朱麗莉，劉紅民，景濤濤

（河南神馬氯堿發(fā)展有限責(zé)任公司，河南 平頂山467000）

河南神馬氯堿發(fā)展有限責(zé)任公司（氯堿公司）是一個擁有30萬t/a燒堿、30萬t/a PVC生產(chǎn)能力的化工企業(yè)，該企業(yè)在PVC生產(chǎn)過程中副產(chǎn)鹽酸約10萬t/a，副產(chǎn)固體廢物（含水30%）電石渣50萬t/a；固體光氣副產(chǎn)鹽酸約3萬t/a。企業(yè)副產(chǎn)廢酸采用補貼運費的方式維持生產(chǎn)平衡。每年鹽酸補貼費用至少在1 000萬元以上。

1 聚合氯化鋁生產(chǎn)概述

2012年，某公司租用該公司場地，投資約3 000萬元建設(shè)了一套3萬t/a的聚合氯化鋁（PAC）裝置，利用該公司蒸汽和副產(chǎn)鹽酸生產(chǎn)聚合氯化鋁（PAC），由于受蒸汽壓力、技術(shù)、管理等條件限制，于2017年4月將該裝置租賃給河南神馬氯堿公司經(jīng)營，該裝置主要設(shè)備見表1。

聚合氯化鋁是一種凈水材料，無機高分子混凝劑，又被簡稱為聚鋁，化學(xué)分子式：Al2Cln（OH）6-n，易溶于水。其主要用途：（1）主要用于凈化飲用水和給水的特殊水質(zhì)處理，如除鐵、除氟、除鎘、除放射性污染、除漂浮油等。也用于工業(yè)廢水處理，如印染廢水等；（2）聚合氯化鋁在表面處理中用作水處理劑；（3）化妝品主要原料；（4）部分絮凝劑可用于食品添加劑。

表1 聚合氯化鋁裝置一覽表

1.1 聚合氯化鋁生產(chǎn)工藝

在反應(yīng)池中加入鹽酸、水、鋁礬土，經(jīng)攪拌、蒸汽加熱一定時間后，加入鋁酸鈣粉進行反應(yīng)達到指標(biāo)要求，反應(yīng)完成，進入干燥、包裝工序。生產(chǎn)1 t凈水，耗鹽酸量約為0.8 t，聚合氯化鋁生產(chǎn)工藝基本流程示意見圖1。

圖1 聚合氯化鋁生產(chǎn)工藝基本流程示意圖

2 研究課題的提出

2.1 改進方法

該裝置由神馬氯堿承租后，首先對其設(shè)備進行更新、維護、更換等。在運行過程中發(fā)現(xiàn)：（1）1 t PAC消耗蒸汽約3 t，滿負荷生產(chǎn)需耗蒸汽27 t/a左右，公司蒸汽不能滿足需要；（2）原料采購不能正常供應(yīng)，（3）滿負荷生產(chǎn)每天僅能消耗鹽酸72 t，1個反應(yīng)池90 m3，每池每天消耗鹽酸僅25 t左右，而公司每天副產(chǎn)鹽酸210 t左右。

公司專門成立了用鹽酸、電石渣生產(chǎn)氯化鈣生產(chǎn)研發(fā)小組，著手研究生產(chǎn)方案，（1）考慮反應(yīng)設(shè)備的防腐選擇；（2）及時將反應(yīng)熱帶走；（3）要將反應(yīng)解析出的酸霧處置合格，滿足GB16297標(biāo)準(zhǔn)后達標(biāo)排放；（4）在不生產(chǎn)固體氯化鈣之前，利用液體氯化鈣與硫酸根反應(yīng)去除淡鹽水中硫酸根。

新舊方案對比，生產(chǎn)工藝、所需設(shè)備、酸霧吸收等情況大部分一樣，而且不需消耗蒸汽，在不生產(chǎn)固體氯化鈣的情況下，生產(chǎn)工藝比PAC還簡單。而且鹽酸消耗量比PAC大。經(jīng)計算，1 t含水30%電石渣能消耗31%的鹽酸2 t。1個反應(yīng)池每池能消耗鹽酸至少60 t，且可根據(jù)生產(chǎn)需要增加反應(yīng)次數(shù)。

2.2 氯化鈣生產(chǎn)工藝簡述

打開反應(yīng)池上的廢氣吸收裝置，根據(jù)液位計粗控鹽酸加入量，利用酸泵把60 t鹽酸從鹽酸貯槽里加入到反應(yīng)池中。開啟攪拌機，根據(jù)放酸量確定電石渣的用量（鹽酸∶電石渣=2∶1）。將電石渣勻速加入反應(yīng)池，期間嚴(yán)格控制反應(yīng)溫度，根據(jù)溫度確定電石渣的加入量。反應(yīng)1.0～2.0 h后用pH值試紙檢測反應(yīng)液pH值，當(dāng)pH值達到7.0～8.0時穩(wěn)定不變?yōu)榉磻?yīng)完成。停攪拌機，利用桿泵將反應(yīng)池中的液態(tài)產(chǎn)品輸送至壓濾機進行壓濾，濾餅進入1＃沉淀池然后運至磚廠做磚，濾液進入5號跑道池，用車運至鹽礦去除淡鹽水中的硫酸根。液體氯化鈣工藝流程示意圖見圖2。

圖2 液體氯化鈣工藝流程圖

3 生產(chǎn)工藝創(chuàng)新

在利用PAC裝置生產(chǎn)氯化鈣過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題，項目組成員經(jīng)過實驗、研究，已全部解決。

（1）將尾氣吸收塔由一級改為二級，確保了尾氣排放符合國家標(biāo)準(zhǔn)。（2）更改聚合氯化鋁生產(chǎn)工藝由先加酸后加電石渣的方式為先加電石渣后加鹽酸。（3）利用三氯化鋁裝置副產(chǎn)的次氯酸鈉先與電石渣漿反應(yīng)消除硫、磷，保證尾氣排放合格。（4）利用三氯化鋁產(chǎn)生的含鋁廢液生產(chǎn)PAC，有效降低PAC生產(chǎn)成本。（5）將氯化鈣產(chǎn)生的廢渣與PAC產(chǎn)生廢渣按比例混合后做磚，減少產(chǎn)生的廢渣對環(huán)境的污染。（6）改單一生產(chǎn)PAC變?yōu)橐粋€反應(yīng)池生產(chǎn)PAC，2個反應(yīng)池生產(chǎn)氯化鈣。

4 效益情況

利用3萬t/a的聚合氯化鋁裝置，優(yōu)化配置，合理使用該裝置設(shè)備，一個反應(yīng)池生產(chǎn)PAC，兩個反應(yīng)池生產(chǎn)氯化鈣，保證每天消耗鹽酸150 t，年操作時間按330天（8 000 h）計算，液體氯化鈣送往神馬鹽業(yè)除淡鹽水中硫酸根，鹽酸按200元/t計，則每年鹽酸減少補貼：150×330×200=9 900 000（元）；硫酸根降低使電解槽電耗的減少也能產(chǎn)生一定的效益。

5 結(jié)語

利用現(xiàn)有3萬t/a聚合氯化鋁生產(chǎn)裝置，合理利用公司原料、公用工程，副產(chǎn)鹽酸、電石渣生產(chǎn)液體氯化鈣，利用氯化鈣與硫酸根反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀去除硫酸根降低電耗。每年能為公司減少鹽酸補貼費用一千萬元以上，消耗電石渣3萬t。能夠保證公司大生產(chǎn)、大平衡，同時降低了電石灰堆積壓力，增加安置崗位，為公司帶來很好的經(jīng)濟效益、社會及環(huán)保效益。