第一篇：一種液氯全氣化工藝的設(shè)計(jì)分析論文

氯是一種重要的工業(yè)原料，在我國(guó)工業(yè)(特別是化工)生產(chǎn)中有著十分廣泛的應(yīng)用。氯既可用于紡織、造紙工業(yè)的漂白，又可用于自來(lái)水的凈化、消毒，還可用于制取農(nóng)藥、洗滌劑、塑料、橡膠、醫(yī)藥等各種含氯化合物。氯氣常溫下是一種呈淡黃綠色、具有刺激性氣味的劇毒氣體。它的化學(xué)活性很高，可以和多種化學(xué)物質(zhì)、有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)。氯氣在一定壓力下可以進(jìn)行液化精制，減少倉(cāng)儲(chǔ)占用。目前工廠所用的氯氣幾乎都以液體的形式儲(chǔ)存和運(yùn)輸，經(jīng)液氯氣化工序后供給下游工藝耗氯單元進(jìn)行使用。液氯氣化器是液氯氣化工序中的核心設(shè)備。因此如何確保液氯氣化在使用中的安全，是廣大液氯用戶非常關(guān)注的問(wèn)題。設(shè)計(jì)部分

1.1 現(xiàn)有工藝概述

在氯氣用量不大的情況下是可以使用液氯鋼瓶直接氣相出料的方法，但是在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中由于使用不當(dāng)存在著諸多不安全的因素，比如，鋼瓶自身的氣化氯氣量(特別是冬季)有時(shí)不能滿足生產(chǎn)需要，為加速液氯氣化速度，常采用使用蒸汽對(duì)鋼瓶直接加熱的方法，這種方法盡管滿足了生產(chǎn)的需要，但很有可能使液氯溫度急劇上升，引起液氯鋼瓶或緩沖罐內(nèi)超壓或安全塞熔化，導(dǎo)致事故發(fā)生。

1.2 現(xiàn)有工藝存在的問(wèn)題

最不安全的因素是: 氯堿生產(chǎn)中所使用的原料——工業(yè)食鹽和水，會(huì)不可避免地帶入銨類(lèi)物質(zhì)。用含有銨離子的精制鹽水進(jìn)行電解反應(yīng)時(shí)，銨離子則與電解產(chǎn)物氯氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成三氯化氮。后者隨氯氣一道進(jìn)入液氯生產(chǎn)系統(tǒng)。當(dāng)氯氣被液化時(shí)，三氯化氮也被液化混入液氯內(nèi)。液體三氯化氮在液氯中的分布較為均勻，但因二者密度稍有不同，造成下部的三氯化氮含量稍高。而氣化時(shí)情況有所不同，因二者沸點(diǎn)差別很大(三氯化氮沸點(diǎn)> 71 ℃，液氯沸點(diǎn)-34.6 ℃)，當(dāng)鋼瓶?jī)?nèi)液氯不斷氣化的同時(shí)，三氯化氮?jiǎng)t不氣化或氣化不完全，久而久之，隨著鋼瓶的循環(huán)使用，三氯化氮就會(huì)富集而達(dá)到一定濃度，當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)5% 時(shí)，且在一定條件(如振動(dòng)、陽(yáng)光、有機(jī)物作用等)下，就有可能導(dǎo)致鋼瓶發(fā)生爆炸。

使用液氯鋼瓶提取氯氣的基本原則就是只能依靠瓶?jī)?nèi)液氯在常溫下氣化產(chǎn)生的壓力把瓶?jī)?nèi)氣氯或液氯壓出。通常，當(dāng)三氯化氮含量低時(shí)，可放出氣氯;當(dāng)三氯化氮含量高時(shí)，應(yīng)放出液氯以防止三氯化氮在鋼瓶中富集;當(dāng)停止使用液氯時(shí)，應(yīng)將鋼瓶到用氯設(shè)備之間的管道用氮?dú)饣驂嚎s空氣吹凈殘留于管道中的液氯和三氯化氮。

當(dāng)氯氣用量較大的情況下就不宜再使用液氯鋼瓶直接氣相出料的方法了，這時(shí)就需要使用液氯氣化器來(lái)完成液氯的氣化、調(diào)壓并向下游工藝耗氯單元供氣的工作。液氯氣化器的工藝和設(shè)備選擇的形式有很多，這個(gè)與各國(guó)氯氣的安全標(biāo)準(zhǔn)有很大的關(guān)系，從使用的加熱介質(zhì)上看，有采用蒸汽直接加熱的，也有采用熱水加熱的;目前國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的液氯氣化仍采用熱水加熱的方式，這點(diǎn)從安全的角度上來(lái)講，也是合理的，從工藝安全風(fēng)險(xiǎn)來(lái)看，排污系統(tǒng)是必要的。

另外從氣化器的結(jié)構(gòu)形式及運(yùn)行模式上看，液氯氣化及供氯裝置大體上又可分為間歇?dú)饣┞群瓦B續(xù)氣化供氯兩種形式。國(guó)內(nèi)相當(dāng)一部分液氯用戶早期采用的是鋼瓶液相出料法，即把出鋼瓶的液氯倒入帶加熱套的氣化罐內(nèi)進(jìn)行氣化，這就是間歇?dú)饣┞妊b置。因?yàn)檎羝赡茉斐晒迌?nèi)液氯急劇氣化而難以控制，所以通常采用熱水作為氣化熱源，并且考慮到液氯的飽和蒸汽壓，同時(shí)考慮到三氯化氮的有條件爆炸極限溫度是60℃，所以通常規(guī)定熱水的溫度不得高于45℃。采用熱水作為氣化熱源易于控制溫度，看似很安全，但工藝安全問(wèn)題依然存在，因?yàn)闇囟纫呀?jīng)限定在45℃，液氯中的三氯化氮在這樣低的溫度下基本不會(huì)分解，三氯化氮會(huì)在氣化罐內(nèi)逐漸富集，這個(gè)工藝是要求液氯氣化器定期排污的，如果因?yàn)檎`操作，忘記定期排污，當(dāng)富集到一定濃度時(shí)，且在一定條件(如振動(dòng)、陽(yáng)光、有機(jī)物作用等)下，則可能導(dǎo)致氣化罐發(fā)生爆炸。所以此方法并沒(méi)有解決裝置本質(zhì)安全的問(wèn)題。

1.3 全氣化工藝設(shè)計(jì)思想

連續(xù)氣化供氯就是采用鋼瓶液相出料，再經(jīng)氣化器加熱氣化，同時(shí)采取相應(yīng)的工藝及安全措施，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)定、安全氣化液氯并連續(xù)供給用戶氯氣的目的?？赡苁荛g歇?dú)饣┞燃訜崴疁叵拗频挠绊?，?guó)內(nèi)液氯用戶一般都沿用傳統(tǒng)的做法，即不允許使用蒸汽而是采用熱水做為氣化器的加熱介質(zhì)，并控制熱水溫度小于45℃，這主要是為了防止沉積于氣化器里的三氯化氮因溫度過(guò)高而發(fā)生爆炸。氣化器是否定期排污與氯氣的質(zhì)量、氣化器加熱形式以及氣化器的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)，三氯化氮能否在氣化器中分解掉是氣化器是否需要排污的關(guān)鍵，一般氣化器從設(shè)備設(shè)計(jì)的角度來(lái)講是應(yīng)該有排污口，從理論上講，三氯化氮的比重較液氯大，是沉在液氯下方的，通過(guò)排污可以排出。但是，液氯系統(tǒng)是連續(xù)生產(chǎn)的，加上三氯化氮的不穩(wěn)定性，沒(méi)有人真正的證實(shí)過(guò)三氯化氮是很?chē)?yán)格的與液氯分層，也可能三氯化氮在液氯中還是均相分布的，這說(shuō)明即便是定時(shí)排污，危險(xiǎn)也沒(méi)有真正解除，因此，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種本質(zhì)安全的液氯氣化器是根本的解決方案。設(shè)計(jì)成果

2.1 工藝流程

基于對(duì)上述問(wèn)題的考慮，本文介紹一種采用新型內(nèi)插管式氣化器的液氯全氣化工藝的設(shè)計(jì)。該裝置由內(nèi)插管式液氯氣化器、氯氣緩沖罐和放散緩沖罐組成，并采用自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程的溫度、壓力的控制以及安全聯(lián)鎖。液氯氣化溫度不得低于71 ℃，采用熱水加熱需要控制溫度75 ～ 85℃。采用蒸汽加熱時(shí)，溫度不得大于120℃，氣化壓力由氣化器后的氯氣壓力調(diào)節(jié)閥控制，氣化溫度由蒸汽調(diào)節(jié)閥控制。原則上氯氣緩沖罐容積不得小于用氯的第一級(jí)設(shè)備容積，緩沖罐底設(shè)有排污口，應(yīng)定期排污，排污口接至堿液吸收池;緩沖罐應(yīng)布置在用氯的第一級(jí)設(shè)備臨近處或高于用氯設(shè)備;布置在氣化站的緩沖罐如果低于用氯設(shè)備，應(yīng)防止管道積液產(chǎn)生虹吸倒灌。進(jìn)反應(yīng)釜的氯氣管道(液下氯分布器)，應(yīng)設(shè)置氯氣止回閥或增加高度(提高倒流時(shí)液柱高度)，本設(shè)計(jì)中采用氯氣壓力調(diào)節(jié)閥前后壓差與調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖控制，防止物料倒灌。即如果調(diào)節(jié)閥前后壓差低于設(shè)定值，則調(diào)節(jié)閥完全關(guān)閉。

2.2 氣化器

本裝置氣化器采用蒸汽作為加熱源直接對(duì)液氯進(jìn)行換熱加熱，液氯的供給是依靠鋼瓶?jī)?nèi)液氯在環(huán)境溫度下氣化產(chǎn)生的壓力把瓶?jī)?nèi)液氯壓出從而輸送到氣化器，氣化供氯裝置的能力不僅取決于氣化器本身，同時(shí)還受到氯氣設(shè)定壓力以及環(huán)境溫度的影響，如果環(huán)境溫度過(guò)低，從鋼瓶壓出進(jìn)入氣化器的液氯流量小于氣化器的設(shè)計(jì)能力時(shí)，可以增加液氯鋼瓶的數(shù)量或適當(dāng)提高液氯鋼瓶區(qū)域的小環(huán)境溫度來(lái)解決，不能采取用蒸汽對(duì)鋼瓶直接加熱的方法來(lái)達(dá)到提高鋼瓶出液量的目的。鋼瓶超壓的風(fēng)險(xiǎn)排除了，同時(shí)控制氣化器加熱蒸汽的壓力以保證氣化器的溫度，使得液氯一進(jìn)入氣化器即幾乎全部蒸發(fā)氣化，且流程中不易形成死角，從而可避免三氯化氮在氣化器中富集積聚，這時(shí)如果限制氣化器加熱介質(zhì)的溫度非但對(duì)保護(hù)鋼瓶沒(méi)有益處，反而由于低溫度氣化同樣會(huì)導(dǎo)致三氯化氮在氣化器中的富集。所以在氣化器材質(zhì)允許的條件下，盡可能的提高氣化器加熱介質(zhì)的溫度，有利于快速地將三氯化氮分解掉，在本質(zhì)上消除工藝安全隱患。

2.2.1 氣化器型式

液氯氣化器采用內(nèi)插管式換熱器形式，即由內(nèi)插管和外套管組成，內(nèi)插管像刺刀，外套管像刀鞘，花板置于設(shè)備底部，蒸汽由設(shè)備底部?jī)?nèi)插管通入，在內(nèi)外兩層管之間和套管外的液氯進(jìn)行換熱，液氯在外套管外部氣化，這樣可以始終保證底部的溫度最高，沒(méi)有溫度死角，有利于三氯化氮的分解，并且因?yàn)檎羝麖膬?nèi)套管進(jìn)入，蒸汽冷凝水在內(nèi)外套管之間，有效地防止冷凝水凍結(jié)在設(shè)備內(nèi)。

整個(gè)系統(tǒng)液氯貯存量和殘存三氯化氮量相當(dāng)少，即事故發(fā)生的機(jī)率本來(lái)就相當(dāng)?shù)?。為了確保安全，在氣化器殼程側(cè)和緩沖罐都設(shè)有排污口，一旦因?yàn)樨?fù)荷的變化液氯在氣化器內(nèi)形成液位而導(dǎo)致氣化溫度過(guò)低，用于定期對(duì)殼程內(nèi)液氯中三氯化氮的含量進(jìn)行檢測(cè)，防止含量超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，也便于定期排放殘液，以防止三氯化氮積存發(fā)生爆炸危險(xiǎn)。同時(shí)考慮到氯氣輸送距離較長(zhǎng)，為了避免氣化后的氯氣在輸送過(guò)程中出現(xiàn)再次液化的情況，氣化器設(shè)計(jì)有過(guò)熱段，整個(gè)供氯系統(tǒng)采用自動(dòng)的工藝及安全保障措施，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定、安全地運(yùn)行。

2.2.2 氣化器材質(zhì)選擇

材料選擇是非常重要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，既要滿足設(shè)備的強(qiáng)度要求，又要考慮加工制造工藝的要求，還要考慮設(shè)備使用的安全性要求，總之材料的選擇要綜合考慮成本及其所需的強(qiáng)度。殼程介質(zhì)為液氯，毒性為高度危害，操作溫度為-20 ℃，屬于低溫壓力容器。普通的碳素鋼不能滿足使用要求，需要選擇低碳鋼或低合金鋼，本設(shè)計(jì)氣化器殼體材質(zhì)選用16MnDR，可以滿足要求。液氯中會(huì)有一定含量的三氯化氮，隨著蒸發(fā)過(guò)程的進(jìn)行，積累在其中的三氯化氮含量則越來(lái)越高。當(dāng)三氯化氮在液氯中濃度超過(guò)5% 時(shí)即有爆炸的危險(xiǎn)。而蒙乃爾合金是一種以銅、鎳為主的合金，這種合金可以作為三氯化氮熱分解的催化劑。在沒(méi)有催化劑存在的情況下，三氯化氮在50℃時(shí)開(kāi)始分解，但是分解速率較低，分解不完全，當(dāng)溫度達(dá)到71℃時(shí)，大部分三氯化氮將被氣化進(jìn)入到氯氣中，因?yàn)榇藭r(shí)三氯化氮在氯氣中的濃度將遠(yuǎn)低于爆炸下限，因此也不會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。當(dāng)溫度進(jìn)一步提高達(dá)到100℃時(shí)只需1min 就可全部分解。在有蒙乃爾合金作為催化劑存在的情況下，可以降低三氯化氮的分解溫度，并且相同的溫度下去除率會(huì)大幅提高，使用過(guò)的蒙乃爾合金可以反復(fù)使用不影響其性能。因此，為了提高設(shè)備使用的安全性，在換熱管之間放置MONEL400 材料作為熱分解催化劑。因內(nèi)插管及外套管內(nèi)側(cè)介質(zhì)為水蒸氣，故內(nèi)插管材質(zhì)選用20#鋼，外套管外側(cè)與液氯有接觸，故外套管材質(zhì)選用16MnR。

2.3 工藝控制及安全聯(lián)鎖

蒸汽管線控制閥: 考慮到氣化器設(shè)備材質(zhì)的允許使用的最高溫度為120 ℃，所以蒸汽需要減壓控制在小于1.8 MPa(a)，并且控制始終小于氯氣的壓力。當(dāng)進(jìn)入氣化器前的蒸汽超過(guò)壓力上限0.185MPa(a)、氣化器內(nèi)溫度超上限70 ℃、氣化的氯氣壓力超過(guò)上限1.2 MPa(a)，三者其中任一條件達(dá)到則蒸汽閥關(guān)閉。

氯氣管線控制閥: 當(dāng)氣化的氯氣溫度不足下限設(shè)定值時(shí)、控制閥前后壓差不足設(shè)定低限0.08 MPa時(shí)，兩者其中之任一條件達(dá)到則氯氣控制閥關(guān)閉。液氯管線切斷閥: 為了控制氣化器殼程的液氯液位，在殼程側(cè)設(shè)置了液位計(jì)口(h1，h2)。通過(guò)液位計(jì)的控制和聯(lián)鎖，可防止液位過(guò)高而導(dǎo)致液氯氣化不完全，當(dāng)氣化器液位達(dá)到高限設(shè)定值或者當(dāng)進(jìn)入氣化器前的蒸汽不足壓力下限0.15 MPa(a)，兩者其中之任一條件達(dá)到則液氯切斷閥關(guān)閉。緊急停車(chē)開(kāi)關(guān): 蒸汽控制閥門(mén)關(guān)閉、液氯供應(yīng)閥門(mén)關(guān)閉、氯氣控制閥門(mén)關(guān)閉、安全泄閥門(mén)打開(kāi)。結(jié)論

液氯全氣化工藝的優(yōu)點(diǎn)是很顯著的，不僅提高了液氯氣化工藝的本質(zhì)安全性，同時(shí)由于自動(dòng)化水平的提高也大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，該液氯氣化裝置從2012 年6 月投產(chǎn)運(yùn)行至今，設(shè)備運(yùn)行一切正常，在氯氣壓力調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)故障的情況下，采用手動(dòng)控制也完全能夠滿足液氯氣化工序的運(yùn)行要求，并且在設(shè)備運(yùn)行滿一年的時(shí)候?qū)饣髯隽艘淮稳鏅z查，設(shè)備狀態(tài)良好，幾次安全聯(lián)鎖的啟動(dòng)也驗(yàn)證了事故狀態(tài)下的安全性。該氣化工藝自動(dòng)化水平高，能耗也相對(duì)降低，設(shè)備使用壽命延長(zhǎng)，安全可靠，可以在液氯氣化工序中進(jìn)行廣泛推廣。

第二篇：化妝品工藝論文設(shè)計(jì)

化妝品工藝論文設(shè)計(jì)

科

目

化妝品工藝學(xué)

院

系

化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院 專(zhuān)

業(yè)

化學(xué)工程與工藝081班

姓

名

楊

玲

學(xué)

號(hào)

081301126 指導(dǎo)老師

王 婷 婷

摘

要

化妝品作為一種時(shí)尚產(chǎn)品，其發(fā)展方向是日趨傾向于天然性、療效性和多功能性。以科技為先導(dǎo)，采用新工藝、新設(shè)備迅速推出新產(chǎn)品，是近年來(lái)國(guó)際化妝品工業(yè)發(fā)展的一大趨勢(shì)。化妝品的工藝、設(shè)備及包裝容器近些年有了長(zhǎng)足發(fā)展，其中低能乳化法是目前國(guó)際上流行的一種生產(chǎn)工藝。低能乳化法是以機(jī)械強(qiáng)乳化裝置達(dá)到乳化的效果。以機(jī)械乳化代替化學(xué)乳化，可減少表面活性劑對(duì)人體皮膚的刺激。水-油-水多相乳化法是一種較佳的生產(chǎn)工藝。以該法制得的膏體由無(wú)數(shù)超薄微膠囊構(gòu)成，這種微膠囊的壁厚僅為0.01微米，使用時(shí)遇壓后瞬間破裂，內(nèi)含的香精和天然添加劑即時(shí)流出，滋潤(rùn)皮膚。這種膏體對(duì)皮膚有較強(qiáng)的滲透力，因而可被皮膚迅速吸收，并能在皮膚表面形成一層液晶保護(hù)膜，對(duì)人體安全無(wú)刺激。

關(guān)鍵詞：化妝品、天然性、多功能性、低能乳化法、滲透力

川楝子,佛手柑,白術(shù)各五十克 ,八月柞,木蝴蝶,龜板,白芍,沉香,高麗參各三十克,澤瀉,黃芩,烏術(shù)粉各二十克,茯苓,柴胡,金精粉各十克,白砂糖七百克,蜂蜜五百克,豬苦膽汁3個(gè).配法:上藥為細(xì)面,先把膽汁,蜂蜜,白砂糖放在鍋里先熬,把水熬凈,再放入藥面拌勻,倒瓷盆里,再放鍋里蒸30分鐘,拿出冷涼做丸（丸重九克）,一日三次,一次一丸,用麥飯石泡開(kāi)水飯后送服

乳化護(hù)膚品生產(chǎn)工藝

一、引言

皮膚與化妝品：化妝品大多涂在人的皮膚表面，與人的皮膚長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)接觸，配方合理、與皮膚親和性好、使用安全的化妝品能起到清潔、保護(hù)、美化肌膚的作用；相反使用不當(dāng)或者使用質(zhì)量低劣的化妝品，會(huì)引起皮膚炎癥或其他皮膚疾病。因此，為了更好的研究化妝品功效，開(kāi)發(fā)與皮膚親和性好、安全、有效的化妝品，同時(shí)作為消費(fèi)者的我們能正確的選擇適合自己肌膚特性的化妝品很重要，這就需要我們?nèi)W(xué)習(xí)了解化妝品工藝和配方。在此，我主要介紹有關(guān)乳化護(hù)膚品的生產(chǎn)工藝。

二、論文內(nèi)容

(一)生產(chǎn)程序

(1)油相的制備 將油、脂、蠟、乳化劑和其他油溶性成分加入夾套溶解鍋內(nèi)，開(kāi)啟蒸汽加熱，在不斷攪拌條件下加熱至70－75℃，使其充分熔化或溶解均勻待用。要避免過(guò)度加熱和長(zhǎng)時(shí)間加熱以防止原料成分氧化變質(zhì)。容易氧化的油分、防腐劑和乳化劑等可在乳化之前加入油相，溶解均勻，即可進(jìn)行乳化。

(2)水相的制備 先將去離子水加人夾套溶解鍋中，水溶性成分如甘油、丙二醇、山梨醇等保濕劑，堿類(lèi)，水溶性乳化劑等加人其中，攪拌下加熱至90－100℃，維持20min滅菌，然后冷卻至70～80℃待用。如配方中含有水溶性聚合物，應(yīng)單獨(dú)配制，將其溶解在水中，在室溫下充分?jǐn)嚢枋蛊渚鶆蛉苊洠乐菇Y(jié)團(tuán)，如有必要可進(jìn)行均質(zhì)，在乳化前加入水相。要避免長(zhǎng)時(shí)間加熱，以免引起粘度變化。為補(bǔ)充加熱和乳化時(shí)揮發(fā)掉的水分，可按配方多加3％～5％的水，精確數(shù)量可在第一批制成后分析成品水分而求得。

(3)乳化和冷卻

上述油相和水相原料通過(guò)過(guò)濾器按照一定的順序加入乳化鍋內(nèi)，在一定的溫度(如70－80℃)條件下，進(jìn)行一定時(shí)間的攪拌和乳化。乳化過(guò)程中，油相和水相的添加方法(油相加入水相或水相加入油相)、添加的速度、攪拌條件、乳化溫度和時(shí)間、乳化器的結(jié)構(gòu)和種類(lèi)等對(duì)乳化體粒子的形狀及其分布狀態(tài)都有很大影響。均質(zhì)的速度和時(shí)間因不同的乳化體系而異。含有水溶性聚合物的體系、均質(zhì)的速度和時(shí)間應(yīng)加以嚴(yán)格控制，以免過(guò)度剪切，破壞，聚合物的結(jié)構(gòu)，造成不可逆的變化，改變體系的流變性質(zhì)。如配方中含有維生素或熱敏的添加劑，則在乳化后較低溫下加入，以確保其活性，但應(yīng)注意其溶解性能。

乳化后，乳化體系要冷卻到接近室溫。卸料溫度取決于乳化體系的軟化溫度，一般應(yīng)使其借助自身的重力，能從乳化鍋內(nèi)流出為宜。當(dāng)然也可用泵抽出或用加壓空氣壓出。冷卻方式一般是將冷卻水通人乳化鍋的夾套內(nèi)，邊攪拌，邊冷卻。冷卻速度，冷卻時(shí)的剪切應(yīng)力，終點(diǎn)溫度等對(duì)乳化劑體系的粒子大小和分布都有影響，必須根據(jù)不同乳化體系，選擇最優(yōu)條件。特別是從實(shí)驗(yàn)室小試轉(zhuǎn)人大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)尤為重要。

(二)乳化劑的加入方法

(1)乳化劑溶于水中的方法

這種方法是將乳化劑直接溶解于水中，然后在激烈攪拌作用下慢慢地把 油加入水中，制成油/水型乳化體。(2)乳化劑溶于油中的方法

將乳化劑溶于油相(用非離子表面活性劑作乳化劑時(shí)，一般用這種方法)，有2種方法可得到乳化體。

①將乳化劑和油脂的混合物直接加入水中形成為油/水型乳化體。

②將乳化劑溶于油中，將水相加入油脂混合物中，開(kāi)始時(shí)形成為水/油型乳化體，當(dāng)加入多量的水后，粘度突然下降，轉(zhuǎn)相變型為油/水型乳化體。(3)乳化劑分別溶解的方法

這種方法是將水溶性乳化劑溶于水中，油溶性乳化劑溶于油中，再把水相加人油相中，開(kāi)始形成水/油型乳化體，當(dāng)加人多量的水后，粘度突然下降，轉(zhuǎn)相變型為油/水型乳化體。如果做成W/O型乳化體，先將油相加入水相生成O/W型乳化體，再經(jīng)轉(zhuǎn)相生成W/O型乳化體。(4)初生皂法

用皂類(lèi)穩(wěn)定的O/W型或W/O型乳化體都可以用這個(gè)方法來(lái)制備。將脂肪酸類(lèi)溶于油中，堿類(lèi)溶于水中，加熱后混合并攪拌，2相接觸在界面上發(fā)生中和反應(yīng)生成肥皂，起乳化作用。這種方法能得到穩(wěn)定的乳化體。例如硬脂酸鉀皂制成的雪花膏，硬脂酸胺皂制成的膏霜、奶液等。(5)交替加液的方法

在空的容器里先放人乳化劑，然后邊攪拌邊少量交替加入油相和水相。這種方法對(duì)于乳化植物油脂是比較適宜的，在食品工業(yè)中應(yīng)用較多，在化妝品生產(chǎn)中此法很少應(yīng)用。

(三)轉(zhuǎn)相的方法

(1)增加外相的轉(zhuǎn)相法 當(dāng)需制備一個(gè)O/W型的乳化體時(shí)，可以將水相慢慢加入油相中，開(kāi)始時(shí)由于水相量少，體系容易形成W/O型乳液。隨著水相的不斷加入，使得油相無(wú)法將這許多水相包住，只能發(fā)生轉(zhuǎn)相，形成O/W型乳化體。(2)降低溫度的轉(zhuǎn)相法

對(duì)于用非離子表面活性劑穩(wěn)定的O/W型乳液，在某一溫度點(diǎn)，內(nèi)相和外相將互相轉(zhuǎn)化，變型成為W/O乳液，這一溫度叫做轉(zhuǎn)相溫度。由于非離子表面活性劑有濁點(diǎn)的特性，在高于濁點(diǎn)溫度時(shí)，使非離子表面活性劑與水分子之間的氫鍵斷裂，導(dǎo)致表面活性劑的HLB值下降，即親水力變?nèi)?，從而形成W/O型乳液；當(dāng)溫度低于濁點(diǎn)時(shí)，親水力又恢復(fù)，從而形成O/W型乳液。利用這一點(diǎn)可完成轉(zhuǎn)相。一般選擇濁點(diǎn)在50-60℃左右的非離子表面活性劑作為乳化劑，將其加入油相中，然后和水相在80℃左右混合，這時(shí)形成W/O型乳液。隨著攪拌的進(jìn)行乳化體系降溫，當(dāng)溫度降至濁點(diǎn)以下不進(jìn)行強(qiáng)烈的攪拌，乳化粒子也很容易變小。(3)初生皂法

用皂類(lèi)穩(wěn)定的O/W型或W/O型乳化體都可以用這個(gè)方法來(lái)制備。將脂肪酸類(lèi)溶于油中，堿類(lèi)溶于水中，加熱后混合并攪拌，2相接觸在界面上發(fā)生中和反應(yīng)生成肥皂，起乳化作用。這種方法能得到穩(wěn)定的乳化體。例如硬脂酸鉀皂制成的雪花膏，硬脂酸胺皂制成的膏霜、奶液等。(4)交替加液的方法

在空的容器里先放人乳化劑，然后邊攪拌邊少量交替加入油相和水相。這種方法對(duì)于乳化植物油脂是比較適宜的，在食品工業(yè)中應(yīng)用較多，在化妝晶生產(chǎn)中此法很少應(yīng)用。(三)轉(zhuǎn)相的方法

(1)增加外相的轉(zhuǎn)相法

當(dāng)需制備一個(gè)O/W型的乳化體時(shí)，可以將水相慢慢加入油相中，開(kāi)始時(shí)由于水相量少，體系容易形成W/O型乳液。隨著水相的不斷加入，使得油相無(wú)法將這許多水相包住，只能發(fā)生轉(zhuǎn)相，形成O/W型乳化體。

(2)降低溫度的轉(zhuǎn)相法

對(duì)于用非離子表面活性劑穩(wěn)定的O/W型乳液，在某一溫度點(diǎn)，內(nèi)相和外相將互相轉(zhuǎn)化，變型成為W/O乳液，這一溫度叫做轉(zhuǎn)相溫度。由于非離子表面活性劑有濁點(diǎn)的特性，在高于濁點(diǎn)溫度時(shí)，使非離子表面活性劑與水分子之間的氫鍵斷裂，導(dǎo)致表面活性劑的HLB值下降，即親水力變?nèi)?，從而形成W/O型乳液；當(dāng)溫度低于濁點(diǎn)時(shí)，親水力又恢復(fù)，從而形成為O/W型乳液。利用這一點(diǎn)可完成轉(zhuǎn)相。

(3)加入陰離子表面活性劑的轉(zhuǎn)相法

在非離子表面活性劑的體系中，如加入少量的陰離子表面活性劑，將極大提 高乳化體系的濁點(diǎn)。利用這一點(diǎn)可以將濁點(diǎn)在50－60℃的非離子表面活性劑加入油相中，然后和水相在8013左右混合，這時(shí)易形成W/O型的乳液，如此時(shí)加入少量的陰離子表面活性劑，并加強(qiáng)攪拌，體系將發(fā)生轉(zhuǎn)相變成O/W型乳液。

(四)低能乳化法

在通常制造化妝品乳化體的過(guò)程中，先要將油相、水相分別加熱至75～95℃，然后混合攪拌、冷卻，而且冷卻水帶走的熱量是不加利用的，因此在制造乳化體的過(guò)程中，能量的消耗是較大的。如果采用低能乳化，大約可節(jié)約50％的熱能。低能乳化法在間歇操作中一般分為2步進(jìn)行：

第1步先將部分的水相(B相)和油相分別加熱到所需溫度，將水相加入油相中，進(jìn)行均質(zhì)乳化攪拌，開(kāi)始乳化體是W/O型，隨著B(niǎo)相水的繼續(xù)加入，變型成為O/W型乳化體，稱(chēng)為濃縮乳化體。

第2步再加入剩余的一部分未經(jīng)加熱而經(jīng)過(guò)紫外線滅菌的去離子水(A相)進(jìn)行稀釋?zhuān)驗(yàn)闈饪s乳化體的外相是水，所以乳化體的稀釋能夠順利完成，此過(guò)程中，乳化體的溫度下降很快，當(dāng)A相加完之后，乳化體的溫度能下降到50～60C。

(五)攪拌條件

乳化時(shí)攪拌愈強(qiáng)烈，乳化劑用量可以愈低。但乳化體顆粒大小與攪拌強(qiáng)度和乳化劑用量均有關(guān)系。過(guò)分的強(qiáng)烈攪拌對(duì)降低顆粒大小并不一定有效，而且易將空氣混人。在采用中等攪拌強(qiáng)度時(shí)，運(yùn)用轉(zhuǎn)相辦法可以得到細(xì)的顆粒，采用槳式或旋槳式攪拌時(shí)，應(yīng)注意不使空氣攪人乳化體中。一般情況是，在開(kāi)始乳化時(shí)采用較高速攪拌對(duì)乳化有利，在乳化結(jié)束而進(jìn)入冷卻階段后，則以中等速度或慢速攪拌有利，這樣可減少混入氣泡。如果是膏狀產(chǎn)品，則攪拌到固化溫度止。如果是液狀產(chǎn)品，則一直攪拌至室溫。

(六)混合速度

分散相加人的速度和機(jī)械攪拌的快慢對(duì)乳化效果十分重要，可以形成內(nèi)相完全分散的良好乳化體系，也可形成乳化不好的混合乳化體系，后者主要是內(nèi)相加得太快和攪拌效力差所造成。乳化操作的條件影響乳化體的稠度、粘度和乳化穩(wěn)定性。研究表明，在制備O/W型乳化體時(shí)，最好的方法是在激烈的持續(xù)攪拌下將水相加入油相中，且高溫混合較低溫混合好。

在制備W/O型乳化體時(shí)，建議在不斷攪拌下，將水相慢慢地加到油相中去，可制得內(nèi)相粒子均勻、穩(wěn)定性和光澤性好的乳化體。對(duì)內(nèi)相濃·度較高的乳化體系，內(nèi)相加入的流速應(yīng)該比內(nèi)相濃度較低的乳化體系為慢。采用高效的乳化設(shè)備較攪拌差的設(shè)備在乳化時(shí)流速可以快一些。(七)溫度控制

制備乳化體時(shí)，除了控制攪拌條件外，還要控制溫度，包括乳化時(shí)與乳化后的溫度。

由于溫度對(duì)乳化劑溶解性和固態(tài)油、脂、蠟的熔化等的影響，乳化時(shí)溫度控制對(duì)乳化效果的影響很大。如果溫度太低，乳化劑溶解度低，且固態(tài)油、脂、蠟未熔化，乳化效果差；溫度太高，加熱時(shí)間長(zhǎng)，冷卻時(shí)間也長(zhǎng)，浪費(fèi)能源，加長(zhǎng)生產(chǎn)周期。一般常使油相溫度控制高于其熔點(diǎn)10-15℃，而水相溫度則稍高于油相溫度。通常膏霜類(lèi)在75～95℃條件下進(jìn)行乳化。

以上是乳化護(hù)膚品的大致生產(chǎn)過(guò)程。

完美肌膚是每位女士的追求，如何做到真正的皮膚光滑，水分充 足。選用合適自己乳化護(hù)膚品可以讓你更加美麗，看起來(lái)更年輕，與此同時(shí)自信也會(huì)倍增。

三、謝辭

在八周的化妝品工藝的學(xué)習(xí)中，我不再會(huì)自我感覺(jué)皮膚完美而忽視對(duì)自己肌膚的保養(yǎng)，現(xiàn)在我能自動(dòng)少吃或者不吃會(huì)傷害皮膚的食物。好的皮膚會(huì)向大家展示你光鮮的一面，在增強(qiáng)自信的同時(shí)讓你一天都過(guò)得舒爽。感謝王老師細(xì)心的講解，同時(shí)那些視頻也教會(huì)了我如何讓自己變得好看，如何去自制化妝品，如何去打扮自己。在此，我再次感謝您讓我學(xué)到了這么多美化肌膚的方法！

四、參考文獻(xiàn)

張素霞

《蘆薈凝膠原汁制備工藝的研究》

Ara Der Marderosian,金懷榮 《生物學(xué)研究與化妝品配方概論》 章蘇寧 《化妝品工藝學(xué)》

裘炳毅 《化妝品化學(xué)與工藝技術(shù)大全》 吳可克 《功能性化妝品》 金其璋 《香料香精化妝品》

第三篇：案例分析40、電化廠液氯工段發(fā)生液氯鋼爆炸分析回答問(wèn)題（范文）

案例分析40、電化廠液氯工段發(fā)生液氯鋼爆炸分析回答問(wèn)題

×年夏末秋初，某電化廠液氯工段發(fā)生液氯鋼爆炸。使該工段450平方米廠房全部摧毀,相鄰的冷凍廠廠房部分倒塌,兩個(gè)廠房?jī)?nèi)設(shè)備、管線全部損毀。并造成附近辦公樓及廠區(qū)周?chē)?80間民房不同程度損壞。液氯工段當(dāng)班的10名工人當(dāng)場(chǎng)死亡。更為嚴(yán)重的是爆炸后氯氣擴(kuò)散8平方公里,由于電化廠設(shè)在市區(qū),與周?chē)用駞^(qū)距離較近，事故共導(dǎo)致千人氯氣中毒,數(shù)十人死亡。直接經(jīng)濟(jì)損失63萬(wàn)元。液氯鋼瓶用戶的工人和充裝單位的操作人員不清楚氯鋼瓶充裝安全操作規(guī)程。待裝的鋼瓶?jī)?nèi)剩有少量氯化石蠟。最初爆炸的一只液氯鋼瓶是由用戶送到電化廠來(lái)充裝液氯的。該用戶在生產(chǎn)設(shè)備與液氯鋼瓶連接管路上沒(méi)有安裝逆止閥、緩沖罐或其它防倒裝置。送來(lái)此鋼瓶時(shí)未向充裝單位作任何說(shuō)明。負(fù)責(zé)充裝鋼瓶的電化廠液氯工段工人收到待充裝鋼瓶后立即充裝液氯。充裝時(shí)鋼瓶發(fā)生爆炸，并導(dǎo)致周?chē)嗬^鋼瓶爆炸，造成嚴(yán)重后果，影響惡劣。

一、單選題

1、液氯鋼瓶用戶的違章行為是（）。

B．沒(méi)有提供生產(chǎn)設(shè)備與液氯鋼瓶連接管路安全性能

C．在生產(chǎn)設(shè)備與液氯鋼瓶連接管路上沒(méi)有安裝防倒罐裝置

D．液氯鋼瓶沒(méi)有安裝泄爆裝置

2．充裝方工人在充裝液氯前應(yīng)（），就進(jìn)行充裝作業(yè)。

A．按規(guī)定檢查和清理鋼瓶

B．應(yīng)向液氯鋼瓶用戶詢(xún)問(wèn)鋼瓶使用狀況

C．應(yīng)請(qǐng)示有關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人后充裝

D．應(yīng)將其他液氯鋼瓶移到它處

二、多項(xiàng)選擇題

3．鋼瓶?jī)?nèi)的氯化石蠟和液氯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，（）致使鋼瓶發(fā)生爆炸。

A．溫度升高

B．壓力升高

C．溫度降低

D．壓力降低

4．對(duì)于液氯鋼瓶用戶的工人和充裝單位的操作人員，下列（）是正確的。

A．液氯鋼瓶用戶的工人是特種作業(yè)人員

B．充裝單位的操作人員是特種作業(yè)人員

C．雙方工人均須進(jìn)行培訓(xùn)作業(yè)培訓(xùn)，但不需進(jìn)行考核

D．雙方工人均須經(jīng)作業(yè)培訓(xùn)和考核

三、簡(jiǎn)答題

5．試根據(jù)上述材料，分析該起事故的直接原因。

6．試根據(jù)上述材料，分析該起事故的間接原因。

參考答案：

1．C 2．A 3．AB 4．BD

5．(1)用戶方違章在液氯鋼瓶?jī)?nèi)混入氯化石蠟，且未向充裝方說(shuō)明此情況，形成事故隱患；

(2)充裝方工人違章操作，在充裝前未按規(guī)定檢查和清理，就進(jìn)行充裝作業(yè)。

6．(1)用戶方的生產(chǎn)設(shè)施存在缺陷(缺少必要的防倒灌設(shè)施)；

(2)壓力容器灌裝工屬于特種作業(yè)人員，應(yīng)經(jīng)培訓(xùn)和考核，持證上崗。用戶方和充裝方的工人都屬違章操作，也未經(jīng)特種作業(yè)人員培訓(xùn)和考核。說(shuō)明雙方單位安全管理和教育培訓(xùn)不足；

(3)無(wú)論何種原因，化工廠建在居民區(qū)都是不符合有關(guān)安全規(guī)定要求的。

第四篇：LNG點(diǎn)供(氣化站)工藝設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理及設(shè)備解說(shuō)

LNG(液化天然氣)已成為目前無(wú)法使用管輸天然氣供氣城市的主要?dú)庠椿蜻^(guò)渡氣源，也是許多使用管輸天然氣供氣城市的補(bǔ)充氣源或調(diào)峰氣源。LNG氣化站憑借其建設(shè)周期短以及能迅速滿足用氣市場(chǎng)需求的優(yōu)勢(shì)，已逐漸在我國(guó)東南沿海眾多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、能源緊缺的中小城市建成，成為永久供氣設(shè)施或管輸天然氣到達(dá)前的過(guò)渡供氣設(shè)施。國(guó)內(nèi)LNG供氣技術(shù)正處于發(fā)展和完善階段，本文擬以近年?yáng)|南沿海建設(shè)的部分LNG氣化站為例，對(duì)其工藝流程、設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理進(jìn)行探討。LNG氣化站工藝流程 1．1 LNG卸車(chē)工藝

LNG通過(guò)公路槽車(chē)或罐式集裝箱車(chē)從LNG液化工廠運(yùn)抵用氣城市LNG氣化站，利用槽車(chē)上的空溫式升壓氣化器對(duì)槽車(chē)儲(chǔ)罐進(jìn)行升壓(或通過(guò)站內(nèi)設(shè)置的卸車(chē)增壓氣化器對(duì)罐式集裝箱車(chē)進(jìn)行升壓)，使槽車(chē)與LNG儲(chǔ)罐之間形成一定的壓差，利用此壓差將槽車(chē)中的LNG卸入氣化站儲(chǔ)罐內(nèi)。卸車(chē)結(jié)束時(shí)，通過(guò)卸車(chē)臺(tái)氣相管道回收槽車(chē)中的氣相天然氣。

卸車(chē)時(shí)，為防止LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升高而影響卸車(chē)速度，當(dāng)槽車(chē)中的LNG溫度低于儲(chǔ)罐中LNG的溫度時(shí)，采用上進(jìn)液方式。槽車(chē)中的低溫LNG通過(guò)儲(chǔ)罐上進(jìn)液管?chē)娮煲試娏軤顟B(tài)進(jìn)入儲(chǔ)罐，將部分氣體冷卻為液體而降低罐內(nèi)壓力，使卸車(chē)得以順利進(jìn)行。若槽車(chē)中的LNG溫度高于儲(chǔ)罐中LNG的溫度時(shí)，采用下進(jìn)液方式，高溫LNG由下進(jìn)液口進(jìn)入儲(chǔ)罐，與罐內(nèi)低溫LNG混合而降溫，避免高溫LNG由上進(jìn)液口進(jìn)入罐內(nèi)蒸發(fā)而升高罐內(nèi)壓力導(dǎo)致卸車(chē)?yán)щy。實(shí)際操作中，由于目前LNG氣源地距用氣城市較遠(yuǎn)，長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)竭_(dá)用氣城市時(shí)，槽車(chē)內(nèi)的LNG溫度通常高于氣化站儲(chǔ)罐中LNG的溫度，只能采用下進(jìn)液方式。所以除首次充裝LNG時(shí)采用上進(jìn)液方式外，正常卸槽車(chē)時(shí)基本都采用下進(jìn)液方式。

為防止卸車(chē)時(shí)急冷產(chǎn)生較大的溫差應(yīng)力損壞管道或影響卸車(chē)速度，每次卸車(chē)前都應(yīng)當(dāng)用儲(chǔ)罐中的LNG對(duì)卸車(chē)管道進(jìn)行預(yù)冷。同時(shí)應(yīng)防止快速開(kāi)啟或關(guān)閉閥門(mén)使LNG的流速突然改變而產(chǎn)生液擊損壞管道。1．2 LNG氣化站流程與儲(chǔ)罐自動(dòng)增壓

①LNG氣化站流程

LNG氣化站的工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 城市LNG氣化站工藝流程 ②儲(chǔ)罐自動(dòng)增壓與LNG氣化

靠壓力推動(dòng)，LNG從儲(chǔ)罐流向空溫式氣化器，氣化為氣態(tài)天然氣后供應(yīng)用戶。隨著儲(chǔ)罐內(nèi)LNG的流出，罐內(nèi)壓力不斷降低，LNG出罐速度逐漸變慢直至停止。因此，正常供氣操作中必須不斷向儲(chǔ)罐補(bǔ)充氣體，將罐內(nèi)壓力維持在一定范圍內(nèi)，才能使LNG氣化過(guò)程持續(xù)下去。儲(chǔ)罐的增壓是利用自動(dòng)增壓調(diào)節(jié)閥和自增壓空溫式氣化器實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力低于自動(dòng)增壓閥的設(shè)定開(kāi)啟值時(shí)，自動(dòng)增壓閥打開(kāi)，儲(chǔ)罐內(nèi)LNG靠液位差流入自增壓空溫式氣化器(自增壓空溫式氣化器的安裝高度應(yīng)低于儲(chǔ)罐的最低液位)，在自增壓空溫式氣化器中LNG經(jīng)過(guò)與空氣換熱氣化成氣態(tài)天然氣，然后氣態(tài)天然氣流入儲(chǔ)罐內(nèi)，將儲(chǔ)罐內(nèi)壓力升至所需的工作壓力。利用該壓力將儲(chǔ)罐內(nèi)LNG送至空溫式氣化器氣化，然后對(duì)氣化后的天然氣進(jìn)行調(diào)壓(通常調(diào)至0．4MPa)、計(jì)量、加臭后，送入城市中壓輸配管網(wǎng)為用戶供氣。在夏季空溫式氣化器天然氣出口溫度可達(dá)15℃，直接進(jìn)管網(wǎng)使用。在冬季或雨季，氣化器氣化效率大大降低，尤其是在寒冷的北方，冬季時(shí)氣化器出口天然氣的溫度(比環(huán)境溫度低約10℃)遠(yuǎn)低于0℃而成為低溫天然氣。為防止低溫天然氣直接進(jìn)入城市中壓管網(wǎng)導(dǎo)致管道閥門(mén)等設(shè)施產(chǎn)生低溫脆裂，也為防止低溫天然氣密度大而產(chǎn)生過(guò)大的供銷(xiāo)差，氣化后的天然氣需再經(jīng)水浴式天然氣加熱器將其溫度升到10℃，然后再送入城市輸配管網(wǎng)。

通常設(shè)置兩組以上空溫式氣化器組，相互切換使用。當(dāng)一組使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，氣化器結(jié)霜嚴(yán)重，導(dǎo)致氣化器氣化效率降低，出口溫度達(dá)不到要求時(shí)，人工(或自動(dòng)或定時(shí))切換到另一組使用，本組進(jìn)行自然化霜備用。

在自增壓過(guò)程中隨著氣態(tài)天然氣的不斷流入，儲(chǔ)罐的壓力不斷升高，當(dāng)壓力升高到自動(dòng)增壓調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉壓力(比設(shè)定的開(kāi)啟壓力約高10%)時(shí)自動(dòng)增壓閥關(guān)閉，增壓過(guò)程結(jié)束。隨著氣化過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行，當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力又低于增壓閥設(shè)定的開(kāi)啟壓力時(shí)，自動(dòng)增壓閥打開(kāi)，開(kāi)始新一輪增壓。LNG氣化站工藝設(shè)計(jì) 2．1 設(shè)計(jì)決定項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益

當(dāng)確定了項(xiàng)目的建設(shè)方案后，要采用先進(jìn)適用的LNG供氣流程、安全可靠地向用戶供氣、合理降低工程造價(jià)、提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，關(guān)鍵在于工程設(shè)計(jì)[1]。據(jù)西方國(guó)家分析，不到建設(shè)工程全壽命費(fèi)用1％的設(shè)計(jì)費(fèi)對(duì)工程造價(jià)的影響度占75％以上，設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)整個(gè)建設(shè)工程的效益至關(guān)重要。

影響LNG氣化站造價(jià)的主要因素有設(shè)備選型(根據(jù)供氣規(guī)模、工藝流程等確定)、總圖設(shè)計(jì)(總平面布置、占地面積、地形地貌、消防要求等)、自控方案(主要是儀表選型)。

通常，工程直接費(fèi)約占項(xiàng)目總造價(jià)的70%，設(shè)備費(fèi)又占工程直接費(fèi)的48％～50％，設(shè)備費(fèi)中主要是LNG儲(chǔ)罐的費(fèi)用。．2 氣化站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

至今我國(guó)尚無(wú)LNG的專(zhuān)用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，在LNG氣化站設(shè)計(jì)時(shí)，常采用的設(shè)計(jì)規(guī)范為：GB 50028—93《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(2002年版)、GBJ 16—87《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(2001年版)、GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、美國(guó)NFPA—59A《液化天然氣生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝卸標(biāo)準(zhǔn)》。其中GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》是由中石油參照和套用美國(guó)NFPA—59A標(biāo)準(zhǔn)起草的，許多內(nèi)容和數(shù)據(jù)來(lái)自NFPA—59A標(biāo)準(zhǔn)。由于NF-PA—59A標(biāo)準(zhǔn)消防要求高，導(dǎo)致工程造價(jià)高，目前難以在國(guó)內(nèi)實(shí)施。目前國(guó)內(nèi)LNG氣化站設(shè)計(jì)基本參照GB 50028—93《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(2002年版)設(shè)計(jì)，實(shí)踐證明安全可行。2．3 LNG儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)

儲(chǔ)罐是LNG氣化站的主要設(shè)備，占有較大的造價(jià)比例，應(yīng)高度重視儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)。

2．3．1 LNG儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

LNG儲(chǔ)罐按結(jié)構(gòu)形式可分為地下儲(chǔ)罐、地上金屬儲(chǔ)罐和金屬/預(yù)應(yīng)力混凝土儲(chǔ)罐3類(lèi)。地上LNG儲(chǔ)罐又分為金屬子母儲(chǔ)罐和金屬單罐2種。金屬子母儲(chǔ)罐是由3只以上子罐并列組裝在一個(gè)大型母罐(即外罐)之中，子罐通常為立式圓筒形，母罐為立式平底拱蓋圓筒形。子母罐多用于天然氣液化工廠。城市LNG氣化站的儲(chǔ)罐通常采用立式雙層金屬單罐，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)類(lèi)似于直立的暖瓶，內(nèi)罐支撐于外罐上，內(nèi)外罐之間是真空粉末絕熱層。儲(chǔ)罐容積有50m3和100m3，多采用100m3儲(chǔ)罐。

對(duì)于100m3立式儲(chǔ)罐，其內(nèi)罐內(nèi)徑為3000mm，外罐內(nèi)徑為3200mm，罐體加支座總高度為17100mm，儲(chǔ)罐幾何容積為105．28m3。2．3．2 設(shè)計(jì)壓力與計(jì)算壓力的確定

目前絕大部分100m3立式LNG儲(chǔ)罐的最高工作壓力為0．8MPa。按照GB 150—1998《鋼制壓力容器》的規(guī)定，當(dāng)儲(chǔ)罐的最高工作壓力為0．8MPa時(shí)，可取設(shè)計(jì)壓力為0．84MPa。儲(chǔ)罐的充裝系數(shù)為0．95，內(nèi)罐充裝LNG后的液柱凈壓力為0．062MPa，內(nèi)外罐之間絕對(duì)壓力為5Pa，則內(nèi)罐的計(jì)算壓力為1．01MPa。

外罐的主要作用是以吊掛式或支撐式固定內(nèi)罐與絕熱材料，同時(shí)與內(nèi)罐形成高真空絕熱層。作用在外罐上的荷載主要為內(nèi)罐和介質(zhì)的重力荷載以及絕熱層的真空負(fù)壓。所以外罐為外壓容器，設(shè)計(jì)壓力為-0．1MPa。2．3．3 100m3LNG儲(chǔ)罐的選材

正常操作時(shí)LNG儲(chǔ)罐的工作溫度為-162．3℃，第一次投用前要用-196℃的液氮對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行預(yù)冷[

2、3]，則儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度為-196℃。內(nèi)罐既要承受介質(zhì)的工作壓力，又要承受LNG的低溫，要求內(nèi)罐材料必須具有良好的低溫綜合機(jī)械性能，尤其要具有良好的低溫韌性，因此內(nèi)罐材料采用0Crl8Ni9，相當(dāng)于ASME(美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn)的304。

根據(jù)內(nèi)罐的計(jì)算壓力和所選材料，內(nèi)罐的計(jì)算厚度和設(shè)計(jì)厚度分別為11．1mm和12．0mm。作為常溫外壓容器，外罐材料選用低合金容器鋼16MnR，其設(shè)計(jì)厚度為10．0mm。2．3．4 接管設(shè)計(jì)

開(kāi)設(shè)在儲(chǔ)罐內(nèi)罐上的接管口有：上進(jìn)液口、下進(jìn)液口、出液口、氣相口、測(cè)滿口、上液位計(jì)口、下液位計(jì)口、工藝人孔8個(gè)接管口。內(nèi)罐上的接管材質(zhì)都為0Cr18Ni9。

為便于定期測(cè)量真空度和抽真空，在外罐下封頭上開(kāi)設(shè)有抽真空口(抽完真空后該管口被封閉)。為防止真空失效和內(nèi)罐介質(zhì)漏入外罐，在外罐上封頭設(shè)置防爆裝置。

2．3．5 液位測(cè)量裝置設(shè)計(jì)

為防止儲(chǔ)罐內(nèi)LNG充裝過(guò)量或運(yùn)行中罐內(nèi)LNG太少危及儲(chǔ)罐和工藝系統(tǒng)安全，在儲(chǔ)罐上分別設(shè)置測(cè)滿口與差壓式液位計(jì)兩套獨(dú)立液位測(cè)量裝置[4]，其靈敏度與可靠性對(duì)LNG儲(chǔ)罐的安全至關(guān)重要。在向儲(chǔ)罐充裝LNG時(shí)，通過(guò)差壓式液位計(jì)所顯示的靜壓力讀數(shù)，可從靜壓力與充裝質(zhì)量對(duì)照表上直觀方便地讀出罐內(nèi)LNG的液面高度、體積和質(zhì)量。當(dāng)達(dá)到充裝上限時(shí)，LNG液體會(huì)從測(cè)滿口溢出，提醒操作人員手動(dòng)切斷進(jìn)料。儲(chǔ)罐自控系統(tǒng)還設(shè)有高限報(bào)警(充裝量為罐容的85％)、緊急切斷(充裝量為罐容的95％)、低限報(bào)警(剩余LNG量為罐容的10％)。

2．3．6 絕熱層設(shè)計(jì)

LNG儲(chǔ)罐的絕熱層有以下3種形式：

①高真空多層纏繞式絕熱層。多用于LNG槽車(chē)和罐式集裝箱車(chē)。

②正壓堆積絕熱層。這種絕熱方式是將絕熱材料堆積在內(nèi)外罐之間的夾層中，夾層通氮?dú)?，通常絕熱層較厚。廣泛應(yīng)用于大中型LNG儲(chǔ)罐和儲(chǔ)槽，例如立式金屬LNG子母儲(chǔ)罐。

③真空粉末絕熱層。常用的單罐公稱(chēng)容積為100m3和50m3的圓筒形雙金屬LNG儲(chǔ)罐通常采用這種絕熱方式。在LNG儲(chǔ)罐內(nèi)外罐之間的夾層中填充粉末(珠光砂)，然后將該夾層抽成高真空。通常用蒸發(fā)率來(lái)衡量?jī)?chǔ)罐的絕熱性能。目前國(guó)產(chǎn)LNG儲(chǔ)罐的日靜態(tài)蒸發(fā)率體積分?jǐn)?shù)≤0．3％。2．3．7 LNG儲(chǔ)罐總?cè)萘?/p>

儲(chǔ)罐總?cè)萘客ǔ０磧?chǔ)存3d高峰月平均日用氣量確定。同時(shí)還應(yīng)考慮氣源點(diǎn)的個(gè)數(shù)、氣源廠檢修時(shí)間、氣源運(yùn)輸周期、用戶用氣波動(dòng)情況等因素。對(duì)氣源的要求是不少于2個(gè)供氣點(diǎn)。若只有1個(gè)供氣點(diǎn)，則儲(chǔ)罐總?cè)萘窟€要考慮氣源廠檢修時(shí)能保證正常供氣。2．4 BOG緩沖罐

對(duì)于調(diào)峰型LNG氣化站，為了回收非調(diào)峰期接卸槽車(chē)的余氣和儲(chǔ)罐中的BOG(Boil Off Gas，蒸發(fā)氣體)，或?qū)τ谔烊粴饣鞖庹緸榱司鶆蚧鞖?，常在BOG加熱器的出口增設(shè)BOG緩沖罐，其容量按回收槽車(chē)余氣量設(shè)置。2．5 氣化器、加熱器選型設(shè)計(jì) 2．5．1 儲(chǔ)罐增壓氣化器

按100m3的LNG儲(chǔ)罐裝滿90m3的LNG后，在30min內(nèi)將10m3氣相空間的壓力由卸車(chē)狀態(tài)的0．4MPa升壓至工作狀態(tài)的0．6MPa進(jìn)行計(jì)算。據(jù)計(jì)算結(jié)果，每臺(tái)儲(chǔ)罐選用1臺(tái)氣化量為200m3/h的空溫式氣化器為儲(chǔ)罐增壓，LNG進(jìn)增壓氣化器的溫度為-162．3℃，氣態(tài)天然氣出增壓氣化器的溫度為-145℃。

設(shè)計(jì)多采用1臺(tái)LNG儲(chǔ)罐帶1臺(tái)增壓氣化器。也可多臺(tái)儲(chǔ)罐共用1臺(tái)或1組氣化器增壓，通過(guò)閥門(mén)切換，可簡(jiǎn)化流程，減少設(shè)備，降低造價(jià)。2．5．2 卸車(chē)增壓氣化器

由于LNG集裝箱罐車(chē)上不配備增壓裝置，因此站內(nèi)設(shè)置氣化量為300m3/h的卸車(chē)增壓氣化器，將罐車(chē)壓力增至0．6MPa。LNG進(jìn)氣化器溫度為-162．3℃，氣態(tài)天然氣出氣化器溫度為-145℃。2．5．3 BOG加熱器

由于站內(nèi)BOG發(fā)生量最大的是回收槽車(chē)卸車(chē)后的氣相天然氣，故BOG空溫式加熱器的設(shè)計(jì)能力按此進(jìn)行計(jì)算，回收槽車(chē)卸車(chē)后的氣相天然氣的時(shí)間按30min計(jì)。以1臺(tái)40m3的槽車(chē)壓力從0．6MPa降至0．3MPa為例，計(jì)算出所需BOG空溫式氣化器的能力為240m3/h。一般根據(jù)氣化站可同時(shí)接卸槽車(chē)的數(shù)量選用BOG空溫式加熱器。通常BOG加熱器的加熱能力為500～1000m3/h。在冬季使用水浴式天然氣加熱器時(shí)，將BOG用作熱水鍋爐的燃料，其余季節(jié)送入城市輸配管網(wǎng)。2．5．4 空溫式氣化器

空溫式氣化器是LNG氣化站向城市供氣的主要?dú)饣O(shè)施。氣化器的氣化能力按高峰小時(shí)用氣量確定，并留有一定的余量，通常按高峰小時(shí)用氣量的1．3～1．5倍確定。單臺(tái)氣化器的氣化能力按2000m3/h計(jì)算，2～4臺(tái)為一組，設(shè)計(jì)上配置2～3組，相互切換使用。2．5．5 水浴式天然氣加熱器

當(dāng)環(huán)境溫度較低，空溫式氣化器出口氣態(tài)天然氣溫度低于5℃時(shí)，在空溫式氣化器后串聯(lián)水浴式天然氣加熱器，對(duì)氣化后的天然氣進(jìn)行加熱[

5、6]。加熱器的加熱能力按高峰小時(shí)用氣量的1．3～1．5倍確定。2．5．6 安全放散氣體(EAG)加熱器

LNG是以甲烷為主的液態(tài)混合物，常壓下的沸點(diǎn)溫度為-161．5℃，常壓下儲(chǔ)存溫度為-162．3℃，密度約430 kg/m3。當(dāng)LNG氣化為氣態(tài)天然氣時(shí)，其臨界浮力溫度為-107℃。當(dāng)氣態(tài)天然氣溫度高于-107℃時(shí)，氣態(tài)天然氣比空氣輕，將從泄漏處上升飄走。當(dāng)氣態(tài)天然氣溫度低于-107℃時(shí)，氣態(tài)天然氣比空氣重，低溫氣態(tài)天然氣會(huì)向下積聚，與空氣形成可燃性爆炸物。為了防止安全閥放空的低溫氣態(tài)天然氣向下積聚形成爆炸性混合物，設(shè)置1臺(tái)空溫式安全放散氣體加熱器，放散氣體先通過(guò)該加熱器加熱，使其密度小于空氣，然后再引入高空放散。

EAG空溫式加熱器設(shè)備能力按100m3儲(chǔ)罐的最大安全放散量進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，100m3儲(chǔ)罐的安全放散量為500m3/h，設(shè)計(jì)中選擇氣化量為500m3/h的空溫式加熱器1臺(tái)。進(jìn)加熱器氣體溫度取-145℃，出加熱器氣體溫度取-15℃。

對(duì)于南方不設(shè)EAG加熱裝置的LNG氣化站，為了防止安全閥起跳后放出的低溫LNG氣液混合物冷灼傷操作人員，應(yīng)將單個(gè)安全閥放散管和儲(chǔ)罐放散管接入集中放散總管放散。2．6 調(diào)壓、計(jì)量與加臭裝置

根據(jù)LNG氣化站的規(guī)模選擇調(diào)壓裝置。通常設(shè)置2路調(diào)壓裝置，調(diào)壓器選用帶指揮器、超壓切斷的自力式調(diào)壓器。

計(jì)量采用渦輪流量計(jì)。加臭劑采用四氫噻吩，加臭以隔膜式計(jì)量泵為動(dòng)力，根據(jù)流量信號(hào)將加臭劑注入燃?xì)夤艿乐小?．7 閥門(mén)與管材管件選型設(shè)計(jì) 2．7．1 閥門(mén)選型設(shè)計(jì)

工藝系統(tǒng)閥門(mén)應(yīng)滿足輸送LNG的壓力和流量要求，同時(shí)必須具備耐-196℃的低溫性能。常用的LNG閥門(mén)主要有增壓調(diào)節(jié)閥、減壓調(diào)節(jié)閥、緊急切斷閥、低溫截止閥、安全閥、止回閥等。閥門(mén)材料為0Cr18Ni9。2．7．2 管材、管件、法蘭選型設(shè)計(jì)

①介質(zhì)溫度≤-20℃的管道采用輸送流體用不銹鋼無(wú)縫鋼管(GB/T 14976—2002)，材質(zhì)為0Cr18Ni9。管件均采用材質(zhì)為0crl8Ni9的無(wú)縫沖壓管件(GB/T 12459—90)。法蘭采用凹凸面長(zhǎng)頸對(duì)焊鋼制管法蘭(HG 20592—97)，其材質(zhì)為0Cr18Ni9。法蘭密封墊片采用金屬纏繞式墊片，材質(zhì)為0crl8Ni9。緊固件采用專(zhuān)用雙頭螺柱、螺母，材質(zhì)為0Crl8Ni9。

②介質(zhì)溫度>-20℃的工藝管道，當(dāng)公稱(chēng)直徑≤200 mm時(shí)，采用輸送流體用無(wú)縫鋼管(GB/T8163—1999)，材質(zhì)為20號(hào)鋼；當(dāng)公稱(chēng)徑>200mm時(shí)采用焊接鋼管(GB/T 3041—2001)，材質(zhì)為Q235B。管件均采用材質(zhì)為20號(hào)鋼的無(wú)縫沖壓管件(GB/T 12459—90)。法蘭采用凸面帶頸對(duì)焊鋼制管法蘭(HG 20592—97)，材質(zhì)為20號(hào)鋼。法蘭密封墊片采用柔性石墨復(fù)合墊片(HG 20629—97)。

LNG工藝管道安裝除必要的法蘭連接外，均采用焊接連接。低溫工藝管道用聚氨酯絕熱管托和復(fù)合聚乙烯絕熱管殼進(jìn)行絕熱。碳素鋼工藝管道作防腐處理。2．7．3 冷收縮問(wèn)題

LNG管道通常采用奧氏體不銹鋼管，材質(zhì)為0crl8Ni9，雖然其具有優(yōu)異的低溫機(jī)械性能，但冷收縮率高達(dá)0．003。站區(qū)LNG管道在常溫下安裝，在低溫下運(yùn)行，前后溫差高達(dá)180℃，存在著較大的冷收縮量和溫差應(yīng)力，通常采用“門(mén)形”補(bǔ)償裝置補(bǔ)償工藝管道的冷收縮。2．8 工藝控制點(diǎn)的設(shè)置

LNG氣化站的工藝控制系統(tǒng)包括站內(nèi)工藝裝置的運(yùn)行參數(shù)采集和自動(dòng)控制、遠(yuǎn)程控制、聯(lián)鎖控制和越限報(bào)警。控制點(diǎn)的設(shè)置包括以下內(nèi)容：

①卸車(chē)進(jìn)液總管壓力；

②空溫式氣化器出氣管壓力與溫度；

③水浴式天然氣加熱器出氣管壓力與溫度；

④LNG儲(chǔ)罐的液位、壓力與報(bào)警聯(lián)鎖；

⑤BOG加熱器壓力；

⑥調(diào)壓器后壓力；

⑦出站流量；

⑧加臭機(jī)(自帶儀表控制)。2．9 消防設(shè)計(jì)

LNG氣化站的消防設(shè)計(jì)根據(jù)CB 50028—93《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(2002年版)LPG部分進(jìn)行。在LNG儲(chǔ)罐周?chē)O(shè)置圍堰區(qū)，以保證將儲(chǔ)罐發(fā)生事故時(shí)對(duì)周?chē)O(shè)施造成的危害降低到最小程度。在LNG儲(chǔ)罐上設(shè)置噴淋系統(tǒng)，噴淋強(qiáng)度為0．15 L/(s·m2)，噴淋用水量按著火儲(chǔ)罐的全表面積計(jì)算，距著火儲(chǔ)罐直徑1．5倍范圍內(nèi)的相鄰儲(chǔ)罐按其表面積的50％計(jì)算。水槍用水量按GBJ 16—87《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(2001年版)和GB 50028—93《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(2002年版)選取。3 運(yùn)行管理 3．1 運(yùn)行基本要求

LNG氣化站運(yùn)行的基本要求是：①防止LNG和氣態(tài)天然氣泄漏從而與空氣形成爆炸性混合物。②消除引發(fā)燃燒、爆炸的基本條件，按規(guī)范要求對(duì)LNG工藝系統(tǒng)與設(shè)備進(jìn)行消防保護(hù)。③防止LNG設(shè)備超壓和超壓排放。④防止LNG的低溫特性和巨大的溫差對(duì)工藝系統(tǒng)的危害及對(duì)操作人員的冷灼傷。3．2 工藝系統(tǒng)預(yù)冷

在LNG氣化站竣工后正式投運(yùn)前，應(yīng)使用液氮對(duì)低溫系統(tǒng)中的設(shè)備和工藝管道進(jìn)行干燥、預(yù)冷、惰化和鈍化。預(yù)冷時(shí)利用液氮槽車(chē)閥門(mén)的開(kāi)啟度來(lái)控制管道或設(shè)備的冷卻速率≤1℃/min。管道或設(shè)備溫度每降低20℃，停止預(yù)冷，檢查系統(tǒng)氣密性和管道與設(shè)備的位移。預(yù)冷結(jié)束后用LNG儲(chǔ)罐內(nèi)殘留的液氮?dú)饣蟠祾?、置換常溫設(shè)備及管道，最后用LNG將儲(chǔ)罐中的液氮置換出來(lái)，就可正式充裝LNG進(jìn)行供氣。3．3 運(yùn)行管理與安全保護(hù) 3．3．1 LNG儲(chǔ)罐的壓力控制

正常運(yùn)行中，必須將LNG儲(chǔ)罐的操作壓力控制在允許的范圍內(nèi)。華南地區(qū)LNG儲(chǔ)罐的正常工作壓力范圍為0．3～0．7MPa，罐內(nèi)壓力低于設(shè)定值時(shí)，可利用自增壓氣化器和自增壓閥對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行增壓。增壓下限由自增壓閥開(kāi)啟壓力確定，增壓上限由自增壓閥的自動(dòng)關(guān)閉壓力確定，其值通常比設(shè)定的自增壓閥開(kāi)啟壓力約高15％。例如：當(dāng)LNG用作城市燃?xì)庵鳉庠磿r(shí)，若自增壓閥的開(kāi)啟壓力設(shè)定為0．6MPa，自增壓閥的關(guān)閉壓力約為0．69 MPa，儲(chǔ)罐的增壓值為0．09MPa。

儲(chǔ)罐的最高工作壓力由設(shè)置在儲(chǔ)罐低溫氣相管道上的自動(dòng)減壓調(diào)節(jié)閥的定壓值(前壓)限定。當(dāng)儲(chǔ)罐最高工作壓力達(dá)到減壓調(diào)節(jié)閥設(shè)定開(kāi)啟值時(shí)，減壓閥自動(dòng)開(kāi)啟卸壓，以保護(hù)儲(chǔ)罐安全。為保證增壓閥和減壓閥工作時(shí)互不干擾，增壓閥的關(guān)閉壓力與減壓閥的開(kāi)啟壓力不能重疊，應(yīng)保證0．05MPa以上的壓力差?？紤]兩閥的制造精度，合適的壓力差應(yīng)在設(shè)備調(diào)試中確定。3．3．2 LNG儲(chǔ)罐的超壓保護(hù)

LNG在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)由于儲(chǔ)罐的“環(huán)境漏熱”而緩慢蒸發(fā)(日靜態(tài)蒸發(fā)率體積分?jǐn)?shù)≤0．3％)，導(dǎo)致儲(chǔ)罐的壓力逐步升高，最終危及儲(chǔ)罐安全。為保證儲(chǔ)罐安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)上采用儲(chǔ)罐減壓調(diào)節(jié)閥、壓力報(bào)警手動(dòng)放散、安全閥起跳三級(jí)安全保護(hù)措施來(lái)進(jìn)行儲(chǔ)罐的超壓保護(hù)。

其保護(hù)順序?yàn)椋寒?dāng)儲(chǔ)罐壓力上升到減壓調(diào)節(jié)閥設(shè)定開(kāi)啟值時(shí)，減壓調(diào)節(jié)閥自動(dòng)打開(kāi)泄放氣態(tài)天然氣；當(dāng)減壓調(diào)節(jié)閥失靈，罐內(nèi)壓力繼續(xù)上升，達(dá)到壓力報(bào)警值時(shí)，壓力報(bào)警，手動(dòng)放散卸壓；當(dāng)減壓調(diào)節(jié)閥失靈且手動(dòng)放散未開(kāi)啟時(shí)，安全閥起跳卸壓，保證LNG儲(chǔ)罐的運(yùn)行安全。對(duì)于最大工作壓力為0．80MPa的LNG儲(chǔ)罐，設(shè)計(jì)壓力為0．84MPa，減壓調(diào)節(jié)閥的設(shè)定開(kāi)啟壓力為0．76MPa，儲(chǔ)罐報(bào)警壓力為0．78MPa，安全閥開(kāi)啟壓力為0．80MPa，安全閥排放壓力為0．88MPa。

3．3．3 LNG的翻滾與預(yù)防

LNG在儲(chǔ)存過(guò)程中可能出現(xiàn)分層而引起翻滾，致使LNG大量蒸發(fā)導(dǎo)致儲(chǔ)罐壓力迅速升高而超過(guò)設(shè)計(jì)壓力[7]，如果不能及時(shí)放散卸壓，將嚴(yán)重危及儲(chǔ)罐的安全。

大量研究證明，由于以下原因引起LNG出現(xiàn)分層而導(dǎo)致翻滾：

①儲(chǔ)罐中先后充注的LNG產(chǎn)地不同、組分不同而導(dǎo)致密度不同。

②先后充注的LNG溫度不同而導(dǎo)致密度不同。

③先充注的LNG由于輕組分甲烷的蒸發(fā)與后充注的LNG密度不同。

要防止LNG產(chǎn)生翻滾引發(fā)事故，必須防止儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG出現(xiàn)分層，常采用如下措施。

①將不同氣源的LNG分開(kāi)儲(chǔ)存，避免因密度差引起LNG分層。

②為防止先后注入儲(chǔ)罐中的LNG產(chǎn)生密度差，采取以下充注方法：

a．槽車(chē)中的LNG與儲(chǔ)罐中的LNG密度相近時(shí)從儲(chǔ)罐的下進(jìn)液口充注；

b．槽車(chē)中的輕質(zhì)LNG充注到重質(zhì)LNG儲(chǔ)罐中時(shí)從儲(chǔ)罐的下進(jìn)液口充注；

c．槽車(chē)中的重質(zhì)LNG充注到輕質(zhì)LNG儲(chǔ)罐中時(shí)，從儲(chǔ)罐的上進(jìn)液口充注。

③儲(chǔ)罐中的進(jìn)液管使用混合噴嘴和多孔管，可使新充注的LNG與原有LNG充分混合，從而避免分層。

④對(duì)長(zhǎng)期儲(chǔ)存的LNG，采取定期倒罐的方式防止其因靜止而分層。3．3．4 運(yùn)行監(jiān)控與安全保護(hù)

①LNG儲(chǔ)罐高、低液位緊急切斷。在每臺(tái)LNG儲(chǔ)罐的進(jìn)液管和出液管上均裝設(shè)氣動(dòng)緊急切斷閥，在緊急情況下，可在卸車(chē)臺(tái)、儲(chǔ)罐區(qū)、控制室緊急切斷進(jìn)出液管路。在進(jìn)液管緊急切斷閥的進(jìn)出口管路和出液管緊急切斷閥的出口管路上分別安裝管道安全閥，用于緊急切斷閥關(guān)閉后管道泄壓。

②氣化器后溫度超限報(bào)警，聯(lián)鎖關(guān)斷氣化器進(jìn)液管。重點(diǎn)是對(duì)氣化器出口氣體溫度進(jìn)行檢測(cè)、報(bào)警和聯(lián)鎖。正常操作時(shí)，當(dāng)達(dá)到額定負(fù)荷時(shí)氣化器的氣體出口溫度比環(huán)境溫度低10℃。當(dāng)氣化器結(jié)霜過(guò)多或發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)溫度檢測(cè)超限報(bào)警、聯(lián)鎖關(guān)斷氣化器進(jìn)液管實(shí)現(xiàn)對(duì)氣化器的控制。

③在LNG工藝裝置區(qū)設(shè)天然氣泄漏濃度探測(cè)器。當(dāng)其濃度超越報(bào)警限值時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，并可在控制室迅速關(guān)閉進(jìn)、出口電動(dòng)閥。

④選擇超壓切斷式調(diào)壓器。調(diào)壓器出口壓力超壓時(shí)，自動(dòng)切換。調(diào)壓器后設(shè)安全放散閥，超壓后安全放散。

⑤天然氣出站管路均設(shè)電動(dòng)閥，可在控制室迅速切斷。

⑥出站閥后壓力高出設(shè)定報(bào)警壓力時(shí)聲光報(bào)警。

⑦緊急情況時(shí)，可遠(yuǎn)程關(guān)閉出站電動(dòng)閥。4 結(jié)語(yǔ)

①操作中應(yīng)優(yōu)先采用增壓調(diào)節(jié)閥的自動(dòng)開(kāi)關(guān)功能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐的自動(dòng)增壓。若自增壓閥關(guān)閉不嚴(yán)，增壓結(jié)束時(shí)必須將增壓氣化器進(jìn)液管根閥關(guān)閉。

②LNG儲(chǔ)罐的工作壓力、設(shè)計(jì)壓力、計(jì)算壓力分別有不同的定義和特定用途，不能將計(jì)算壓力誤作為設(shè)計(jì)壓力，以免錯(cuò)設(shè)儲(chǔ)罐安全閥開(kāi)啟壓力。

③采用儲(chǔ)罐減壓調(diào)節(jié)閥、壓力報(bào)警手動(dòng)放散、安全閥起跳三級(jí)安全措施保護(hù)儲(chǔ)罐時(shí)，其壓力設(shè)定由低到高依次為：減壓調(diào)節(jié)閥定壓值、壓力報(bào)警定壓值、安全閥定壓值。

④在滿足LNG儲(chǔ)罐整體運(yùn)輸與吊裝要求的前提下，提高單罐公稱(chēng)容積、減少儲(chǔ)罐數(shù)量、簡(jiǎn)化工藝管路和減少低溫儀表與閥門(mén)數(shù)量，是合理降低LNG氣化站造價(jià)的有效措施。

⑤為促進(jìn)LNG的安全利用，應(yīng)盡快頒布先進(jìn)適用、符合國(guó)情的LNG設(shè)計(jì)規(guī)范。

LNG氣化站小編就分別給大家看一下這些設(shè)備的圖片。

LNG氣站全貌

LNG氣站卸車(chē)臺(tái)

卸車(chē)增壓器

BOG復(fù)熱系統(tǒng)

LNG氣站調(diào)壓系統(tǒng)(1)

LNG氣站調(diào)壓系統(tǒng)(2)

LNG氣站空溫汽化器(1)

LNG氣站空溫汽化器(2)

LNG氣站液相控制系統(tǒng)(1)

LNG空溫氣化器2000M⒊

EAG副熱放空系統(tǒng)

LNG儲(chǔ)罐上進(jìn)液下進(jìn)液管道系統(tǒng)

LNG氣站遠(yuǎn)景

LNG氣站儲(chǔ)氣緩沖罐 罐區(qū)設(shè)備系統(tǒng)

儲(chǔ)罐根部閥控制系統(tǒng)

氣化器液相入口控制系統(tǒng)

儲(chǔ)罐增壓系統(tǒng)

調(diào)壓計(jì)量系統(tǒng)

第五篇：濕法煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題分析

石灰石石膏法煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題

分析

內(nèi)容摘要 本文針對(duì)石灰石石膏法煙氣脫硫工藝設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題作了具體分析，對(duì)WFGD裝置的設(shè)計(jì)者提供了相應(yīng)的建議，認(rèn)為各系統(tǒng)合理的設(shè)備選型及設(shè)計(jì)是WFGD正常調(diào)試運(yùn)行的可靠保證。

關(guān) 鍵 詞 石灰石石膏 脫硫

工藝設(shè)計(jì) 1前言

煙氣脫硫是控制火電廠SO2污染的重要措施，隨著近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力供應(yīng)不足的矛盾日益突出，國(guó)家在積極建設(shè)電廠的同時(shí)充分注意火電廠煙氣排放帶來(lái)的嚴(yán)重環(huán)境污染問(wèn)題，相繼制訂了火電廠相關(guān)政策法規(guī)、積極推動(dòng)火電廠安裝煙氣脫硫設(shè)施，如2000年9月1日開(kāi)始實(shí)施的新《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》第30條規(guī)定：“新建或擴(kuò)建排放二氧化硫的火電廠和其他大中型企業(yè)超過(guò)規(guī)定的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)或者總量控制指標(biāo)的，必須建設(shè)配套脫硫。除塵裝置或者采取其他控制二氧化硫排放、除塵的措施。在酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)內(nèi)，屬于已建企業(yè)超過(guò)規(guī)定的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)排放大氣污染物的，依照本法第四十八條的規(guī)定限期治理?！?/p>

據(jù)相關(guān)研究表明[1]在目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)出的上百種脫硫技術(shù)中，石灰石石膏法煙氣脫硫是我國(guó)火電廠大中型機(jī)組煙氣脫硫改造的首選方案。隨著重慶珞璜電廠引進(jìn)日本三菱重工的兩套濕式石灰石石膏法煙氣脫硫技術(shù)和設(shè)備，國(guó)華北京熱電廠﹑半山電廠和太原第一熱電廠等都相繼采用了石灰石石膏法脫硫。該法脫硫率高，運(yùn)行工況穩(wěn)定，為當(dāng)?shù)貛?lái)了良好的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。在這些運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上其它火電廠也加快了脫硫工程改造步伐，石灰石石膏法脫硫工藝往往成了大多數(shù)電廠的脫硫首選方案。

石灰石石膏法煙氣脫硫工藝系統(tǒng)盡管優(yōu)點(diǎn)多，但系統(tǒng)復(fù)雜，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面要充分進(jìn)行優(yōu)化選擇，考慮設(shè)計(jì)參數(shù)寬裕度以及對(duì)鍋爐本體影響等問(wèn)題，往往由于設(shè)計(jì)不完善為后期系統(tǒng)的調(diào)試運(yùn)行加大難度或達(dá)不到設(shè)計(jì)效果。本文就是針對(duì)在石灰石石膏脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行分析，為脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員提供一定的技術(shù)參考。

2.石灰石－石膏法脫硫工藝中常見(jiàn)問(wèn)題以及相應(yīng)措施 2.1石灰石－石膏法脫硫工藝簡(jiǎn)介 圖１給出了石灰石石膏法脫硫流程示意圖。主要包括原料輸送系統(tǒng)、吸收劑漿液配制系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SO2吸收系統(tǒng)、石膏脫水及貯存和石膏拋棄系統(tǒng)。從鍋爐引風(fēng)機(jī)引出的煙氣全部進(jìn)入FGD系統(tǒng)，首先通過(guò)氣氣熱交換器(MGGH)對(duì)未脫硫煙氣進(jìn)行降溫，再進(jìn)入吸收塔進(jìn)行脫硫反應(yīng)，完成脫硫后的凈化煙氣經(jīng)溢流槽及兩級(jí)除霧后，再通過(guò)MGGH熱交換器的煙氣吸熱側(cè)，被重新加熱到88℃以上經(jīng)煙囪排出。

2.2常見(jiàn)問(wèn)題分析

2.2.1 吸收系統(tǒng)

吸收系統(tǒng)是脫硫工藝的核心部分。由于設(shè)計(jì)人員要綜合考慮脫硫效率和脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性能以及運(yùn)行維護(hù)量的問(wèn)題，吸收塔的選擇成了設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題。目前該脫硫系統(tǒng)吸收塔的型式主要有四種，結(jié)構(gòu)型式見(jiàn)圖2～5。

不同的吸收塔有不同的吸收區(qū)設(shè)計(jì)，其中柵格式吸收塔由于系統(tǒng)阻力大﹑柵格宜堵和宜結(jié)垢等問(wèn)題逐漸被淘汰；鼓泡式吸收塔也由于系統(tǒng)阻力大﹑脫硫率相對(duì)偏低等問(wèn)題應(yīng)用較少；噴淋式吸收塔由于脫硫效率能達(dá)到95％以上，系統(tǒng)阻力小，目前應(yīng)用較多，但該塔噴嘴磨損大且宜堵塞，需要定期檢修，為系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來(lái)一定的影響，目前設(shè)計(jì)人員對(duì)噴嘴進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，系統(tǒng)維護(hù)量相對(duì)降低；對(duì)于液柱塔由于其脫硫率高，系統(tǒng)阻力小，能有效防止噴嘴堵塞、結(jié)垢問(wèn)題，應(yīng)用前景廣闊。因此在吸收塔的設(shè)計(jì)選擇上應(yīng)綜合考慮廠方的要求和經(jīng)濟(jì)性，液柱塔是首選方案，其次是噴淋塔。

目前國(guó)內(nèi)電廠在脫硫系統(tǒng)中核心設(shè)備上均采用進(jìn)口設(shè)備，特別是吸收塔，由于技術(shù)含量比較高，因此基本上都采用進(jìn)口設(shè)備。因此設(shè)計(jì)人員主要的工作要重點(diǎn)把握吸裝置的技術(shù)指標(biāo)和相應(yīng)要求的技術(shù)參數(shù)。如：珞璜電廠于1988年引進(jìn)了日本三菱重工濕式石灰石石膏法煙氣脫硫裝置，配360MW凝汽式發(fā)電機(jī)組[2]。

表1 日本三菱重工濕式石灰石－石膏FGD裝置技術(shù)指標(biāo)

參數(shù) 煤種 含硫量 脫硫率

鈣硫比 進(jìn)口煙溫 出口煙溫 水霧含量

吸收塔 煙氣流速

停留時(shí)間 指標(biāo) ＜5% ≥95% 1.1～1.2 142℃ 90℃

≤30mg/m3 9.3m/s

＞3.3s

2.2.2 煙氣及再熱器系統(tǒng)

煙氣再熱器系統(tǒng)在脫硫工藝中占很重要的位置，在煙氣系統(tǒng)和再熱器系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在的常見(jiàn)問(wèn)題較多，據(jù)經(jīng)驗(yàn)表明設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的主要問(wèn)題總結(jié)如下：（1）FGD入口SO2濃度。很多進(jìn)行脫硫改造的電廠往往都會(huì)對(duì)來(lái)煤品質(zhì)進(jìn)行一定的調(diào)整，有些電廠會(huì)采用低硫份煤和高硫份煤摻燒的方案，由于混煤不均勻，入爐硫含量變化快，鍋爐燃燒排放出的SO2濃度波動(dòng)較大，在FGD入口SO2濃度變化頻率大而FGD運(yùn)行慣性大，一旦系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)脫硫率波動(dòng)大；同時(shí)由于SO2濃度變化大，在一定的工況周期內(nèi)吸收塔內(nèi)PH值不能滿足要求（一般要求為5.5～6.5），系統(tǒng)脫硫率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。因此在脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)電廠提出保證混煤均勻的要求或方案。

（2）FGD入口煙塵濃度。為了脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，在FGD入口應(yīng)設(shè)計(jì)安裝煙塵濃度檢測(cè)裝置。主要原因是考慮到除塵器在達(dá)不到設(shè)計(jì)效率時(shí)，往往煙塵濃度過(guò)高，會(huì)嚴(yán)重影響到脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此設(shè)計(jì)時(shí)人員應(yīng)對(duì)廠家提出該投資建議。

（3）旁路擋板和進(jìn)出口擋板的設(shè)計(jì)。FGD系統(tǒng)啟﹑停時(shí)煙氣在旁路和主煙道間切換，在實(shí)際煙道設(shè)計(jì)時(shí)一般兩路煙道阻力不同，此時(shí)對(duì)鍋爐的負(fù)壓會(huì)產(chǎn)生一定的影響。如果兩路阻力壓力相差懸殊，在FGD系統(tǒng)啟﹑停時(shí)鍋爐的負(fù)壓會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)。如果燃用劣質(zhì)煤，在較短的時(shí)間內(nèi)鍋爐運(yùn)行人員難以迅速調(diào)整，有可能造成熄火。因此在旁路擋板的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮擋板切換的時(shí)間值。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于選擇合適的彈簧，一般經(jīng)驗(yàn)值旁路擋板通過(guò)預(yù)拉彈簧打開(kāi)時(shí)間應(yīng)大于2.5ｓ。另外在進(jìn)出口擋板設(shè)計(jì)上要考慮FGD系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)由于擋板有間隙存在，加上進(jìn)出口煙道阻力不同，在一般設(shè)計(jì)中停運(yùn)采用集中供應(yīng)密封風(fēng)，往往造成煙氣滲透，有可能出現(xiàn)熱煙氣漏入FGD系統(tǒng)，造成系統(tǒng)腐蝕，影響系統(tǒng)壽命。所以設(shè)計(jì)停運(yùn)密封風(fēng)時(shí)應(yīng)對(duì)進(jìn)出口擋板單獨(dú)配備一臺(tái)風(fēng)機(jī)。

（4）煙氣換熱器GGH選擇。

脫硫系統(tǒng)中，設(shè)置GGH的目的：一是降低進(jìn)入脫硫塔的煙氣溫度到100℃以下，保護(hù)塔及塔內(nèi)防腐內(nèi)襯；二是使脫硫塔出口煙氣溫度升至80℃以上，減少煙氣對(duì)煙道及煙囪的腐蝕。經(jīng)驗(yàn)表明脫硫系統(tǒng)自動(dòng)時(shí)出口煙溫一般都達(dá)不到實(shí)際的出口煙溫，為了減小因出口煙溫低對(duì)下游的腐蝕，因此在設(shè)計(jì)出口煙溫時(shí)應(yīng)考慮5～10℃的寬裕度。

在考慮是否設(shè)置GGH存在兩種觀點(diǎn)：一種認(rèn)為不上GGH能節(jié)約初投資，可以從腐蝕材料上解決腐蝕問(wèn)題；一種認(rèn)為不上GGH節(jié)約的初投資，不足以補(bǔ)償為解決防腐問(wèn)題而花在防腐上的投資。不裝GGH，低溫排放的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化系統(tǒng)，減少GGH所需投資；缺點(diǎn)是吸收塔后至煙囪出口均要處于嚴(yán)重腐蝕區(qū)域內(nèi)，煙道與煙囪內(nèi)襯投資很高；與此同時(shí)，煙囪出口熱升力減小，常冒白煙，不裝GGH，部分煙氣（15～50%）不進(jìn)吸收塔，通過(guò)旁路煙道與處理后的煙氣混合，從而使其排[3]煙溫度上升，這僅適用于要求脫硫效率不高的工程如黃島、珞璜二期等工程。因此對(duì)于要求高脫硫率的工程一般都設(shè)GGH。

目前脫硫裝置煙氣再熱系統(tǒng)一般采用回轉(zhuǎn)式、管式、蒸汽加熱等幾種方式。

采用蒸汽加熱器投資省但能耗大，運(yùn)行費(fèi)用很高，采用此方式需作慎重考慮，目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。國(guó)外脫硫裝置中回轉(zhuǎn)式換熱器應(yīng)用較多，這是因?yàn)閲?guó)外回轉(zhuǎn)式投資比管式低，在國(guó)內(nèi)，運(yùn)用于脫硫裝置的回轉(zhuǎn)式換熱器生產(chǎn)廠較少，且均使用國(guó)外專(zhuān)利商技術(shù)，所以回轉(zhuǎn)式價(jià)格比管式略高?；剞D(zhuǎn)式換熱器有3%左右的泄露率，即有3%的未脫硫煙氣泄露到已脫硫的煙氣中，這將要求更高的吸收脫硫效率，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用提高。管式換熱則器設(shè)備龐大，電耗大。

因此在脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)脫硫率﹑鍋爐尾部煙氣量﹑尾部煙道材料以及脫硫預(yù)留場(chǎng)地等情況進(jìn)行方案，選出最合理的方案。2.2.3 吸收劑漿液配制系統(tǒng)

在脫硫工藝方案選擇時(shí)一般對(duì)石灰石來(lái)源和品質(zhì)都應(yīng)做過(guò)調(diào)查，石灰石來(lái)源應(yīng)充足，能保證脫系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的供應(yīng)量，一般考慮15年左右的設(shè)計(jì)年限，設(shè)計(jì)人員可根據(jù)電廠的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。但石灰石品質(zhì)一定要能達(dá)到品質(zhì)要求（見(jiàn)表2）。石灰石品質(zhì)不高，雜質(zhì)較多，會(huì)經(jīng)常造成閥門(mén)堵塞和損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成脫硫塔的管道堵塞，特別易造成噴嘴堵塞損壞，影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

在制漿系統(tǒng)石灰石粉送入前應(yīng)保證得到良好的空氣干燥，以防送粉管道堵塞，同時(shí)對(duì)整個(gè)送粉管道應(yīng)設(shè)計(jì)流暢，減少閥門(mén)和連接部件，特別是漿液管的溢流管應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)良好的密封風(fēng)以防止石灰石的外漏，對(duì)制漿車(chē)間和廠區(qū)造成二次污染。

表2 石灰石質(zhì)量指標(biāo)

參數(shù) 指標(biāo) CaO >52%

MgO ≤2%

細(xì)度要求R325

≤5%

酸不溶物 ≤1%

鐵鋁氧化物 ≤2%

2.2.4 石膏脫水及貯存和石膏拋棄系統(tǒng)

該系統(tǒng)中最大的問(wèn)題主要是由于石膏的黏性附著，經(jīng)常使水力旋轉(zhuǎn)器漏斗堵塞，導(dǎo)致脫水系統(tǒng)停運(yùn)。因此在漏斗底部可以設(shè)計(jì)工藝水供應(yīng)管道周期進(jìn)行清洗，或者提出方案建議工作人員定期進(jìn)行人工清洗。

煙氣脫硫后的石膏一部分通過(guò)拋棄泵將石膏漿液輸送到電廠的灰渣池內(nèi)，設(shè)計(jì)輸送管道時(shí)應(yīng)充分考慮石膏的特性，盡量考慮輸送管道縮短或者在管道中設(shè)計(jì)易拆卸法蘭為今后的檢修帶來(lái)方便。

有的電廠如湘潭電廠由于脫硫副產(chǎn)品有很好的銷(xiāo)售市場(chǎng)，能帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。因此應(yīng)考慮合理的方案提高石膏的品質(zhì)。一般提高石膏品質(zhì)途徑包括：提高石灰石的品質(zhì)；提高脫硫率；提高除塵器的除塵效率；強(qiáng)化氧化系統(tǒng)以及定期清洗。

相關(guān)研究表明[3]，石膏的生成速率將隨著脫硫效率的提高而增大，并且其質(zhì)量也將隨著脫硫效率的提高而得到改善。

在對(duì)SO2的吸收過(guò)程中，吸收塔的設(shè)計(jì)、煙氣溫度的合理選取、脫硫劑的選用及用量等因素都將影響脫硫效率，從而影響到石膏的質(zhì)量。吸收塔的合理設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)能夠提供合理的液氣比、減小液滴直徑，增加傳質(zhì)表面積，延長(zhǎng)煙氣與脫硫劑的接觸時(shí)間，有利于脫硫效率的提高，有利于脫硫反應(yīng)的完全。較高的煙氣溫度，不僅能提高脫硫效率，而且能使?jié){池內(nèi)溫度升高，提高亞硫酸鈣的氧化速率。吸收劑的化學(xué)當(dāng)量對(duì)脫硫過(guò)程有直接的影響，吸收時(shí)所用石灰石濃度與數(shù)量影響到反應(yīng)速度，有資料表明，在考慮到經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題以及化學(xué)當(dāng)量與脫硫的關(guān)系等因素后，一般使用化學(xué)當(dāng)量為1.2的吸收劑[5]。

脫硫劑將很大程度上決定生成石膏的質(zhì)量。當(dāng)石灰石質(zhì)量不高、粒度不合理時(shí)，生成石膏中的雜質(zhì)也將隨之增多，從而影響石膏的質(zhì)量和使用。有資料表明，石灰石中的惰性成分如石英砂會(huì)造成磨損，陶土礦物質(zhì)會(huì)影響石膏漿的脫水性能[5]。另外，石灰石在酸內(nèi)溶解后會(huì)殘留一種不溶解的礦渣，其對(duì)石膏的質(zhì)量有不利的影響。因此，應(yīng)當(dāng)盡可能提高石灰石的純度并采用合理的粉細(xì)度。

煙氣中的雜質(zhì)，如飛灰、粉焦、煙怠、焦碳等，雖然經(jīng)過(guò)脫硫裝置的洗滌后，會(huì)有一部分沉淀下來(lái)，但還會(huì)有一部分進(jìn)入漿池內(nèi)，影響到石膏的質(zhì)量。而且，這些雜質(zhì)的存在也會(huì)對(duì)脫硫裝置本身的安全運(yùn)行帶來(lái)一定危害。因此，應(yīng)當(dāng)努力提高除塵裝置的除塵效果，當(dāng)煙氣內(nèi)雜質(zhì)過(guò)高，對(duì)脫硫裝置產(chǎn)生危害時(shí)，應(yīng)果斷地旁路脫硫裝置。

定期清洗脫硫塔底部、漿池及管道，避免殘存的雜質(zhì)對(duì)石膏質(zhì)量的影響。對(duì)石膏脫水設(shè)備（如離心式分離器及帶式脫水機(jī)等）也應(yīng)進(jìn)行定期的清洗，保證設(shè)備的安全運(yùn)行和效率。

Hjuler和Dam-Johansen在1994年曾有試驗(yàn)報(bào)道發(fā)現(xiàn)在亞硫酸鹽的氧化過(guò)程中會(huì)有SO2放出[4],同時(shí)在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)未完全氧化的亞硫酸氫鈣。為了保證生成石膏過(guò)程中實(shí)現(xiàn)充分反應(yīng)，驅(qū)逐反應(yīng)生成的SO2，并將未完全反應(yīng)的亞硫酸氫鈣氧化為硫酸鈣，須增設(shè)一套氧化系統(tǒng)，一般可采用漿池中鼓風(fēng)的措施。2.2.5 供水系統(tǒng)

脫硫系統(tǒng)的工藝供水一般有兩種方案，一種工藝供水來(lái)源于鍋爐機(jī)組的工業(yè)水。由于脫硫系統(tǒng)供水成周期性，會(huì)使機(jī)組設(shè)備的冷卻水壓力降低和波動(dòng)，造成送引風(fēng)機(jī)、排粉風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)等設(shè)備的軸承冷卻效果變差，并引起電廠工業(yè)用水緊張。因此該種供水方案前提是鍋爐機(jī)組工業(yè)水的寬裕度較大。另一種方案脫硫工藝設(shè)計(jì)單獨(dú)的供水系統(tǒng)，一般在新電廠脫硫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多，對(duì)于老廠改造應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。2.2.6 其它

腐蝕問(wèn)題是濕法脫硫中常見(jiàn)問(wèn)題。石灰石石膏法脫硫系統(tǒng)中造成腐蝕的因素主要有煙氣中硫化物﹑氯化物﹑煙溫以及由于石灰漿黏性附著對(duì)管道的堵塞等。因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮防腐措施。煙氣脫硫系統(tǒng)的防腐措施很多，如用合金材料制造設(shè)備和管道、使用襯里材料、用玻璃纖維增強(qiáng)熱固性能樹(shù)脂、采用旁路熱煙氣調(diào)節(jié)等，究竟采取什么措施，需依燃煤成分、所采用的煙氣脫硫系統(tǒng)類(lèi)型及經(jīng)濟(jì)狀況而定。

結(jié)垢和堵塞是濕法脫硫工藝中最嚴(yán)重的問(wèn)題，可造成吸收塔、氧化槽、管道、噴嘴、除霧器甚至換熱器結(jié)石膏垢。嚴(yán)重的結(jié)垢將會(huì)造成壓損增大，設(shè)備堵塞，因此結(jié)垢是目前造成設(shè)備停運(yùn)的重要原因之一。結(jié)垢主要包括以下幾種類(lèi)型：碳酸鹽結(jié)垢、亞硫酸鹽結(jié)垢、硫酸鹽結(jié)垢。大量運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明[3]，前兩種結(jié)垢通常可以通過(guò)將pH值保持在9以下而得到很好的控制。在實(shí)際運(yùn)行中，由于pH值較低，且在漿液到達(dá)反應(yīng)槽過(guò)程中亞硫酸鹽達(dá)到一個(gè)較高的過(guò)飽和度，從而在石灰石/石灰系統(tǒng)中亞硫酸鹽結(jié)晶現(xiàn)象難以發(fā)生，因此很少發(fā)生亞硫酸鹽的結(jié)垢現(xiàn)象。然而對(duì)于硫酸鹽而言，其結(jié)垢現(xiàn)象是難以得到有效控制的。防止硫酸鹽結(jié)垢的方法是使大量的石膏進(jìn)行反復(fù)循環(huán)從而使得沉積發(fā)生在晶體表面而不是在塔內(nèi)表面上。5%的石膏濃度就足以達(dá)到這個(gè)目的。為達(dá)到所需的5%石膏濃度其中一個(gè)辦法就是采取控制氧化措施。當(dāng)氧化率為15%~95%，鈣的利用率低于80%范圍時(shí)硫酸鈣易結(jié)垢?？刂蒲趸褪遣捎靡种够驈?qiáng)制氧化方式將氧化率控制在<15%或>95%。抑止氧化通過(guò)在洗滌液中添加抑止化物質(zhì)（扣硫乳劑），控制氧化率低于15%。使?jié){液SO42-濃度遠(yuǎn)低于飽和濃度，生成的少量硫酸鈣與亞硫酸鈣一起沉淀。強(qiáng)制氧化則是通過(guò)向洗滌液鼓入空氣，使氧化反應(yīng)趨于完全，氧化率高于95%，保證漿液有足夠的石膏品種用于晶體成長(zhǎng)。

3.結(jié)束語(yǔ)

在石灰石石膏脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)中在對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化選擇的同時(shí)綜合考慮諸如防腐﹑防堵等一些常見(jiàn)問(wèn)題，不僅能達(dá)到良好的設(shè)計(jì)效果而且能使工藝得到進(jìn)一步完善，為系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保證。

[參考文獻(xiàn)] [1] 王書(shū)肖等，火電廠煙氣脫硫技術(shù)的模糊綜合評(píng)價(jià)，中國(guó)電力，2001,Vol.34(12).[2] 孫雅珍, 濕式石灰石－石膏法排煙脫硫技術(shù)應(yīng)用, 長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào):自科版, 1994, 2: 46-49.[3] 孔華，石灰石濕法煙氣脫硫技術(shù)的試驗(yàn)和理論研究 浙江大學(xué)博士學(xué)位論文,2001.[4] Hjuler K, Dam-Johansen K.Wet oxidation of residual product from spray absorption of sulphur dioxide.Chem Eng Sci, 1994, 49:4515~4521 [5] 駱文波等，改善濕法石灰石－石膏法脫硫產(chǎn)物石膏質(zhì)量的分析 華中電力

2002 15(2)57～58