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氯堿化工氯氣廢氣處理系統(tǒng)安全環(huán)保改造

文檔作者：周兵蹇林松文華文檔來(lái)源：重慶天原化工有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月17日
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氯堿化工氯氣廢氣處理系統(tǒng)安全環(huán)保改造
周兵蹇林松文華(重慶天原化工有限公司，重慶404100)
摘要：本文介紹了通過(guò)對(duì)公司氯氣廢氣處理系統(tǒng)進(jìn)行一系
列安全環(huán)保優(yōu)化改造，提高該系統(tǒng)對(duì)事故氯氣的處理能力的同
時(shí)．利用公司現(xiàn)有次氯酸鈉生產(chǎn)裝置將氯氣廢氣處理裝置產(chǎn)生
的廢氣次氯酸鈉生產(chǎn)為高品質(zhì)的商品級(jí)成品，不但提升了系統(tǒng)
的安全環(huán)保水平，還為企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益一
關(guān)鍵詞：氯氣廢氣處理；工藝改進(jìn)；安全環(huán)保
重慶天原化工有限公司位于重慶市涪陵區(qū)白濤化工園區(qū)，
現(xiàn)擁有生產(chǎn)能力為20萬(wàn)噸／年的燒堿裝置，并擁有自主知識(shí)產(chǎn)
權(quán)的50 JTl噸／年的次氯酸鈉生產(chǎn)裝置(目前產(chǎn)能為全亞洲最
大)，為下游用戶供應(yīng)高品質(zhì)的次氯酸鈉產(chǎn)品。
1技術(shù)改造前的各裝置概況
1．1氯氣廢氣系統(tǒng)
氯氣廢氣處理系統(tǒng)作為公司處理事故氯氣的安全環(huán)保裝
置，是利用18％的液堿對(duì)離子膜系統(tǒng)開(kāi)停車(chē)、液氯包裝尾氣及
各種事故狀態(tài)下產(chǎn)生的事故氯氣進(jìn)行吸收，目的是避免氯氣尾
氣或事故氯氣直接排放進(jìn)入大氣，造成人員中毒、環(huán)境污染等
安全環(huán)保事故。
離子膜開(kāi)停車(chē)及各種事故狀態(tài)下產(chǎn)生的氯氣經(jīng)廢氣處理
管線進(jìn)入吸收塔的下部，與經(jīng)循環(huán)液冷卻器冷卻后的燒堿循環(huán)
液逆流接觸，對(duì)氯氣進(jìn)行吸收。從吸收塔頂部出來(lái)的未反應(yīng)完
的含氯尾氣再進(jìn)入尾氣塔下部，與預(yù)先配制好的18％堿液反
應(yīng)，進(jìn)一步除去其中的氯，達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的尾氣經(jīng)風(fēng)機(jī)排
人大氣中。從吸收塔底部出來(lái)的吸收堿液流入循環(huán)槽，由吸收
塔循環(huán)泵送出經(jīng)循環(huán)液冷卻器冷卻后返回吸收塔，與氯氣繼續(xù)
反應(yīng)，直至循環(huán)液中含堿量(NaOH)≤2．0％，送至次氯酸鈉高位
槽自流裝車(chē)后外售。其工藝流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1．1。
E 7℃風(fēng)機(jī)
日．￡液循環(huán)悄fJ{t；’1、艇堿液☆[!制}營(yíng)J￡7 L越
圖1．1氯氫廢氣處理工藝簡(jiǎn)圖
1．2次氯酸鈉生產(chǎn)裝置
公司50萬(wàn)噸／年次氯酸鈉生產(chǎn)裝置其生產(chǎn)原理是利用氫氧
化鈉與氯氣生產(chǎn)次氯酸鈉成品。反應(yīng)原理如下：
Cl：+2NaOH NaCIO+NaCI+H：O+25．3 lkcal／mol
來(lái)自離子膜電解工序的32％燒堿進(jìn)入堿液儲(chǔ)槽與純水按
比例混合均勻，ildtiil生成l 8％的稀堿液，稀堿液用泵送至堿液
高位槽后自流入一級(jí)吸收循環(huán)泵進(jìn)I：1與一級(jí)吸收塔流出液混
合，混合液用一級(jí)吸收循環(huán)泵送至一級(jí)吸收冷卻器冷卻后泵入
一級(jí)吸收塔循環(huán)吸收氯氣。進(jìn)入填料吸收塔的循環(huán)液自上而
下與從塔下部進(jìn)入的濕氯氣在塔內(nèi)逆相接觸吸收，使出填料塔
的吸收液含NaCl0濃度達(dá)到10％左右，一級(jí)吸收塔的吸收液靠
自流進(jìn)入二級(jí)吸收循環(huán)槽與來(lái)自二級(jí)吸收中間槽的一部分二
級(jí)吸收液混合后，靠二級(jí)循環(huán)吸收循環(huán)泵送出，經(jīng)二級(jí)吸收冷
卻器冷卻，然后進(jìn)入二級(jí)吸收塔繼續(xù)吸收氯氣并調(diào)節(jié)通氯量，
生成13％的NaCl0(成品)。
進(jìn)入二級(jí)吸收中間槽的吸收液分為兩部分：一部分通過(guò)溢
流的方式作為成品送入成品配制槽，另一部分則進(jìn)入二級(jí)吸收
循環(huán)槽與一級(jí)吸收液混合后繼續(xù)循環(huán)吸收。其工藝流程簡(jiǎn)圖
見(jiàn)．下圖。
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圖1．2次氯酸鈉生產(chǎn)裝置工藝簡(jiǎn)圖
1．3系統(tǒng)存在的問(wèn)題
1．3．1根據(jù)《次氯酸鈉溶液》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(如表l所示)，對(duì)外銷(xiāo)
售的廢氣次氯酸鈉，其過(guò)堿量必須得到嚴(yán)格控制，而在尾氣系
統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中若堿液濃度過(guò)低，一旦遇突發(fā)事故，大量事故氯
氣不能得到及時(shí)的處理，存在氯氣外泄的風(fēng)險(xiǎn)。
質(zhì)量指標(biāo)
A3 B“
I 11 I II III
有效氯(以Cl計(jì))％
10．0 5．0 13．0 10．O 5．O
≥
2016年9月化工彳鱈f 125 萬(wàn)方數(shù)據(jù)
——一一‘二]-- 連通閥『．彳二=] i放空
廢氯氣——‘一L_’1 }一J I?～
攀沉積槽
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純水 吸收塔
純水吸收塔 尾贏氣塔塔 尾氣風(fēng)機(jī)
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堿液循環(huán)槽
循環(huán)泵
堿液配置槽
溢流午次氯酸鈉生產(chǎn)裝置“!
次氯酸鈉r島何槽
圖2．5技改后的氯氫廢氣處理工藝簡(jiǎn)圖
注l：將廢氣處理的半成品次氯酸鈉輸送至次氯酸鈉工段繼續(xù)生產(chǎn)為合格的商品次氯酸鈉
注2：使用純水配置廢氣處理所需要的堿液以及在循環(huán)槽中加入部分純水溶解析出的鹽分
注3：液氯包裝尾氣管道上加裝沉積槽，截留管道中的鐵的氧化物，保證次氯酸鈉質(zhì)量
注4：系統(tǒng)開(kāi)停車(chē)過(guò)程中通過(guò)連通閥給吸收塔補(bǔ)充堿液，提升廢氣系統(tǒng)安全性
游離堿(以NaOH
O．1～1．O O．1～1．0
計(jì))％≤
鐵(以Fe計(jì))％
O．005 0．005
≤
重金屬(以Pb計(jì))％
0．00l
≤
砷(以As計(jì))％
0．Oool
≤
表1．3．1次氯酸鈉溶液國(guó)冢標(biāo)準(zhǔn)
1．3．2就目前公司氯氣廢氣系統(tǒng)的運(yùn)行方式而言，其吸收塔
為單塔循環(huán)式吸收方式，而在正常運(yùn)行過(guò)程中的氯氣廢氣量又
是不穩(wěn)定的，那么勢(shì)必會(huì)有吸收塔內(nèi)部有局部過(guò)氯的情況發(fā)
生，這樣會(huì)導(dǎo)致氯化鈉的析出，析出的氯化鈉與循環(huán)液在系統(tǒng)
內(nèi)不斷循環(huán)累積，易造成板式換熱器堵塞，同時(shí)影響次氯酸鈉
的質(zhì)量。
1．3．3連接液氯包裝抽空尾氣和氯氫廢氣系統(tǒng)之間的管道
為碳鋼管道，廢氣系統(tǒng)運(yùn)行中不可避免的會(huì)將管道內(nèi)部分鐵
銹、硫酸鹽等吸入吸收塔內(nèi)形成氫氧化鐵等沉淀物，造成次氯
酸鈉色澤變紅，產(chǎn)品無(wú)法達(dá)標(biāo)。
1．3．4公司廢氣處理系統(tǒng)堿液配置是用堿液和生產(chǎn)水直接
進(jìn)行配置，但由于生產(chǎn)水的硬度比較高，高硬度生產(chǎn)水的使用
會(huì)在吸收塔反復(fù)循環(huán)過(guò)程中加速沉淀的產(chǎn)生，進(jìn)而造成板式換
熱器結(jié)垢堵塞。
2改進(jìn)的方案
2．1在氯氣廢氣處理吸收塔處設(shè)置一個(gè)廢氣次氯酸鈉高位
槽，使生成的廢氣次氯酸鈉通過(guò)自流的方式進(jìn)入到次氯酸鈉生
產(chǎn)裝置二級(jí)吸收塔進(jìn)口，在次氯酸鈉裝置充當(dāng)母液進(jìn)行再次吸
收氯氣，通過(guò)控制出塔ORP保證生成合格的次氯酸鈉成品。
2．2修改氯氫廢氣系統(tǒng)工藝參數(shù)使循環(huán)液中含堿(NaOH)>
6．0％，這樣將使氯氫廢氣處理的安全性得到大幅提高。
2．3將氯氫廢氣處理配堿所用的生產(chǎn)水管道改成純水管
道，并將純水引入到堿液循環(huán)槽中，我們經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)少量析
鹽可以通過(guò)加入一定的純水進(jìn)行溶解，這樣可以減少系統(tǒng)堵塞
的可能，同時(shí)次氯酸鈉的品質(zhì)也能得到提升。
2．4在液氯包裝至氯氫廢氣處理的管線上加裝一個(gè)沉積
槽，利用雜質(zhì)的自然重力使大顆粒的鐵銹等沉積下來(lái)，另外在
此沉積槽內(nèi)有一定的液位，使氣體與液體表面接觸過(guò)程中，將
部分粉塵物質(zhì)截留，這樣就能有效的減少金屬雜質(zhì)等對(duì)次氯酸
鈉成品的污染。
2．5為了保證氯氣廢氣系統(tǒng)在任何狀態(tài)下的安全運(yùn)行，特
別是在吸收塔內(nèi)堿液不足時(shí)的緊急情況，我們將尾氣塔循環(huán)液
分一部分進(jìn)入到吸收塔的頂部，并安裝氣動(dòng)閥，并接入DCS系
統(tǒng)進(jìn)行控制，在緊急情況下開(kāi)啟此閥門(mén)還可以有效的防止在事
故狀態(tài)下，因大量氯氣直接進(jìn)入廢氣處理裝置，造成短時(shí)間氯
氣廢氣處理系統(tǒng)無(wú)法充分吸收大量事故氯氣，進(jìn)而導(dǎo)致各類(lèi)安
全環(huán)保事故的發(fā)生的情況出現(xiàn)。下圖為改進(jìn)后的廢氣吸收裝
置工藝簡(jiǎn)圖。
3技改成效
3．1技改后的產(chǎn)品質(zhì)量分析
技改后，根據(jù)對(duì)某月利用廢氣次氯酸鈉生產(chǎn)的次氯酸鈉成
品分析報(bào)告(見(jiàn)表2)的跟蹤，從報(bào)告中分析結(jié)果可以看出，所有
的次氯酸鈉成品均能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，由此可證明經(jīng)過(guò)該技改，
生成的次氯酸鈉產(chǎn)品均合格。
(下轉(zhuǎn)第128頁(yè))
126 I化，蠆鮮2016年9月
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
污泥以及污水。無(wú)論是過(guò)濾法還是離心法均需投入眾多機(jī)械
設(shè)備，并且從過(guò)濾效果上來(lái)看，過(guò)濾法具有較為顯著的效果，可
以保證污泥脫水率，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析后可以得知過(guò)濾法可以脫去
大約百分之七十的污水，但是這種方法需要眾多操作人員，并
且操作具有一定的復(fù)雜性。離心法的脫水效果可以達(dá)到百分
之八十，并且自動(dòng)化程度高，不需要投入過(guò)多的設(shè)備，但是使用
離心法的造價(jià)成本高，并且在前期處理期間需要對(duì)污泥進(jìn)行高
效濃縮，盡量的縮小污泥體積。
2．3絮凝脫水技術(shù)
絮凝脫水技術(shù)的工作原理為，污泥一般帶負(fù)電，將的高分
子聚合材料(帶有正電基團(tuán))放進(jìn)污泥之中，通過(guò)對(duì)該污泥膠粒
雙電層進(jìn)行不斷的壓縮，再通過(guò)電荷中和以及吸附架橋作用，
并利用網(wǎng)掃捕作用能夠促進(jìn)污泥膠體脫穩(wěn)速度，這樣泥漿中的
液體以及固體即可以快速的分離，之后通過(guò)重力沉降的作用可
以使污泥含水量不斷的減少。一般可以通過(guò)毛細(xì)管吸附時(shí)間
CST以及比阻SPF來(lái)作為污泥脫水性能的重要指標(biāo)，其中CST
的應(yīng)用幾率較大，若是CST越短則可以表示污泥具有更好的脫
水效果。
絮凝脫水處理以及污泥的沉淀效果也會(huì)受到中眾多因素
的影響，比如說(shuō)污泥成分、絮凝劑使用量、結(jié)構(gòu)與其投加方式
等。通常絮凝劑可以劃分為天然絮凝劑以及人工合成絮凝劑
兩種形式，其中人工合成絮凝劑中較為常用的材料有聚丙烯酰
胺類(lèi)、聚合鋁類(lèi)以及聚合鐵類(lèi)的絮凝劑，天然絮凝劑則為殼聚
糖以及淀粉，由于受到經(jīng)濟(jì)以及沉淀效果的影響天然絮凝劑的
應(yīng)用力度相對(duì)較小。一般脫水性能相對(duì)較差、處理難度高的污
泥可以考慮使用絮凝脫水技術(shù)，但是絮凝脫水的成本相對(duì)極
高，并且存在一定的生態(tài)安全隱患，其現(xiàn)階段主要應(yīng)用在水處
理方法，在污泥處理方式的應(yīng)用力度較差。
3結(jié)語(yǔ)
化工企業(yè)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生眾多污水，污水的不斷沉積也會(huì)產(chǎn)生
眾多的污泥，污泥中包含眾多有毒有害物質(zhì)，不能直接排放處
理，并且隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，如何處理好污泥
已經(jīng)成為化工企業(yè)需要解決的重要問(wèn)題?，F(xiàn)在為了使污泥得
到很好的應(yīng)用，需要對(duì)其進(jìn)行脫水處理，現(xiàn)常用的脫水手段為
自然干化法、機(jī)械脫水技術(shù)、絮凝脫水技術(shù)等。其中若是單純
的運(yùn)用機(jī)械脫水技術(shù)仍不能保證污泥脫水效果符合國(guó)家要求
標(biāo)準(zhǔn)，因此很多化工企業(yè)開(kāi)始使用機(jī)械脫水結(jié)合其他脫水技術(shù)
的方式，綜合運(yùn)用各種污泥脫水技術(shù)，保證了污泥脫水效果，具
有很強(qiáng)的可實(shí)時(shí)性。
參考文獻(xiàn)：
[1】周立祥．污泥生物瀝浸處理技術(shù)及其工程應(yīng)用【J】．南京
農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)．2012，05：154—166．
[2】李華，孫福奎，陳超，寶曙光．污泥機(jī)械脫水與熱干化脫水
的經(jīng)濟(jì)性比較[J]．中國(guó)給水排水，2012，23：143—144+148．
[3131海軍．污泥離心脫水技術(shù)研究[J】．中小企業(yè)管理與科
技(中旬刊)，2016，06：194—195．
[4】陳世朋，張景來(lái)．污水處理中的污泥脫水技術(shù)研究進(jìn)展
【J]．污染防治技術(shù)，2006，01：16-19+30．
[5]張超，李本高，陳銀廣．影響剩余污泥脫水的關(guān)鍵因素研
究進(jìn)展[J】．環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，201 1,S1：152—156．
(上接第126頁(yè))
取樣時(shí)問(wèn)有效氯(以Cl計(jì))％ 游離堿(以NaOH計(jì))％ 重金屬(以Pb計(jì))％ 鐵含量(以Fe計(jì))mg／L 砷(以As計(jì))％ 等級(jí)品
4月30日13 0．4 ， ≤0．005 ， BbI
5月7日12．9 0．4 f ≤0．005 ， BbII
5月10日13．1 0．5 ， ≤0．005 ， BbI
5月12日12．8 0．5 ， ≤0．005 ， BblI
5月16日13．1 0．4 f ≤0．005 ， BbI
5月22日12．2 0．5 ， ≤0．005 ， BbII
5月24日12．2 0．5 7 ≤0．005 ， BblI
5月25日12．4 0．5 ， ≤0．005 ， BblI
表3．2技改后某月內(nèi)的次氯酸鈉產(chǎn)品質(zhì)量分析報(bào)告
3-2技改前．后的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析
公司氯氫廢氣處理系統(tǒng)每年使用離子膜燒堿300噸(折
百)，這部分堿液可以生產(chǎn)的次氯酸鈉成品為：30010．159=
1886．8噸。
技改前對(duì)于外賣(mài)的廢氣次氯酸鈉價(jià)格約100元／噸，技改后
利用這部分堿液生產(chǎn)的高品質(zhì)次氯酸鈉產(chǎn)品價(jià)格約800元／噸，
那么一年內(nèi)為公司即可創(chuàng)造的價(jià)值為：(800—100)t1886．8=
132．08萬(wàn)元。
4結(jié)語(yǔ)
對(duì)該氯氣廢氣處置系統(tǒng)進(jìn)行以上技改和項(xiàng)目?jī)?yōu)化后，通過(guò)
實(shí)際運(yùn)行效果驗(yàn)證，充分證明了該安全環(huán)保改造是成功的。不
但使氯氣廢氣處理裝置運(yùn)行更加安全、環(huán)保，又給公司帶來(lái)了
一定的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)：
『11重慶天原化工有限公司次氯酸鈉工藝技術(shù)規(guī)程．
【21重慶天原化工有限公司廢氣處理崗位操作法．
【3】《次氯酸鈉溶液》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBl9106—2003．
128萬(wàn)1方化數(shù)工據(jù)蠆拜2016年9月

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