氯碱管道阀门的说明和选择

可用于氯碱工厂的阀门的功能已经过定制，以解决行业面临的一些最棘手的问题。今天的操作员必须了解每种类型阀门的优势，才能为过程的不同部分选择合适的阀门。



氯碱

在氯碱工厂中，发生四个主要阶段：盐水制备、氯处理、烧碱和氢气生产。它们中的每一个都面临着自己的挑战，与氯碱的其他下游考虑因素一样，包括处理盐酸和次氯酸钠合成。

四个阶段中的每一个阶段都需要特定的阀门和材料。

用于氯碱工厂的阀门类型范围很广：隔膜阀、套筒旋塞阀、内衬阀（蝶阀、球阀、止回阀和旋塞阀）和波纹管密封截止阀，仅举几例。

所有这些阀门都面临无组织排放的问题，这可能是由于密封系统不足、热循环和接液阀门组件腐蚀造成的，尤其是在介质/衬里组合不当的情况下。下游泄漏是另一个常见问题，它可能由内部腐蚀、阀座磨损损坏、结垢和阀座磨损导致。氯碱中使用的阀门必须具有能够处理此类问题的特性和优势。

阶段性挑战

由于在该过程中使用的电解池中的膜和隔膜具有很高的灵敏度，因此必须对这些电解池的盐水溶液进行净化，这一过程涉及许多步骤，包括处理、过滤和离子交换。在存在固体的过程中，磨损是一个问题。通常使用带有聚四氟乙烯 (PTFE) 隔膜的全氟烷氧基 (PFA) 衬里隔膜阀。PFA 内衬蝶阀也是盐水制备过程中的流行选择，有时会使用 PFA 内衬旋塞阀和球阀，特别是在过滤后，当固体已从介质中去除时。

氯是氯碱厂的主要产品。这种氯必须经过冷却、干燥、压缩，然后液化以进行储存或运输，或者送往下游工艺流程。该操作的氯处理部分发生在电解槽中产生氯气之后。在氯处理中遇到的最普遍的问题是无组织排放和腐蚀性介质。直接来自电解槽的湿氯具有很强的腐蚀性和毒性。此处经常选择的阀门是高性能蝶阀（图 1 和 4）、采用蒙乃尔合金等材料制成的严苛工况旋塞阀（图 3）或零排放阀（例如波纹管密封截止阀）。湿氯气用浓硫酸 (H 2 SO 4）。内衬球阀或旋塞阀通常用于处理 H 2 SO 4的强腐蚀性。

氯碱工艺的另一个主要副产品是苛性钠，通常是氢氧化钠。根据电解槽中使用的技术，产生的烧碱具有不同的浓度和不同程度的盐污染。这给阀门选择带来了挑战，因为介质具有腐蚀性，但它也可能含有固体，特别是在蒸发以浓缩产品之后。随着浓度的增加，盐可能会从溶液中析出（沉淀）并产生结垢效应。因此，通常可以选择镍合金套筒旋塞阀（图 3）。这种阀门没有阀体腔，可防止流动介质的积聚，这会导致密封表面损坏。带有 360 度端口唇缘的阀门也可以保护套管免受任何磨损。在低盐碱应用中，

氢气是氯碱工艺中产生的另一种副产品。由于不利的化学计量比（空气与可燃气体或蒸气之间发生完全燃烧的确切比率）和低分子量，氢气的产生量通常不会使其成为具有商业吸引力的衍生物。尽管如此，产生的氢气仍可作为燃料燃烧或经常与氯一起燃烧以制造盐酸以供工厂使用。

制氢面临的困难包括处理储存所需的高压以及需要选择可以避免氢脆的材料。高性能蝶阀 (HPBV) 是制氢的常用选择。

正确的阀门

隔膜阀（图 2）通常用于氯碱应用，因为阀门只有两个部分与管线介质接触，使其能够抵抗腐蚀和磨损。隔膜将阀门的工作部件与有害介质隔离，进一步防止任何金属部件的腐蚀。即使隔膜出现磨损迹象，阀门的线性操作也能确保密封。它还可以防止磨合或断开扭矩。因此，轧制的螺纹不应卡住或磨损，并且通过行程保护主轴免受环境影响，防止阀门堵塞。隔膜阀还可以实现无袋流，防止在密封表面上堆积，促进完全关闭。

全内衬球阀、旋塞阀和蝶阀对氯碱工艺中遇到的所有化学品具有无与伦比的耐腐蚀性。

当需要波纹管密封截止阀时，使用内部组件由不锈钢或哈氏合金制成的阀门，以提供足够的防腐蚀保护。这也有助于防止磨损，多壁全冲洗不锈钢波纹管作为主密封件。这种冲洗系统还可以保持波纹管清洁，并且没有任何颗粒沉淀到波纹管的翅片中。

波纹管密封截止阀的另一个优点是阀体和阀盖之间的紧密密封，可以进一步延长阀门的使用寿命。波纹管密封截止阀中的卓越安全密封系统具有多层壁、压盖填料、金属后座和用于无组织排放保护的盖垫片。波纹管密封截止阀还可用于防止通过舌槽密封系统的热循环。

结论

氯碱是要求最高的流体处理应用之一。对操作员面临的挑战有更深入的了解，使选择阀门的人能够权衡每种阀门类型的优点和特性，以将它们与确切的需求相匹配。运营商有责任确保他们与拥有提供最合适阀门所需的经验和知识的阀门制造商合作，以便设备能够完成平稳运行所需的工作（从而确保最佳的总拥有成本），以及确保人员和环境安全。




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氯碱服务中的阀门

盐酸

典型阀门：

• 隔膜阀

• 内衬球阀、蝶阀、止回阀和旋塞阀

• 波纹管密封截止阀

解决的常见问题：

• 下游泄漏

• 外部排放

• 内部腐蚀

• 维护成本高

盐水准备

典型阀门：

• 隔膜阀

• 内衬旋塞阀、蝶阀和球阀

• 波纹管密封截止阀

解决的常见问题：

• 颗粒磨损

• 阀门堵塞

• 内部腐蚀

• 结垢/下游泄漏

氯处理

典型阀门：

• 隔膜阀

• 内衬蝶阀、球阀和旋塞阀

• 波纹管密封截止阀

• 湿氯：内衬

解决的常见问题：

• 外部排放

• 下游泄漏

• 衬里渗透

• 维修难度

• 温度循环

烧碱

典型阀门：

• 不锈钢

• 内衬蝶阀和旋塞阀

• 套筒旋塞阀

解决的常见问题：

• 外漏

• 结垢/下游泄漏

• 高温腐蚀