劉成軍，葉得強，沙 劍，荊新升，張積微

（金川集團(tuán)股份有限公司化工廠，甘肅 金昌 737100）

離子膜燒堿裝置在系統(tǒng)開停車、液氯槽車充裝以及其他操作時會產(chǎn)生的部分雜散氯氣，該部分氯氣通過廢氣吸收裝置采用堿液進(jìn)行吸收，最終形成次氯酸鈉，避免氯氣直接進(jìn)入大氣對人員環(huán)境造成傷害。雜散氯氣的吸收會造成系統(tǒng)堿耗上升，運行成本增加。金川集團(tuán)股份有限公司化工廠2016年系統(tǒng)次氯酸鈉生成量15 000 t左右，消耗折百堿1 600 t，折合人民幣720萬元，給系統(tǒng)的成本控制和節(jié)能減排工作造成一定難度。如何減少雜散氯氣的產(chǎn)生，對系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性運行有著重要意義。

1 工藝流程及特點

1.1 脫氯單元

含氯淡鹽水用31%鹽酸調(diào)節(jié)pH值1.3～2.0，進(jìn)入脫氯塔頂部，通過真空脫氯將溶解在鹽水中的游離氯脫出。脫氯后的淡鹽水加入32%堿液調(diào)節(jié)pH值10～11，加入亞硫酸鈉溶液反應(yīng)進(jìn)一步除去游離氯。

1.2 氯酸鹽分解

含氯淡鹽水經(jīng)加熱、加鹽酸后進(jìn)入氯酸鹽分解槽進(jìn)行氯酸鹽分解。氯酸鹽分解后的鹽水進(jìn)入氯水槽，分解產(chǎn)生的氯氣進(jìn)入氯氣總管。

1.3 液氯槽車充裝

液氯貯槽內(nèi)的液氯由液氯泵打入液氯槽車，通過液氯質(zhì)量流量計對液氯充裝量進(jìn)行計量。充裝結(jié)束后，連接管道內(nèi)殘存的液氯送往廢氣處理吸收。

1.4 裝置開停車

裝置開停車和事故狀態(tài)的氯氣，由風(fēng)機抽吸進(jìn)入吸收塔和尾氣塔，被噴淋而下的稀堿液吸收反應(yīng)生成次氯酸鈉，吸收液循環(huán)吸收，尾氣經(jīng)堿霧捕沫器后排放至大氣。生成的次氯酸鈉輸送到液體罐區(qū)。

1.5 氯壓機氯氮混合氣

氯壓機采用三腔迷宮式軸端密封，無磨損，不會影響氯氣純度，密封安全可靠，可保證壓縮機常年不間斷運行；氯氮混合氣排至廢氣處理。

2 研究分析

通過對工藝進(jìn)行研究分析，認(rèn)為系統(tǒng)雜散氯氣產(chǎn)生過量的原因有以下幾個方面。

2.1 氯酸鹽系統(tǒng)

正常生產(chǎn)過程中，氯酸鹽分解槽分解后的氣相氯氣從分解槽頂部氣相管進(jìn)入氯氣總管，液相的氯水通過溢流管溢流至氯水槽，氯酸鹽分解槽液位控制在85%左右（液位達(dá)到85%后自動溢流至氯水槽）。氯氣總管壓力（25～45 kPa）高于氯酸鹽分解槽壓力（0～15 kPa），氯水槽為負(fù)壓操作?？偣苈葰馔ㄟ^氯酸鹽分解槽至氯水槽的溢流管倒入氯水槽，進(jìn)入廢氣系統(tǒng)，導(dǎo)致廢氣處理系統(tǒng)余氯吸收堿耗升高，次鈉生成量大。此外，電解槽出口淡鹽水pH值平均在 3以上（規(guī)定控制在2.5～3.0），導(dǎo)致淡鹽水中氯酸鹽含量過高，分解后產(chǎn)生氯氣量多，導(dǎo)致廢氣處理系統(tǒng)余氯吸收堿耗升高，產(chǎn)生次鈉量多。

2.2 槽車泄壓系統(tǒng)

每次液氯槽車充裝前如果槽車壓力超過0.3 MPa，則緩慢打開槽車氣相閥門和棧橋上通往廢氣處理的閥門，將氯氣排往廢氣處理進(jìn)行泄壓，同時通知聯(lián)合廠房廢氣處理工序負(fù)責(zé)人；當(dāng)壓力低于0.3 MPa時則停止泄壓。充裝后緩慢開啟棧橋上的抽空閥，將管道中的液氯抽至廢氣處理，至抽盡余氯為止（約需20 min）。這樣將生成很多次氯酸鈉。通過長時間的生產(chǎn)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)原有的槽車排壓系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中既操作繁瑣，又要吸收廢氯浪費大量堿液，造成成本增加。

2.3 氯氣壓縮機密封氣

氯壓機密封氣會造成氯氣浪費，堿液消耗增加，次鈉生成量增加。

3 改措施及效果

3.1 氯酸鹽分解系統(tǒng)改進(jìn)措施

利用車間停產(chǎn)檢修期間，分解槽的溢流高度會直接影響到淡鹽水在槽內(nèi)的停留時間和分解時間，停留時間過短，會降低氯酸鹽在分解槽內(nèi)的分解率，進(jìn)而在溢流至氯水槽后，會發(fā)生較為劇烈的二次分解反應(yīng)，使氯水槽內(nèi)的氣相壓力不斷升高[1]。經(jīng)過重新設(shè)計，在氯酸鹽分解槽至氯水槽的溢流管上增加了一根DN80，材質(zhì)為CPVC，高度為4.5 m的管道液封裝置，增加了淡鹽水在氯酸鹽分解槽內(nèi)的停留時間，提升了分解效率，見圖1。

圖1 氯酸鹽分解槽溢流管線改造圖

對氯酸鹽分解裝置進(jìn)行跟蹤，發(fā)現(xiàn)新增液封裝置后，氯氣總管壓力穩(wěn)定，氯酸鹽分解槽內(nèi)氯氣能夠并入氯氣總管，杜絕了總管氯氣借助溢流管倒入廢氣系統(tǒng)的隱患，減少了廢氣處理次鈉的生成量。

3.2 加酸裝置改進(jìn)措施

利用系統(tǒng)停產(chǎn)檢修，在電解廠房西側(cè)增加了材質(zhì)為CPVC外裹玻璃鋼、容積為10.17 m3的17%鹽酸配制罐和鹽酸濃度自動調(diào)節(jié)裝置。目的是配置濃度為17%的鹽酸，穩(wěn)定進(jìn)電解槽精鹽水的加酸濃度。

采用17%鹽酸加酸裝置后，運行一個月后，4#電解槽出口淡鹽水pH值與電槽鹽酸用量統(tǒng)計見表1。

表1 2017年3月4#電槽出口淡鹽水pH值

從表1可以明顯看出，電解槽出口淡鹽水pH值能穩(wěn)定控制在2.5～3.0，降低淡鹽水中氯酸鹽含量，分解后產(chǎn)生氯氣量少，產(chǎn)生次鈉量少。

3.3 槽車泄壓改進(jìn)措施

將泄壓管道與原氯管道連接，中間加裝自動閥，自動控制閥后壓力，保證原氯總管壓力穩(wěn)定，液氯槽車充裝前如果槽車壓力超過0.3 MPa時，則緩慢打開槽車氣相閥門和棧橋上通往原氯的自動閥，將氯氣排往液氯進(jìn)行泄壓并二次液化，同時通知聯(lián)合廠房液氯處理工序負(fù)責(zé)人；當(dāng)壓力低于0.3 MPa時停止泄壓。充裝后緩慢開啟棧橋上的通往原氯的自動閥，將管道中的液氯抽至液氯工序，至抽盡余氯為止（約需20 min）。這樣可以有效減少次氯酸鈉生成，提高廢氯回收利用，降低堿液消耗。按裝一臺槽車排放3 t氯氣計算，每天裝2臺槽車，每天可減少余氯6 t。

3.4 氯壓機氯氮混合氣產(chǎn)生次鈉改進(jìn)措施

正常生產(chǎn)中氯壓機氯氮混合氣排至廢氣處理產(chǎn)生次鈉較多，利用系統(tǒng)停產(chǎn)檢修，將氯壓機氯氮混合氣管線增加閥門及配置DN50管道連接于氯壓機入口主管道，形成二次回收利用，再生產(chǎn)時，關(guān)閉至廢氣處理閥門，切換氯氮混合氣回至氯壓機入口，這樣即減少了次氯酸鈉的生成，又重復(fù)循環(huán)利用了氯氣。

4 結(jié)語

措施改進(jìn)后，次鈉生成量由1 250 t/月（平均）降低到510 t/月（平均），有效減少了余氯吸收次鈉排放液的生成量，降低了燒堿的消耗和次鈉的拉運費用，減少了下游單位污染物的處理費用。折百堿價格按照4 500元/t，次氯酸鈉濃度按照平均值11%計算，帶來直接經(jīng)濟(jì)效益196 703元/月[0.537×（1 250-510）×0.11×4 500]，新增的 17%加酸裝置。保證了電解槽內(nèi)鹽水的pH值，無形中延長了離子膜的使用壽命，節(jié)約了車間備件費用，并且減輕了操作人員的勞動強度，減少了環(huán)境污染，降低了物料的消耗。

參考文獻(xiàn)：

［1］張凱鵬.氯酸鹽分解技術(shù)改造總結(jié).中國氯堿，2005（12），23.