【摘要】氯碱是现代工业的基础，其生产出的各类氯碱材料也是基础性的化工原料。在离子膜电解工艺中，电解后的氯气会携带淡盐水进入下游工序，湿氯气极易造成金属管线腐蚀，因此，要对湿氯气进行干燥之后才能得到进入到后续工序进行生产使用。作为氯碱生产的重要工段，本文以氯碱生产过程中的氯气干燥技术作用为切入点，详细分析了氯气生产基础工艺的流程，其中重点提到了强化型板式塔流程、多台干燥塔串接流程，希望能够为相关企业在氯气干燥技术上提供一定的借鉴。
【关键词】氯碱生产；氯气干燥技术
引言
氯碱材料作为基础性的化工原料，氯碱生产工业的发展对现代化工工业的发展有举足轻重的作用。使用氯碱材料制作出来的化工产品也被广泛使用于各个领域。随着社会经济的发展，现代化工工业也在不断发展，对于氯碱材料的需求不断增加，质量上也提出了更高的要求。氯碱生产过程中由于使用电解制取，容易使初次得到的氯气富含水蒸气，即湿氯气。由于湿氯气含有大量水蒸气的氯气，十分不稳定，容易形成盐酸和次氯酸。而次氯酸的性质不稳定，容易分解产生盐酸和初生态氧。初生态氧具有较强的氧化性，混合上盐酸，导致湿氯气具有较强的腐蚀性，暂时不适合作为工业原料，因此要对氯气进行干燥。在氯碱生产的过程中，对湿氯气进行干燥脱水的步骤是必不可少的，现代工业标准要求氯气的含水量必须控制在0.04%～0.06%以内，符合在氯碱生产过程中对氯气的技术要求。
一．氯气干燥技术的原理
氯气干燥技术就是对制取的湿氯气使用干燥脱水技术降低氯气中的含水量，干燥脱水技术最常见的材料是浓硫酸，使用浓硫酸作为干燥剂或吸收剂，可以吸收氯气中含有的水蒸汽，达到干燥的效果。这一技术的原理其实十分简单，即利用了硫酸的吸水性这一物理性质，从而让氯气中含有的水蒸汽可以溶解于硫酸之中，最后达到干燥氯气的目的。氯气干燥技术的本质是一种物理反应。
二．氯气冷却工艺的流程
在氯气生产过程中，对湿氯气进行干燥之前首先要对湿氯气先进行冷却，氯气冷却工艺的流程主要包括以下三个步骤，分别是直接、间接和循环冷却三种工艺。
1.直接冷却工艺流程：由于最初得到的氯气是通过电解制取的，并且含有大量水蒸汽，因此温度较高，需要对其进行散热降温，在湿氯气到达冷却塔时温度大致在70℃左右，在冷却塔内使用冷却水降温，将湿氯气的温度降至15-25℃左右就可以将湿氯气从冷却塔的顶部导出，这一过程就是直接冷却。这一工艺的原理就是，在湿氯气通过防腐蚀管道时，通过向湿氯气喷淋低温水来降低湿氯气的温度，从而达到冷却的目的。
2.间接冷却工艺流程：间接冷却工艺就是对湿氯气进行间接的电交换，使得湿氯气的温度降低到20℃左右。间接冷却工艺较直接冷却工艺复杂，需要分为两个部分。第一部分时要利用对湿氯气的热交换使其温度降至50℃左右，第二部分是要使用冷冻水再次对湿氯气进行热交换，使湿氯气的温度降至15℃左右。两次对湿氯气进行热交换的场所都是热交换器或冷却器，交换器或冷却器的材料一般为玻璃或钛。
3.循环冷却工艺流程：循环冷却工艺又分为直接冷却与间接冷却两种工艺。循环冷却工艺过程冷却效果好而且成本低。循环冷却工艺的一般步骤是先对湿氯气进行直接冷却，然后再进行间接冷却，这一过程循环往复，直接间接冷却交替进行，直至达到要求温度。在现代氯气生产过程中，最为常见的循环冷却工艺就是闭路循环氯水直接冷却工艺。闭路循环氯水直接冷却工艺的主要流程是，先将湿氯气导入第一冷却塔内，使用冷却水对氯气进行喷淋，将氯气的温度降至40℃左右，然后再将湿氯气导入第二个冷却塔内，通过同样的步骤将氯气的温度降至10℃左右。
在第二个冷却塔塔底的部分氯水，可以通过泵进入热交换器，然后将其冷却之后可以循环再利用，而剩余的氯水就进入第一个冷却塔的底部，同样，第一个冷却塔内的氯水，也可以通过泵进入热交换器，然后对其进行冷却后可以循环再利用。
三．氯气干燥工艺技术
将湿氯气通过冷却工艺进行冷却达到温度要求之后，就可以开始对氯气的干燥操作了。通过冷却工艺处理之后，湿氯气中水蒸气的含量大致在2%以内。对氯气的干燥脱水处理是氯气处理中最为关键的环节，也直接决定了氯气处理的质量水平。在氯气生产中，最常见的氯气干燥工艺技术一般是使用H2O-H2SO4系统来对氯气中含有的水蒸气进行吸收，从而将氯气中的水蒸气含量降低至0.01%以下，达到干燥脱水的目的。目前干燥脱水工艺流程主要分为多台干燥塔串接流程和强化型的板式塔流程两种类型。
1.强化型板式塔流程
强化型板式塔流程与传统泡沫塔板式流程不同，其效率更高，时间较短，并且与普通填料塔相比，在强化型板式塔所需要的时间极短，普通填料塔需要近一分钟的时间，而强化型板式塔只需不到十秒就能完成，其时间优势大大提高了工作效率。此外强化型的板式塔使用大液流并非外溢流，这就导致强化型板式塔的循环能力更强，属于等温吸收而不是绝热干燥，进一步提高工作效率，也减少了资源的浪费。
2.多台干燥塔串接流程
多台干燥塔串接流程顾名思义就是使用串联将多台填料干燥塔进行串接。也可以是将填料塔与板式塔进行双塔组合串接。这种串联的方式可以让湿氯气经过多台填料干燥塔，让其中的水蒸气可以多次得到吸收干燥的处理，这种方式的优点在于对硫酸材料的使用较少，节省材料，降低材料成本费用。
四．氯气填料干燥塔
（1）填料塔的特点
一般的填料塔是一种可以实现连续接触的气、液传质设备。填料塔与板式塔不同，填料塔结构较为简单，也具有很多突出的优势，例如生产能力强，生产效率高，操作弹性大等特点。不仅可以处理腐蚀性的材料，若是需要进行压强降较低的真空精馏操作，填料塔的优势就更加明显了。不过，填料塔也有其不足，就是其造价远远高于普通板式塔，就会提高生产成本。并且若是在填料塔中填入含有悬浮物的料液或者是易聚合的物系，填料塔就无法发挥作用。总之，填料塔的适用范围较板式塔小。
（2）填料选择
填料塔的工作原理是气体在塔内通过填料间的空隙流通，而液体则会形成液膜并通过填料间的空隙而下沉，从而实现气液传质。气、液传质过程主要是在湿润的填料表面上进行的。正因如此，填料塔的工作效率和传质速率都所使用的填料的特性直接相关。
判断填料性能的好坏通常可以通过通量、效率及压降这三个部分。而对于填料来说，最为重要的三项参数分别是比表面积，空隙率以及填料因子。这三项可以在企业选择填料时用做参考。一般比表面积及空隙率较大的填料性能较好，体现在其润湿性能较好。空隙率大能够说明体积填料的密度较小，单位质量轻，不仅材料成本低，还有较强的力学强度。
现代使用的填料种类繁多，可以粗略分为实体填料与网体填料两种。常见的实体填料主要包括环形填料鞍形填料以及波纹板填料。而常用的网体填料主要包括由金属丝网制成的各式填料。对于填料的选择，直接影响到填料塔的工作效果，因此，做好填料选择工作也是十分重要的。
结语
文章以氯碱生产过程中的氯气干燥技术为重点，详细介绍了直接、间接、循环冷却工艺等各个工艺流程，从塔型选择与填料选择等方面指出了如何提高氯气干燥技术的工作效率，深入探析了氯气干燥技术的原理与实质，让相关工作人员更加了解这一技术，能够更好的掌握这一技术并且运用到实际生产中，推动我国氯碱工业的发展，从而促进现代化工工业的发展。
参考文献
[1]李风格.氯气干燥工艺流程的选择与探讨.中国氯碱.2018.9(7).