姬紅，白生軍，陳祥波

(新疆中泰化學(xué)阜康能源有限公司，新疆 烏魯木齊 830015)

PVC生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水直接排入地下水環(huán)境，會帶來無法挽回的危害，因此要加大廢水的處理力度，降低廢水給環(huán)境造成的危害。隨著PVC裝置規(guī)模的不斷擴大，為符合國家要求的節(jié)能、減排政策，新疆中泰化學(xué)阜康能源有限公司(以下簡稱阜康能源)采用雙效順流蒸發(fā)工藝來處理PVC廢水，形成一套零排放、閉路循環(huán)生產(chǎn)的裝置，可滿足國家對氯堿行業(yè)發(fā)展的要求，最大化節(jié)約資源，降低生產(chǎn)成本。

1 氯乙烯生產(chǎn)過程中廢水的來源

乙炔與氯化氫在合成混合器內(nèi)按1∶(1.05～1.1)的摩爾比混合，混合氣經(jīng)過間接冷卻除水后，再經(jīng)過預(yù)熱器預(yù)熱至100 ℃以上，經(jīng)過反應(yīng)生成氯乙烯體積分?jǐn)?shù)≥80.0%的粗氯乙烯氣體。粗氯乙烯氣體被送入脫酸塔、水洗塔去除未反應(yīng)的氯化氫氣體，得到的粗氯乙烯氣體中仍含有微量二氧化碳及少量氯化氫氣體，其在堿洗塔中被進一步去除。當(dāng)脫酸塔、水洗塔、堿洗塔內(nèi)的溶液達到一定濃度后，需要進行置換，產(chǎn)生酸性/堿性廢水。酸性廢水經(jīng)過常規(guī)解吸、深度解吸裝置處理后送回脫酸塔、水洗塔進行循環(huán)利用，而產(chǎn)生的堿性廢水就成為處理的難點。

2 雙效順流蒸發(fā)工藝

目前，廢水的處理方法有很多種，常用的有化學(xué)沉淀法、活性炭吸附法、離子交換法、電解法等。綜合考慮之后，阜康能源采用雙效順流蒸發(fā)工藝來處理堿性廢水，希望能為PVC行業(yè)的廢水處理開辟一條新的路徑。在一效蒸發(fā)過程中，物料不出現(xiàn)結(jié)晶析出現(xiàn)象，因此采用溫差損失少、傳熱效率好、能耗低、升溫時間短、易操作的降膜蒸發(fā)器；在二效蒸發(fā)時存在晶體析出現(xiàn)象，因此采用抗結(jié)疤、抗鹽析強的強制循環(huán)蒸發(fā)器。為了降低生蒸氣的單耗，稀溶液首先通過一、二級預(yù)熱器預(yù)加熱，然后送進一、二效蒸發(fā)裝置蒸發(fā)提濃，濃縮液通過二效出料泵進入稠厚器內(nèi)析出，然后經(jīng)過離心機進行固液分離。固體是氯化鈉晶體，離心出的母液水送到母液罐，再經(jīng)過母液泵輸送至二效分離室[1]。

3 雙效順流蒸發(fā)裝置運行狀況

3.1 增加沖洗水裝置

雙效順流蒸發(fā)裝置采用減壓蒸發(fā)、提濃離心的方式對堿性廢水進行處理再利用，會出現(xiàn)管道結(jié)垢阻塞的現(xiàn)象。為了提高裝置運行效率，主要改進措施是在二效分離室頂部增加沖洗水裝置(結(jié)構(gòu)示意圖見圖1，現(xiàn)場照片見圖2)，對易沉積結(jié)晶的地方進行反向沖洗，反向沖洗水使用經(jīng)過處理的冷凝廢水。改造后，有效解決了二效分離室頂部易堵塞的問題，減少了停車檢修次數(shù)，大大降低了現(xiàn)場勞動強度。

圖1 二效分離室頂部增加沖洗水裝置的示意圖

圖2 沖洗水裝置的現(xiàn)場照片

3.2 堿性廢水pH值的調(diào)節(jié)

3.2.1 存在的問題

堿性廢水的pH值為14，影響一、二效分離室內(nèi)晶型的成長及鹽顆粒的形成，且在輸送過程中容易結(jié)垢而堵塞管道；同時，氯化鈉含量較低，造成廢水處理量、出鹽量明顯不足。

3.2.2 改造措施及效果

為了降低廢水的pH值，同時提高氯化鈉含量，首先把堿性廢水排入調(diào)節(jié)池，然后加入來自水洗塔的廢鹽酸進行中和，將pH值調(diào)節(jié)到7～9，同時靜置一定時間去除影響裝置運行的污泥、懸浮物等固體雜質(zhì)，將調(diào)節(jié)池中上部的清液通過廢水泵打入含汞廢水緩沖罐，最后進行處理。處理前后的堿性廢水見表1。

表1 處理前后的堿性廢水

經(jīng)過改造后，堿性廢水的處理量、出鹽量明顯增加，如圖3、圖4所示。

圖3 改造前后處理量對比

圖4 改造前后出鹽量對比

3.3 稠厚器改造

3.3.1 存在問題

經(jīng)過二效分離室處理的濃縮液(含固質(zhì)量分?jǐn)?shù)達到25%，溫度為70～75 ℃)由出料泵輸送至稠厚器進行增稠，再進入離心機進行分離，固體產(chǎn)品送去包裝區(qū)。離心后的母液水進入母液水罐，經(jīng)母液水泵輸送至二效分離室繼續(xù)蒸發(fā)濃縮分離。由于二效分離室內(nèi)的濃縮液溫度較高，不利于飽和鹽溶液的結(jié)晶沉淀，造成離心機效率低下，同時固含量較大的母液水在循環(huán)輸送過程中容易堵塞母液水罐、母液水泵至二效分離室的管道，嚴(yán)重時甚至?xí)斐烧籽b置停車。

3.3.2 解決措施及效果

采取的措施為：降低稠厚器內(nèi)部的溫度，從而加快溶質(zhì)的析出速度。由于稠厚器內(nèi)無冷卻設(shè)備，而來自二效分離室的液體溫度較高，鹽的溶解度也較大。為了較快地降低濃縮液溫度，使其中的氯化鈉結(jié)晶析出，降低溶液的固含量，筆者在稠厚器的外圍及底部增加了循環(huán)冷卻水盤管(如圖5所示)。

圖5 稠厚器改造示意圖

改造完成后，稠厚器內(nèi)液體溫度比改造前下降1 ℃左右，出鹽量比改造前提升了5%～8%(如表2所示)。

表2 改造前后母液水固含量對比

4 結(jié)語

筆者針對雙效順流蒸發(fā)裝置運行過程中產(chǎn)生的問題進行了優(yōu)化改造，處理后堿性廢水的氯離子質(zhì)量濃度控制在300 mg/L左右。由于氯離子的富集會影響解吸系統(tǒng)的運行，因此處理后的堿性廢水不能作為凈化系統(tǒng)的補加水。阜康能源的下一個目標(biāo)是將堿性廢水的氯離子質(zhì)量濃度進一步降低到100 mg/L左右。雙效順流蒸發(fā)裝置的投入使用為堿性廢水的回收利用開辟了新的道路，同時也體現(xiàn)了PVC企業(yè)的社會責(zé)任感。

[參考文獻]

[1] 宋小華，楊海棠，白生軍.電石法PVC含汞廢水處理與運行實踐[J].聚氯乙烯，2017，45(1)：41-42.