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《云南化工雜志》2015年第二期

1填料式氯硅烷冷凝儲存設(shè)備的組成及相關(guān)作用

填料式氯硅烷冷凝儲存設(shè)備包括：冷凝器、儲存罐、填料式塔板及相應(yīng)的控制系統(tǒng)［1］。冷凝器的上部設(shè)置冷媒入口，下部設(shè)置冷媒出口，頂部設(shè)置不凝性氣體出口；儲存罐設(shè)在冷凝器下方且與冷凝器連通，中部設(shè)置用于通入尾氣的熱媒入口，底部設(shè)置冷凝液出口，下部設(shè)置氮?dú)饨涌冢獨(dú)饨涌谖挥诶淠撼隹谏戏剑惶盍鲜剿逶O(shè)在儲存罐內(nèi)且位于熱媒入口的上方。該設(shè)備設(shè)置有填料式塔板，新進(jìn)的含氯硅烷的尾氣經(jīng)過與塔板上的氯硅烷冷凝液淋洗而降溫，隨后已降溫的含氯硅烷尾氣經(jīng)過冷凝器冷凝而成為氯硅烷液體。同時(shí)，夾雜在氯硅烷冷凝液中少量的低沸物，在塔板上與含氯硅烷尾氣發(fā)生傳熱而變成氣態(tài)分離出去，起到一定的除雜作用。填料式塔板的外徑小于儲存罐的內(nèi)徑，通過螺釘固定在儲存罐內(nèi)［2］。冷凝器底部與儲存罐頂部通過法蘭連接，使得冷凝器與儲存罐的一體化制造更加便利，且連接美觀，另外還方便了冷凝器的檢修和塔板填料的更換與清洗。填料式氯硅烷冷凝儲存設(shè)備還包括上部封頭和氮?dú)夤埽喜糠忸^設(shè)在冷凝器的頂部，其中不凝性氣體出口在上部封頭上。氮?dú)夤芘c氮?dú)饨涌谙噙B，利用氮?dú)饧訅旱臍饬斔头绞綄Υ婀迌?nèi)的氯硅烷冷凝液輸送至對應(yīng)管道、設(shè)備和系統(tǒng)中，從而減少了動力設(shè)備的投入成本和維護(hù)成本。另外，還便于檢修置換以及壓料操作。設(shè)備簡圖見圖1。該設(shè)備還包括用于控制尾氣回收儲存的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)分別與冷凝器、儲存罐相連。

壓力控制系統(tǒng)：儲存罐上設(shè)有上壓力接口和下壓力接口，由此可以通過上下壓力差的顯示來反映填料式塔板的堵塞情況，方便對填料式塔板的及時(shí)更換或清洗。在不凝性氣體出口處的調(diào)節(jié)閥分別與壓力表和控制器連鎖，由儲存罐內(nèi)的壓力控制調(diào)節(jié)閥的開度，實(shí)現(xiàn)儲存罐的壓力控制。液位控制系統(tǒng)：液位計(jì)設(shè)在儲存罐上的上端接口和下端接口之間，通過儲存罐液位與冷凝液出口調(diào)節(jié)閥的連鎖控制儲存罐的液位。溫度控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)與儲存罐的溫度計(jì)相連，冷媒流量閥連接至冷媒入口處，冷媒流量閥分別與溫度計(jì)和控制器相連，由儲存罐內(nèi)存儲的氯硅烷冷凝液的溫度控制冷媒流量閥的開度。通過控制器，使切斷閥的開關(guān)由儲存罐內(nèi)液位的高低來決定，從而控制了冷凝液的排放。調(diào)節(jié)閥的開度大小由儲存罐內(nèi)的壓力來決定，從而控制了不凝性氣體的排放。冷媒流量閥的開度大小則由儲存罐內(nèi)的氯硅烷冷凝液的溫度來決定，由此通過多個(gè)單回路控制點(diǎn)構(gòu)成DCS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了較完全的自控操作。

自動控制及相關(guān)參數(shù)：回收裝置的操作壓力設(shè)置為018MPa。精餾界區(qū)所有尾氣通過熱媒入口4進(jìn)入回收裝置，當(dāng)裝置壓力超過018MPa時(shí)，冷媒流量閥連鎖打開，當(dāng)冷媒量已開至最大，如壓力還繼續(xù)上漲時(shí)，則調(diào)節(jié)閥打開維持操作壓力。當(dāng)冷凝液的液位到達(dá)10％時(shí)，切斷閥27打開將回收的氯硅烷排至精餾儲罐，當(dāng)排至零液位時(shí)閥門關(guān)閉。與此同時(shí)，如溫度計(jì)24顯示溫度超過26℃，會相應(yīng)的增大冷媒量，以控制操作溫度。通過溫度、壓力、液位的連鎖控制，實(shí)現(xiàn)了該裝置的自動控制。

2填料式氯硅烷冷凝儲存設(shè)備工作流程

含氯硅烷尾氣從熱媒入口4進(jìn)入儲存罐5，且低溫冷媒通過冷媒入口14進(jìn)入冷凝器。開始工作時(shí)，尾氣進(jìn)入儲存罐5后向上通過填料式塔板6進(jìn)入冷凝器8，尾氣和低溫冷媒在冷凝器8內(nèi)進(jìn)行熱交換，尾氣中的氯硅烷被冷凝后在其自身的重力作用下到達(dá)填料式塔板6處并向下噴淋。隨后由熱媒入口4進(jìn)入儲存罐5的尾氣向上經(jīng)過填料式塔板6時(shí)，與經(jīng)過填料式塔板6向下移動的冷凝后的氯硅烷液體在填料式塔板6內(nèi)發(fā)生傳熱傳質(zhì)作用，從而起到了對新進(jìn)尾氣進(jìn)行預(yù)冷的作用。同時(shí)夾雜在氯硅烷液體中的少量低沸物在熱交換后變成氣態(tài)向上移動，最后從不凝性氣體出口11排出，從而起到了除雜作用。在填料式塔板6內(nèi)熱交換后的尾氣繼續(xù)向上進(jìn)入冷凝器8內(nèi)被最終冷凝成液態(tài)，而未被冷凝的不凝性氣體也通過不凝性氣體出口11排出。

3精餾塔尾氣廢液回收利用實(shí)施情況

根據(jù)現(xiàn)場跟蹤統(tǒng)計(jì)，在該裝置投用的149天中，共回收氯硅烷59023t，節(jié)約生產(chǎn)成本62269萬元。通過精餾尾氣回收利用，極大地提高了氯硅烷物料的使用率，減小了廢氣排放量，降低了殘液淋洗生產(chǎn)用水量及所產(chǎn)生的三廢量和人工費(fèi)，社會效益良好。

作者：王金劉林余虹呈周云山單位：云南省化工研究院