氯气投加系统

氯气投加系统

正压管路的设计手册

本手册仅供参考

GA-170 Rev.10/24/2006

概述

此介绍是关于氯气投加中真空溶解气系统的应用。在这个系统中应用一个真空源（比如文氏管）产生真空。最典型的是氯气投加到水流中。在系统的真空部分，真空源的上游安装一个手动或自动的锐孔调节阀。在上游安装一个转子式流量计来指示真空管道中氯气的投加量。转子流量计的上游安装一个真空调节器，用来控制产生真空时氯气的投加和没有真空时停止投加。真空调节器的上游，氯气是处于压力下的，即所说的正压部分。

下面的讨论包括了从一个或多个吨瓶抽取氯气的正压系统的设计理念。此设备可以从一个或多个吨瓶抽取氯气并运送到真空调节器，而不让液态氯进入真空调节器。这个讨论也适用于二氧化硫和氨气吨瓶，在此氯气吨瓶被看作普通的吨瓶。

海卓建议，如果有可能应该避免使用正压管路系统。如果必须使用，则应该设计的尽量的简单而且短。这是因为正压管路的任何漏氯都有可能导致所有氯瓶中的所有氯气都泄漏到空气中。而且，每多一个接头在将来就多一个泄漏的潜在可能。

由于蒸发冷却的限制，一个吨瓶的蒸发量大概是10Kg/h（500lbs/天）。这个大概值与周围的温度有很大关系，随着温度的降低而降低。这是因为吨瓶内的液态氯需要热量来蒸发。在高投加量时，吨瓶温度的降低也会导致压力的降低。在较低的压力下，投加量会受到很大的限制，真空调节器也会因为吨瓶被抽空而关闭（见图1 Figure 1）。因此，10Kg/h以上的投加系统，要求使用一个以上的吨瓶同时投加。

为最大安全的考虑，海卓建议真空调节器直接安装在吨瓶上，系统要设计为负压安装管路系统。

应该指出的是，对于更大投加量的系统，且满足同时使用的吨瓶数量最小，从某点来说设计者认为液氯投加系统更加实用。液氯投加系统最常被考虑用在投加量40Kg/h以上的系统中。基于液氯投加系统的复杂性、成本及安全性的考虑，海卓建议尽可能的使用气体投加。这次讨论将不涉及液氯投加系统。

第一部分吨瓶及其放置

美国的标准吨瓶长200cm，直径76cm，空瓶重590-748kg，能够装907kg的氯气。类似的吨瓶在其它国家也有应用。每个氯瓶必须被安放在正确安装的氯瓶支架上。每个吨瓶的一端都有两个阀门。氯瓶的保护膜要一直保留在上面直到其被安装并使用。在吨瓶内部，每个阀门都连着一个管子（喷管）到达吨瓶的两侧。当两个阀门垂直排列，上面的阀门被连到吨瓶的上部（气态部分），下面的阀门被连到吨瓶的下部（液态部分）（见图2 Figure2）。因此，上面的阀门为气态出口（气阀），下面的阀门为液态出口（液态阀）。吨瓶安放的支架必须能够使吨瓶可以转动，以使吨瓶上的两个阀门可以垂直排列。这里讨论的设备只适于投加气态氯，因此只使用上面的阀门（气阀）。在此设备中千万不能使用下面的阀门（液态阀）。吨瓶和正压管路都不能安装在阳光直射的地方。

第二部分喷管―――起初的液氯

应该注意的是，每使用一个新的氯瓶，气阀连接的喷管中都充满了液氯（见图2 Figure 2）。在氯气开始释放以前这些液氯会先流出。喷管是一个22英寸长的1/2”管。这些液氯足可以装满25cm长的DN20的管。正压管路必须被设计成为可以阻止这些液氯在蒸发之前到达真空调节器或正压管路本身。如果液氯进入正压管路，将会比氯气更容易引起腐蚀造成氯气的泄漏。

第三部分吨瓶秤

电子的或水压的吨瓶秤可以被用来测量并指示氯瓶中还有多少液氯。这是获知氯瓶中还有多少氯何时更换氯瓶的最好方法。为了节约成本，一般会假设一套氯瓶中每个氯瓶的蒸发量是相同的，这样就只需使用一个吨瓶秤来测量一个氯瓶即可。但是如果各个氯瓶所处的温度不同或者氯瓶气阀打开程度不同，每个氯瓶的蒸发量就会有很大不同。因此，在使用此方法时，一定要注意至少要保证每个氯瓶都在相同的温度下。当然，这个方法并不能保证氯瓶中剩余氯气的精确测量。

第四部分吨瓶气阀连接

（见图5 Figure 5）氯气正压管路硬管必须用软接头连接到吨瓶上。软接头上有CGA-660螺纹，铅垫圈密封，安装在氯瓶的气阀和硬管上。通常歧管上安装的氯气阀门叫做角阀（事实上，吨瓶上的氯气阀门和正压管路上氯气阀门是一样的。）软接头直接连接到正压管路角阀上。每次要更换氯瓶时软接头都要从氯瓶阀上拆下并重新安装。频繁的拆下安装会使软接头变得脆弱易断。为此，海卓IVH-100-500隔离阀（截止阀）装置（见图6 Figure 6）提高了吨瓶氯气阀软接头连接的安全性。更换氯瓶时，此装置中的轭钳就会打破连接到吨瓶阀

的密封圈，每换一次氯瓶就要用一个新的铅垫圈。

第五部分氯气歧管安装部分

（见图5 Figure 5）正压管路的硬管是3000PSI高速锻造的DN20（3/4” Schedule 80）无逢钢管。必须使用耐氯气的密封胶。也可以使用蒙耐合金或者铪氏合金C-276管，但这些材料贵的多。永远不要在压力下使用塑料材料盛放氯气。正压管路的水平部分应该安装在氯瓶的前面，并且要高于氯瓶的阀门。正压水平部分的高度应该大概是48”（1.2m）。氯瓶两端必须留有至少8”（21cm）的空隙给起针板。对于每一个氯瓶，角阀应该安装在氯瓶阀门正前方水平管道上。角阀之间的距离应该大概是36”（91cm），以匹配氯瓶阀门之间的距离。水平管应该沿氯气投加的方向向下倾斜2到3度，以使液态氯向这个方向流动。三个或四个氯瓶之后就要安装一个垂直管（积液管），以收集由喷管出来的液态氯。每一个氯瓶要配10”（25cm）的积液管（例如，四个氯瓶，积液管的长度应该是40”（1 m）长）。积液管的下端应该安装一个25W的加热带，并要持续工作以蒸发积液管中的液氯。（不管是热天还是冷天，喷管总是会有液氯需要由积液管和加热带来蒸发。）积液管后面应该安装一个手动球阀，以使氯瓶独立。安全提示：在安装之前，正压管路的每一部分都应该认真清洗并干燥，这非常重要的。任何杂质都可能与氯气反应产生碎片堵塞过滤器，并把下游的设备弄脏。

第六部分氯气过滤器

（见图5 Figure 5）氯气过滤器是专门为过滤不干净的氯气而设计的，目的是保护真空调节器及其它下游设备。所有正压系统都应配置过滤器。为了减少对过滤器的腐蚀并使其充分发挥作用，应最大程度地优化正压管路的设计，以避免液氯频繁存留在过滤器内。通常这种过滤器采用某种纤维玻璃作为滤芯。过滤器需定期清洁，滤芯也要定期更换，更换的频率由氯气的投加量、氯气质量及过滤器本身的设计所决定。

第七部分压力表及压力开关

（见图8 Figure 8）每一正压系统都应安装一组膜片压力表来指示正压系统氯气的压力。