于雙波

摘 要：通常情況下，高純鹽酸在離子膜燒堿電解陽極液中對pH進行調(diào)節(jié)，也能夠在樹脂塔的再生和醫(yī)藥等高純產(chǎn)品的生產(chǎn)中使用。高純鹽酸的使用過程對游離氯的含量有非常嚴格的要求，特別是在離子膜制堿工藝中，如果高純鹽酸的游離氯含量過高，通常超過20 mg/L都會對高純鹽酸的使用造成影響。因此，應(yīng)當(dāng)加強對高純鹽酸中游離氯含量的控制。本文對于高純鹽酸使用中游離氯超標的危害進行分析，對其原因進行探究，提出幾點有效降低游離氯含量的措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：高純鹽酸；游離氯含量；危害；控制措施

在精細化工、食品工業(yè)以及離子膜燒堿等工業(yè)生產(chǎn)的過程中，高純鹽酸被廣泛地使用。在高純鹽酸中存在著一定的游離狀態(tài)的游離氯，對工業(yè)生產(chǎn)活動有著較大的影響。在生產(chǎn)的過程中，高純鹽酸游離氯的含量應(yīng)當(dāng)控制在一定的范圍內(nèi)，如果出現(xiàn)游離氯超標的情況，就會對螯合樹脂產(chǎn)生一定的氧化降解作用，造成樹脂強度降低，影響離子交換的能力。同時會造成部分設(shè)備的老化，縮減其使用的壽命。因此，應(yīng)當(dāng)嚴格地控制高純鹽酸中的游離氯。

1 高純鹽酸的生產(chǎn)工藝分析

鹽酸屬于一種無色透明的液體。工業(yè)鹽酸中含有一定的鐵和氯等雜質(zhì)所以呈現(xiàn)黃色。在工業(yè)鹽酸生產(chǎn)的過程中，主要采取的是燃燒法，氯氣和氫氣在合成爐進行燃燒，生成相應(yīng)的氯化氫氣體，該氣體在水中進行融合之后形成氯化氫水溶液，就是成品鹽酸。在生產(chǎn)的過程中會產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱和溶解熱，冷卻水能夠很好地解決。在鹽酸生產(chǎn)的過程中，為了能夠促使氯氣能夠充分燃燒，減少成品鹽酸中的游離氯的含量，在合成爐燃燒之前，需要對氯氫的比例進行控制。一般來說，正常的燃燒，火焰的顏色是青白色，通過對火焰進行觀察，對氯氣的流量進行判斷和調(diào)節(jié)。如果出現(xiàn)火焰發(fā)紅或者發(fā)黃的情況，說明氯氣過量：如果火焰的顏色發(fā)白，并且伴有煙霧，說明氫氣過量。普通的工業(yè)鹽酸采用的是普通工業(yè)用水，對合成爐的要求較低，成品鹽酸的雜質(zhì)含量要求不高。高純鹽酸和普通工業(yè)鹽酸生產(chǎn)的原理相同，但是高純鹽酸使用的是石墨爐合成爐，吸收水采用的是純水。在高純鹽酸生產(chǎn)的過程中，采取二合一石墨合成爐，氫氣和氯氣經(jīng)過阻火器后，按照一定的比例進入石墨合成爐內(nèi)，在石英燈頭上進行充分的燃燒，生成的氯化氫氣體經(jīng)過冷卻之后導(dǎo)出，之后經(jīng)過兩級降膜吸收塔和尾氣塔之后形成鹽酸。尾氣經(jīng)過水流噴射器抽入到水封罐之后放空，成品鹽酸在吸收塔的底部進入到鹽酸儲罐。在這樣的生產(chǎn)工藝中，除了氯氣和氫氣中帶來微量的雜質(zhì)之外，可以避免其他的雜質(zhì)進入到成品鹽酸中。在高純鹽酸生產(chǎn)的過程中，游離氯是最難控制的指標，游離氯是氯氣和氫氣的配合比例不當(dāng)造成的，燃燒不完全的氯氣以游離狀態(tài)在鹽酸中存在。

2 高純鹽酸中游離氯超標的危害分析

在離子膜法燒堿工藝生產(chǎn)中，高純鹽酸是生產(chǎn)的產(chǎn)品，同時也是重要的輔助原料，主要在電解槽陽極液和脫硝淡鹽水中進行pH調(diào)節(jié)，有利于樹脂塔酸的再生，并且對脫鹽水反滲透膜組件進行酸洗等。高純鹽酸中的游離氯具有非常強的氧化性，并且對電解環(huán)節(jié)中的螯合樹脂、脫硝CIM膜管以及反滲透膜管產(chǎn)生影響。同時從安全的方面來說，如果游離氯抄表會造成爐壓升高，尾氣塔排放的尾氣不符合標準，帶來一定的安全隱患。為了降低高純鹽酸中的游離氯，一些企業(yè)采用加入Na2SO3的措施，但是在酸性的條件下，Na2S03還原性較弱，會造成電解槽的加酸管道堵塞導(dǎo)致酸流量不穩(wěn)定，并且很難對其化學(xué)副反應(yīng)進行控制。因此，在高純鹽酸的游離氯控制的過程中，需要從源頭開展，對其進行有效的控制，避免游離氯出現(xiàn)超標的情況。

3 高純鹽酸游離氯超標的原因分析

3.1氯氫流量和比例的方面因素

在高純鹽酸生產(chǎn)的過程中，由于氯氫流量的不穩(wěn)定，并且氯氫的比例難以控制，造成氯氣的流量較大，導(dǎo)致游離氯超標。系統(tǒng)操作的過程中，運行電流在不斷升高，并且氫氣的純度也在上升，體積分數(shù)在短時間內(nèi)達到99%以上，氯氣的純度提升較慢。為了能夠?qū)β葰庀到y(tǒng)的壓力進行平衡，需要盡快開始點火生產(chǎn)活動，氯氣的體積分數(shù)達到一定標準時，就能夠達到點火的指標。由于此時氯氣的純度不高，壓力不夠穩(wěn)定，并且火焰的顏色變化較大，氯氫比例不容易控制，導(dǎo)致游離氯短時間內(nèi)超標比較嚴重，隨著系統(tǒng)生產(chǎn)趨向穩(wěn)定，合成爐的生產(chǎn)也漸漸穩(wěn)定。同時，在系統(tǒng)正常運行的過程中，由于操作人員缺乏責(zé)任心，不能夠及時進行調(diào)節(jié)，缺少一定的工作經(jīng)驗，判斷不準確，分析出現(xiàn)一定的誤差，操作過程中出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致氯氣過量，在點火之后的一段時間內(nèi)，高純鹽酸中游離氯的含量較高。

3.2生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)的壓力不穩(wěn)定，調(diào)節(jié)不及時，造成游離氯瞬間偏高

在電解的過程中，升降電流會造成氯氣和氫氣的系統(tǒng)出現(xiàn)壓力波動；其他消耗氯氣的工序流量的調(diào)整對氯氣系統(tǒng)壓力產(chǎn)生影響；氯氣和氫氣壓縮機的運行出現(xiàn)波動，導(dǎo)致氯氣和氫氣系統(tǒng)初心大幅度的壓力波動。系統(tǒng)壓力波動，會導(dǎo)致進爐原料的氣流量產(chǎn)生波動，最終導(dǎo)致游離氯出現(xiàn)瞬間偏高的情況。

3.3石英燈頭以及安裝方面的原因

在石英燈頭安裝的過程中，垂直缺少精確度，或者石英燈頭出現(xiàn)破損都會造成游離氯的含量出現(xiàn)偏高的情況。合成爐的燈頭通常采用的是內(nèi)外夾層套式石英燈頭，在內(nèi)層中進入氯氣，夾層中進入氫氣，如果安裝中垂直度不精確，內(nèi)外夾層不夠均勻，很容易造成氯氣和氫氣流量不均勻，燃燒得不完全，造成高純鹽酸中出現(xiàn)游離氯偏高的情況。

3.4原材料方面的因素

在高純鹽酸生產(chǎn)的過程中，氯氣和氫氣原料的不合格，會造成游離氯超標的情況。在氯氣處理的過程中，處理不徹底，并且在系統(tǒng)中存在微量的酸泥，在運行一段時間之后，酸泥很容易在彎頭、三通以及閥門等位置進行積累，造成流量計出現(xiàn)失靈的情況，氯氣的進爐量難以準確地控制，操作不能夠正常地運行，導(dǎo)致游離氯出現(xiàn)超標的情況。同時，氫氣處理不干凈，夾帶有堿霧和水蒸氣，長期運行會造成氫氣管路以及管件的堵塞，導(dǎo)致氫氣流量不穩(wěn)定。氫氣中含有水分，造成火焰燃燒的過程中存在細微的爆炸，對火焰的觀察產(chǎn)生干擾，很容易造成燈頭的損壞，造成被動停爐的情況。

3.5水沖泵的抽力不穩(wěn)

在高純鹽酸生產(chǎn)的過程中，水力噴射泵對負壓進行抽取，要去爐體內(nèi)的負壓在一定的范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，如果噴射泵系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏或者水沖泵出現(xiàn)故障，造成抽力不穩(wěn)，爐內(nèi)的負壓出現(xiàn)波動，導(dǎo)致氯氫流量不穩(wěn)定，燃燒不均勻，游離氯出現(xiàn)超標的情況。

4 高純鹽酸中游離氯含量控制的有效措施

4.1促進工藝的改進，加強氫氣、氯氣的壓力波動控制

加強游離氯含量的控制。電解槽升降負荷或者其他使用氫氣氯氣的環(huán)節(jié)進行用氣量調(diào)整時，中控室需要和氯化氫氣體合成單位進行密切的配合，緩慢地對負荷進行升降，同時需要對氫氣和氯氣的回流進行調(diào)整，保證其壓力的穩(wěn)定。對于氫氣管道中的積水，特別是在冬季時，需要及時采取措施排出，避免由于結(jié)冰現(xiàn)象對氫氣的壓力造成影響。液氯貯槽進行排壓的過程中，需要對泄壓閥門進行控制，避免由于壓力的波動造成合成爐氯氣過量。如果合成工序中，氯氣緩沖罐中的氯氣出現(xiàn)不足時，可以從尾氯分配臺進行間接的補充，避免從氯氣的處理工序直接補充到緩沖罐，避免由于補充氯氣的原因造成壓力的波動，保證氯氣壓力控制在穩(wěn)定的范圍內(nèi)。

4.2加強氯氣和氫氣純度的控制

通過相應(yīng)的技術(shù)改造，對系統(tǒng)開車和合成爐點火這個階段產(chǎn)生的部分不合格的鹽酸引入到相應(yīng)的廢酸罐內(nèi)，經(jīng)過相應(yīng)的檢測分析之后，把合格的鹽酸輸入到鹽酸儲罐內(nèi)，可以用于系統(tǒng)自用和銷售。

4.3加強氯氣和氫氣配比的控制

在氯氣和氫氣配比的過程中，需要保證氫氣流量和氯氣流量的比控制在（1.05～1.10）：1的范圍內(nèi)容，并且在DCS上將合成爐的氯氣和氫氣流量進行連鎖組態(tài)，實現(xiàn)流量的自動配比。加強員工的崗位培訓(xùn)工作，根據(jù)合成爐內(nèi)爐壓、火焰的顏色對氯氫配比進行合理的控制。

4.4加強設(shè)備的安裝，促進分析誤差的降低

在石英燈頭安裝的過程中，保證燈頭的完善，加強垂直精確率的控制，避免出現(xiàn)氯氣和氫氣的流量波動和燃燒不充分的情況，對游離氯含量進行控制。安裝相應(yīng)的在線監(jiān)測裝置，促進在線監(jiān)測和化驗分析有效集合，對游離氯的指標變化進行了解，并且及時采取措施。

5 結(jié)語

在高純鹽酸生產(chǎn)的過程中，需要對游離氯的含量進行控制，保證在合格的范圍之內(nèi)，在促進高純鹽酸等級提高的同時，加強生產(chǎn)過程的安全工作，避免由于游離氯的影響對螯合樹脂、膜組件等關(guān)鍵設(shè)備造成損害，保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。因此，加強對游離氯過量的原因分析，從人員、材料、工藝以及設(shè)備等幾個方面入手，對游離氯的控制措施進行探究，保證高純鹽酸的質(zhì)量。

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