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尾氯吸收裝置的作用是處理離子膜電解、氯氫處理、液氯、鹽酸開停車期間產(chǎn)生的低濃度氯氣或事故狀態(tài)下氯氣收集處理，以及設(shè)備故障時(shí)置換產(chǎn)生的殘余氯氣，保證整個(gè)生產(chǎn)過程不發(fā)生氯氣泄漏，不造成安全環(huán)保事故。氯氣與堿易發(fā)生化學(xué)放熱反應(yīng)，生成氯化鈉和次氯酸鈉。尾氯吸收裝置就是根據(jù)這個(gè)原理，使堿與氯氣在吸收塔中逆向接觸，并不斷移出反應(yīng)產(chǎn)生的熱，達(dá)到吸收氯氣的目的。

1 尾氯吸收裝置工藝

從電解、氯氫處理、液氯各裝置或須處理異常情況的氯氣分別經(jīng)匯總管后進(jìn)入一級(jí)尾氯吸收塔，經(jīng)循環(huán)堿液吸收后進(jìn)入二級(jí)尾氯吸收塔，尾氯經(jīng)過兩級(jí)循環(huán)堿液的吸收達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后即可進(jìn)行放空。

來自界區(qū)外的32%堿液與純水按配比混合成為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%～18%的稀堿液進(jìn)入配堿槽或堿液高位槽，再用泵將稀堿液送到堿液循環(huán)槽A或堿液循環(huán)槽B。工藝流程如圖1所示。

2 尾氯吸收自動(dòng)控制技術(shù)的提升

2.1 游離堿和有效氯的在線分析

稀堿液吸收氯氣過程中堿含量不斷下降，現(xiàn)行工藝是通過定時(shí)分析游離堿含量，判斷尾氯循環(huán)液是否達(dá)到飽和。該方法需要操作人員極高的責(zé)任心，并不斷檢測(cè)來滿足安全生產(chǎn)的要求，存在極大的人為因素風(fēng)險(xiǎn)。通過多組分液體對(duì)NaOH、NaClO濃度進(jìn)行在線分析監(jiān)測(cè)，采用超聲波+電導(dǎo)法，建立液體的聲速-電導(dǎo)率-溫度跟液體游離堿和有效氯的3維曲線模型，準(zhǔn)確地測(cè)定游離堿濃度和有效氯濃度。

通過取樣分析，并進(jìn)行比對(duì)校核，使循環(huán)吸收液中游離堿和有效氯的現(xiàn)場(chǎng)分析和在線儀表檢測(cè)值升降趨勢(shì)保持一致。隨著試用時(shí)間的推進(jìn)，在線儀表檢測(cè)值和人工分析值趨勢(shì)線間的差距在縮小，尤其是經(jīng)過第二次儀表調(diào)校后，有效氯和游離堿在線檢測(cè)和人工分析的趨勢(shì)線已高度重合，游離堿偏差縮小到0.3%，有效氯在0.6%以內(nèi)，最終實(shí)現(xiàn)在線游離堿（有效氯）分析值作為尾氯裝置反應(yīng)終點(diǎn)的判斷和切換的依據(jù)，滿足氯堿廠尾氯吸收控制技術(shù)要求。 

2.2 堿液的自動(dòng)配制

來自界外的32%堿液和純水按照一定比例（1∶0.9）進(jìn)入混合器，混合后進(jìn)入配堿槽或堿液高位槽，再用泵將稀堿液打到堿液循環(huán)槽A或堿液循環(huán)槽B。稀堿液采用自動(dòng)配制。堿液濃度控制方框圖如圖2所示。

2.3 引風(fēng)機(jī)變頻自動(dòng)控制

在尾氯進(jìn)引風(fēng)機(jī)的氣管上增加法蘭式壓力變送器，與引風(fēng)機(jī)變頻聯(lián)鎖，設(shè)定進(jìn)氣管壓力-3.0 kPa，風(fēng)機(jī)抽氣量可根據(jù)進(jìn)口壓力變化自動(dòng)調(diào)整，避免了系統(tǒng)大負(fù)壓時(shí)氯氣總管里氯氣被抽入吸收塔而造成氯氣系統(tǒng)壓力波動(dòng)。2臺(tái)風(fēng)機(jī)加裝變頻調(diào)速裝置，通過檢測(cè)吸收塔負(fù)壓，經(jīng)變送器信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，送至DCS進(jìn)行邏輯運(yùn)算，與設(shè)定的吸收塔負(fù)壓指標(biāo)進(jìn)行比較、運(yùn)算，并按照設(shè)定的調(diào)節(jié)方式輸出調(diào)節(jié)信號(hào)，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速而達(dá)到負(fù)壓穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)壓力變頻器自動(dòng)控制。變頻器取代調(diào)節(jié)閥后，避免了儀表控制帶來的滯后問題，提高了系統(tǒng)控制的精度，并減少了調(diào)節(jié)閥的維護(hù)費(fèi)用；同時(shí)，變頻器運(yùn)行可靠，節(jié)能效果顯著。

尾氯引風(fēng)機(jī)變頻自控方框圖如圖3所示。

同時(shí)在2臺(tái)引風(fēng)機(jī)電氣回路控制和DCS分別設(shè)置了設(shè)備故障互鎖聯(lián)動(dòng)功能，任意1臺(tái)風(fēng)機(jī)跳停立即啟用備用風(fēng)機(jī)運(yùn)行，降低氯氣泄漏的機(jī)會(huì)，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.4 堿循環(huán)槽的自動(dòng)切換

原生產(chǎn)過程中，分析人員每班分析吸收液的堿含量。當(dāng)堿質(zhì)量濃度＜120 g/L后，操作人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行閥組、堿液循環(huán)槽切換操作，現(xiàn)場(chǎng)切換操作自動(dòng)化程度低且存在安全隱患。在堿液循環(huán)槽A/B進(jìn)出口安裝自控閥門，通過游離堿、有效氯的在線分析結(jié)果，自動(dòng)控制堿循環(huán)槽的切換，大大降低了運(yùn)行人員、分析人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。堿循環(huán)槽順序控制方框圖如圖4所示。

2.5 安全儀表系統(tǒng)SIS

現(xiàn)有裝置進(jìn)行了HAZOP分析，SIL等級(jí)評(píng)估和安全系統(tǒng)驗(yàn)證，在堿液高位槽設(shè)計(jì)了SIS，檢測(cè)堿液循環(huán)泵A/B電流，檢測(cè)值達(dá)到設(shè)置的低值（3.6 A）后，觸發(fā)堿液高位槽程控閥開啟，把堿液送至一級(jí)吸收塔。SIS由Rockwell硬件、AADvance系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)SIL認(rèn)證檢測(cè)儀表執(zhí)行器組成。堿高位槽SIS邏輯方框圖如圖5所示。

2.6 柴油機(jī)發(fā)電裝置及三電源智能切換系統(tǒng)

根據(jù)現(xiàn)有尾氯吸收系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)對(duì)供電可靠性的要求和負(fù)載的特殊性質(zhì)，設(shè)置了柴油機(jī)發(fā)電裝置，同時(shí)進(jìn)行了多路電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并能可靠切換，保證向風(fēng)機(jī)連續(xù)性供電。當(dāng)一路電源異常時(shí)，按照設(shè)計(jì)邏輯自動(dòng)切換到相應(yīng)的冗余電源回路，完全實(shí)現(xiàn)不間斷供電。柴油機(jī)發(fā)電裝置三電源智能切換系統(tǒng)如圖6所示。

3 結(jié)語(yǔ)

氯堿企業(yè)只有采用合理的工藝設(shè)計(jì)和設(shè)備選型，不斷優(yōu)化尾氯氣吸收裝置的自動(dòng)控制水平，最大程度提高生產(chǎn)的安全可靠性，才能使尾氯得到了最大限度的吸收，確保了燒堿生產(chǎn)系統(tǒng)安全、平穩(wěn)運(yùn)行。