艺 ，从 系 统 充 氨后 氨 压机 开 始 运 行 ，到 氯 气 液 化 正常运行需 ２ 。 ｈ （ ）Ｆ Ｙ 氯 气 液 化 装 置 由制 冷 压 缩 机 、 辅 ３ Ｌ
（ 。高 压 氯气 来 自液 氯 汽 化 器 ，液 氯 的 蒸 汽 压 Ｇ）
随着 温 度 的 升 高 而 升 高。 以 ５ ～ ６ ℃ 的 热 水 ０ ０ （ 得 使 用 蒸 汽 ）通 过 汽 化 器 的 夹 套 ，使 液 氯 蒸 不
发 生成 高 压氯 气 ，供 压 送 液 氯 之 用 。高 压 氯 气 纯 度 较 高 ，每 吨 商 品 液 氯 约 产 生 ８ ｋ ５ ｇ高 压 氯 。 应 将 这 部 份 高 压氯 气 ，在 压送 液 氯 后 ， 自液 氯 贮 槽
机组 、氯 气液 化 器三 部 份 组 成。 与传 统 Ｎ ３ Ｈ 一 Ｃ Ｃ， 水 制 冷 工 艺 相 比 ，装 置 投 资 费 用 、 占地 ａ ｌ盐
面积 均 大 大 降 低 。
１ ２ 选 用 原 则 ．
Ｆ Ｙ氯 气 液 化 装 置 按 液 氯 产 量 ， 可 供 选 择 Ｌ 的有 ２ ５ ｔａ ｋ ／ 、１ ｋ ／ 种 规 格 ，选 用 的 ．ｋ ／ 、５ ｔ ａ ５ ｔａ几 原 则 是使 氯 气 平 衡 。 为 保证 装 置 的满 负 荷 运 行 和灵 活调 节 液 氯 产 量 ，从 氯气 平 衡 角 度应 考 虑 给 液 氯 生产 留 有 一 定
液氯生产的节能降耗措施
，生产的节能降耗措施防腐与节能生产能力比较富裕， 能将多余的氯气全部生产商品液氯，同时使用不凝氯气 的生产单位亦具有相应的富裕程度，即通常3碱厂均以， 人液氯生产为解决，气
平衡的主要，段之议，氯气肀衡的富於量般为从复气平 衡的原则考虑到液，生产，定的富裕量，同时为保证装 置的满负荷运行和灵活调节液氯产量，在液氯产能1万1 以上的氯碱厂，可考虑
启连通氯气液化器的管道阀门，使槽内压力降至与原氯 压力相等则明高压氯已送至氯气液化器，与原氯并冷却 液化而回收。余氯是指原料氯气干燥氯经冷却液化后产 生不凝气木它是氯气和其
它不凝气体的混合物。在原料氯气的液化过程由于气相 中的氯不断液化，其分压随氯气的液化逐渐降低，当相 应于气相中气氯分压氯的冷凝温度低于冷冻剂的温度时， 氯的液化过程即不能继
指压送液氯的高压蒸发氯气，般是30351的饱和氯气，相 对应的饱和蒸气压力为0.760.88河压。高压氯气来自液氯 汽化器，液氯记种尤芭透叨的液本液氯的蒸气压随着温 度的升
高而急剧地增大。当以5060的热水不得使用蒸汽，在液 氯汽化器的夹套中加热液，液氯蒸发生成高压氯气，供 压送液氯之用。高压氯气来自液氯的蒸发，故其纯度较 高，不含不凝性气体
，在液氯装置中必须设置98浓硫酸的贮存系统，且需安 排纳氏泵操作岗位维修人员。从节能降耗的原则出发。 在该部分设计时，可把用于废氯压缩的纳氏泵系统。在 氯氢处理装置与液氯装
置相距不远时。设置在氯氢处理装置的纳氏泵布置区。 这样节省了液氯装置中需加入浓硫酸於存系统的费用， 减少了浓硫酸在运输装卸过程中的损耗。维修管理合并 在氯氢处理的纳氏泵区，
节省了液氯部分人工的费用，同时从设备管理角度来讲 也合理。在操作上废氯泵在液氯装置正常运行时。般均 开启。可在液氯装置内对庞氯泵设置紧急控制点。供处 理事故和废氯泵紧急开停
氯气液化的安全与节能
油冷 却 器
氯气 由气 体 变 为 液 体 ， 靠 的是 电 能 （ 缩 制 依 压 冷剂 氟利 昂 ） 冷却 循 环水 带 走 的热 能 。氟 利 昂 气 及
体及 冷却 润滑 油一 同进入压 缩机 ， 经过 油分离 器 ， 分
ｆ 捧污 Ｉ
去 包 装
离出油与氟利昂气体 ， 油进入油冷却器 ， 与循环冷却
水换 热后 返 回压缩 机 ； 利 昂气 体 进 入 氟冷 凝 器 与 氟
循环冷却水换热后变为液体 ， 进入氯气液化器蒸发， 吸收氯气热量 ， ９ ％左右的氯气 液化， 使 ０ 汽化后 的 氟利昂返 回压缩机。氯经过分离器分离出气体即尾 气送往盐酸岗位 ， 液氯进人液氯贮罐 ， 中间槽 、 经 液
第４ ７卷
第 ７期
氯 碱 工 业
Ｃｈ ｏ — ｋ ｌ Ｉ ｕ ｔ ｌ ｒＡｌ ａ ｉ ｎｄ ｓｒ ｙ
Ｖｏ ． ７，Ｎｏ． １４ ７
２ １ 年 ７月 ０１
Ｊ １ ，２ ｌ ｕ． ０ １
氯 气 液 化 的安全 与节 能
宋 治芹 ， 王素 云 （ 中能 源邢 矿 集 团金 牛钾碱分 公 司 ， 北 邢 台 ０４０ ） 冀 河 ５００
牛钾碱分公司。 ［ 收稿 日期 ］２ １ — ５— ７ ０ １ ０ ２
２ ０
第 ７期
宋 治芹等 ： 气液化 的安全 与 节能 氯
２ 安 全 生产
本 岗位 高浓度液氯为重大危险源 ， 微量泄漏即
有 可能产 生较 大 的氯 气 量 。液氯 汽 化 后 ， 温 常压 常
器 处将 三氯化 氮排 至 缓 冲罐 内 ， 常温 时 大 部 分气 体
冀 中能源邢 台矿业 集 团金 牛钾 碱 分 公 司 （ 下 以 简称 “ 牛钾碱 ” 的氯 气 采 用 氟利 昂直 冷 液 化 ， 金 ） 通 过氟 利 昂汽化潜 热 与氯 气 热 交换 ， 到氯 气 液 化 的 达 目的 。汽 化后 的氟 利 昂用 螺 杆 压缩 机 压 缩 ， 却 后 冷
液氯气化器的改进对策
液 氯 气化 器 一 般 分 ２种 ，即釜 式气 化 器 和 管道 式 气 化 器 ，釜式 气 化 器作 为液 氯容 器 为 防止 液 氯加 热 膨胀 造 成 设 备破 坏 等 后果 ，只 能用 低 温 热水 气化 （一 般小 于 ４５ ｑＣ，《氯 气安 全规 程 》ＧＢ １ １９８４—２００８中 设计 规 范 ），气 化过 程 会 造成 液 氯 中三 氯化 氮 累 积 ，
改 造 前 ，液 氯 气 化 器 来自 用 敞 开式 设 计 ，即 气 化 器 夹套 水 浴热 水 直 接 与气 化 器 上方 的空 气 接触 ，且 该 气 化 器热 水 溢 流 口设 计 在侧 面 ，导 致气 化 器 顶 部 湿 热 空气 对气 化器 盘 管腐 蚀严 重 。尤其 是气 化盘 管 液 氯 、氯气 分 配 台焊 缝处 易被 外腐 蚀 、穿 孔 ，开 车 过 程 中加 热蒸 气 通 入 气 化 器 水 浴 加 热 存 在 “蒸 汽 液 击 ”现象 ，导致 整 个气 化 器 震 动较 大 ，不 利 于 设 备 长 周 期 安 全 稳 定 运 行 ，多 次发 生 过 盘 管 点腐 蚀 、蒸 汽 液 击 产生 震 动 造 成盘 管 焊 口破 裂 ，导 致 氯 气 泄漏 事 故 ，发 生 环 境 污 染 、人 员 伤 害 和装 置 临 时停 车 等 情 况 ，影 响 正 常 生 产 ，也 给 后 续 整 个 产 业 链 的安 全 稳 定 、连续 生 产 和经济 效益 带来 一 定 的影 响 。
１ 概 述
由于 下 游 ＭＤＩ生 产 装 置 对 氯 气 产 品 质 量 的极 高 要 求 ，万 华 化 学 （宁 波 ）氯 碱 有 限公 司 使 用 的 氯 气 ，是经 离 子 膜 电解 后 产生 的氯 气 ，经 干 燥 、压 缩 、 液 化 后 ，再 气 化 成 氯 气 输 送 至 下 游 工 序 ，气 化 的过 程 由液 氯气 化器 来完 成 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
蒸汽热能取 2 768． 4 kJ / kg，循环水温差 5 ℃ ， 水比热容 4． 18 kJ / （ kg·℃ ） 。 3． 1 溴化锂制冷用于氯气液化和蒸汽加热用于液 氯汽化（ 方案 0）
自 1969 年 日 本 开 发 直 燃 型 溴 化 锂 吸 收 式 冷 （ 热） 水机组以来，经过多年的技术改进，由原来的 单效发展为双效，EEＲ 由约 0． 85 提高到约 1． 1 左 右。三效目前尚未工业应用［2］。
26
方案一能耗和成本汇总如表 1 所示。
表 3 方案一能耗和成本汇总表 Table 3 Summarry of energy consumption
and cost of plan 1
项目 蒸汽 循环水
电 其他成本
合计
能耗 /t（ 折标煤） 4 708． 8 941． 9 810． 8
6 461． 5
第 51 卷 第 6 期 2015 年 6 月
氯碱工业 Chlor － Alkali Industry
Vol． 51，No． 6 Jun． ，2015
【氯氢处理】
氯气液化和液氯汽化的节能方案比较
江建峰* （ 万华化学（ 宁波） 氯碱有限公司，浙江宁波 315801）
［关键词］ 氯气； 液氯； 液化； 汽化； 节能 ［摘 要］ 为达到给定的氯气液化和液氯汽化能源消耗要求，分析 6 种技术方案并比较各种方案的能耗： ①溴 化锂制冷用于氯气液化，蒸汽加热用于液氯汽化； ②螺杆机制冷用于氯气液化，蒸汽加热用于液氯汽化； ③螺杆机 制冷用于氯气液化，热泵加热用于液氯汽化； ④螺杆机制冷用于氯气液化，合成炉余热、热泵加热用于液氯汽化； ⑤ 螺杆机制冷用于氯气液化，循环水废热、合成炉余热用于液氯汽化； ⑥原氯汽化液氯，剩余液氯再用蒸汽加热汽化。 ［中图分类号］ TQ028． 2 ［文献标志码］ B ［文章编号］1008 － 133X（ 2015） 06 － 0025 － 03
螺杆机耗电 225． 7 万 kW·h / a。 螺杆机耗循环水： 3． 9 × 1010 ÷ 4． 18 ÷ 5 × （ 1 + 1 ÷ 4． 8） ÷ 1 000 ÷ 10 000 = 193． 1（ 万 t / a） 。
表 4 方案二能耗和成本汇总表 Table 4 Summarry of energy consumption
2 氯气液化和液氯汽化所需能量
年液化所需冷量 = 年氯气总量 × （ 0． 6MPa 饱 和气热焓［1］ － 95% × 8℃ 液氯热焓 － 5% × 8℃ 气氯 热焓） （ 不计不凝气） ，即：
4． 5 × 105 × （ 544． 1 － 278． 5 × 95% － 541． 2 × 5% ） × 103 = 1． 14 × 1011 （ kJ / a） 。 年汽化 所 需 热 量 = 年 氯 气 总 量 × 95% × （ 60 ℃ 、0． 7 MPa 氯气热焓 － 12 ℃ 液氯热焓） ，即： 4． 5 × 105 × 1 000 × 95% × （ 564． 9 － 282． 5） = 1． 21 × 1011 （ kJ / a） 。
根据热泵原理，本方案以热泵提供热量，副产冷 量，螺杆机补足冷量。
热泵耗电 = 需热总量 ÷ 能效比 ÷ 3 600 × 单位 换算系数，即： 1． 21 × 1011 ÷ 2． 61 ÷ 3 600 ÷ 10 000 =
1 278． 8（ 万 kW·h / a） 。 螺杆机需制冷量 = 总需冷量 － 热泵制冷量，即： 1． 14 × 1011 － 1． 21 × 1011 ÷ 2． 61 × 1． 61 = 3． 9 × 1010 （ kJ / a） 。
Key words： chlorine gas； liquid chlorine； liquefaction； vaporization； energy saving Abstract： In order to meet the specified energy consumption in chlorine liquefaction and liquid chlorine vaporization，six technical plans were analyed and energy consumption in each plan were compared． The plans comprised （ 1 ） lithium-bromide-refrigerated liquefaction of chlorine and steamheated vaporization of liquid chlorine； （ 2 ） screw-compressor-refrigerated liquefaction of chlorine and steam-heated vaporization of liquid chlorine； （ 3） screw-compressor-refrigerated liquefaction of chlorine and heat-pump-heated vaporization of liquid chlorine； （ 4） screw-compressor-refrigerated liquefaction of chlorine，and waste heat of synthesis furnace and heat pump heated vaporization of liquid chlorine； （ 5） screw-compressor-refrigerated liquefaction of chlorine，and waste heat of circulating water and waste heat of furnace heated vaporization of liquid chlorine； （ 6 ） crude chlorine heated vaporization of liquid chlorine，and steam heated vaporization of the rest of liquid chlorine．
and cost of the present process
项目 蒸汽 循环水 其他成本 合计
能耗 /t（ 折标煤） 8 737． 2 1 487． 6
10 224． 8
成本 /万元 1 618． 0 208． 2 125． 0 1 951． 2
3． 2 螺杆机制冷用于氯气液化和蒸汽用于液氯汽 化加热（ 方案一）
用循环冷却水冷却。液氯汽化采用热水，用热水循 环方式回收氯化氢合成热，改造比较简单，而新增动 力消耗和原循环水动力消耗基本相同，并减少循环 冷却水损耗。氯化氢合成反应热 2 530 kJ / kg，合成 氯化氢热量回收率取 70% ，则年可回收热量：
2 530 × 20 000 × 1 000 × 70% = 3． 5 × 1010（ kJ / a） 。 热泵耗电 （ 12． 1 － 3． 5） × 1010 ÷ 2． 61 ÷ 3 600 ÷ 10 000 = 915． 3 （ 万 kW·h / a） ；
Comparison of energy saving plans in chlorine liquefaction and liquid chlorine vaporization
JIANG Jianfeng （ Wanhua Chemistry （ Ningbo） Chlor － Alkali Co． ，Ltd． ，Ningbo 315801，China）
1 问题提出
万华化学（ 宁波） 氯碱有限公司氯气生产能力 为 45 万 t / a。氯气经冷却液化提纯，其中 95% 氯气 成为液氯，汽化后外送。具体工艺如下。
来自离子膜电解工序的湿氯气经洗涤、冷却、干 燥、加压至 0． 6 MPa，冷却至 30 ℃ 送氯气液化工序； 进入氯气液化工序的氯气在节能器和液氯换热后温 度下降至 14 ℃ ，然后进入氯气液化器壳程，与管程 的冷冻水（ 约 7 ℃ ） 进行热交换，约 95% 氯气冷凝成 液氯，气液混合物经汽液分离器后，液氯进入液氯贮 槽，未冷凝的氯气进入尾气分配台去下道工序。贮 存在液氯贮槽中的液氯通过液氯液下泵加压，进入 节能器中与原料氯气热交换，然后进入汽化器，被热 水加热汽化成 60 ℃ 、0． 7 MPa 气态氯后，外送。
螺杆压缩式制冷机的理论 EEＲ 值可以用卡诺 循环效率计算： COP = Q / W = T1 / （ T1 － T2 ） 。
实际一般取 4． 8，比溴化锂的能效比高 4 倍多。 螺杆机耗电 = 需冷总量 ÷ 能效比 ÷ 3 600 × 单 位换算系数，即： 1． 14 × 1011 ÷ 4． 8 ÷ 3 600 ÷ 10 000 = 659． 7 （ 万 kW·h / a） 。 循环冷却水量为： 1． 14 × 1011 ÷ 4． 18 ÷ 5 × （ 1 + 1 ÷ 4． 8） ÷ 1000 ÷ 10000 = 659． 1（ 万 t / a） 。 蒸汽用量计算同上。
成本 /万元 872． 0 131． 8 428． 8 130． 0
1 562． 6
3． 3 螺杆机制冷用于氯气液化和热泵加热用于液 氯汽化（ 方案二）
热泵是根据卡诺循环，同时输出冷量和热量的 机器，取冷水温度 5 ℃ ，热水温度 75 ℃ ，芬尼克兹 PWSＲW500S － GX 在实验室所测制热能效比 COP 2． 61，制冷能效比 EEＲ 1． 61； COP + EEＲ = 4． 22。
采用溴化锂制冷来液化氯气，须要消耗的蒸汽 量 = 需冷总量 ÷ 蒸汽热能 ÷ 能效比 × 单位换算系 数，即： 1． 14 × 1011 ÷ 2 768． 4 ÷ 1． 1 ÷ 1 000 ÷
10 000 = 3． 73 （ 万 t / a） 。 循环冷却水量 = 需冷总量 ÷ 比热 ÷ 温差 × （ 1 + 1 ÷ 能效比） × 单位换算系数，即： 1． 14 × 1011 ÷ 4． 18 ÷ 5 × （ 1 + 1 ÷ 1． 1） ÷ 1 000 ÷