氯气生产过程中,安全至关重要,而压力测量在其中起着核心作用。氯的反应性很强,因此很容易与有机物结合引发爆炸。
为了避免对人员和环境造成的损害,必须精确监控所有的生产步骤。因此隔膜密封系统在测量过程压力时发挥着重要作用。这些隔膜密封与测量仪表的焊接元件能够提供所需要的耐用性与精度。
为此,欧洲制造商协会 Euro Chlor 也建议在氯气生产的压力测量中采用隔膜密封的工艺连接。在设计隔膜密封时,用户必须确保所有润湿部件都由抗氯材料制成。根据不同的应用,钽、Hastelloy®C276 、钛以及塑料(如 ECTFE)都是可能的材料。在任何情况下,系统填充液都必须是惰性的,即不能与大多数物质发生反应,例如卤烃油。
节能隔膜工艺中的氯碱电解法
氯是通过氯碱电解法从氯化钠和水中获得的。在此过程中会产生两种副产品:氢气和烧碱。因此,成功的电解需要将阳极和阴极分离,以免氯和氢结合形成爆炸性混合物。因此,工业上大多采用节能的隔膜法进行电解,即在阳极和阴极之间放置一个特殊的极薄隔膜,只允许正极的钠离子扩散。
在电解法制氯过程中压力测量是一项复杂的任务
电解法氯气生产对压力测量的要求非常复杂。仅仅在设备的两个腔体上安装压力变送器是不够的,关键是确定腔室之间的压差。只有在压力条件平衡的状态下,敏感膜片才能保持完好。因此,必须时刻检查压差的变化一边在发生故障时及时停止工艺流程。
采用双膜片密封的高精度压差变送器可以满足这一要求,例如威卡(WIKA)的DPT-20型,其精度为量程的0.1%。考虑到严苛的使用环境,该仪器应获得危险区域使用的防爆认证。测量任务不同,对应差压变送器的隔膜密封设计也不同:氯气测量位置必须使用钽隔膜,氢气测量位置则需要使用镀金隔膜。
制氯过程中其他工艺可能损坏隔膜
在氯气生产中,电解并非唯一需要高度可靠的压力测量的工艺步骤。即使在其他过程中,隔膜密封被损坏的可控性无法被完全排除。虽然隔膜密封是根据工艺条件制造的,但可能会因为意外超压或附着颗粒的腐蚀而损坏。意外变形会严重扭曲测量结果。此外,隔膜破裂会导致系统填充液进入工艺流程,影响氯的质量。
在关键位置使用带隔膜监测功能的隔膜密封系统
通过使用内置隔膜监测的隔膜密封系统,可以防止在工艺过程中的关键点发生此类损坏。在 WIKA 公司开发的这一系统(特别是用于氯气应用的 DMS27 型)中,隔膜密封装置采用两个隔膜相互叠加。两个隔膜之间的空间被抽空,由此产生的真空度由传感器进行监控。如果工艺侧的隔膜损坏,则由第二个隔膜接替。同时记录真空损失,达到临界值时将发出电子报警信号。在更换传感器之前,将继续对过程压力进行可靠监控。此外,泄漏的填充液也不会造成污染。
注
有关 DPT-20 差压变送器和 DMS-27 隔膜密封系统的更多信息,请访问 WIKA 网站。您还可以找到 WIKA 针对化工行业的测量解决方案的概述以及行业手册。如果您有任何问题,您的联系人将很乐意为您提供帮助。
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