淡盐水脱氯系统的降耗措施分析

淡盐水脱氯系统的降耗措施分析
发布时间：2021-09-02T02:30:52.998Z 来源：《工程建设标准化》2021年11期作者：郑志刚
[导读] 本文基于对盐水脱离系统中游离率的存在状态，分析结合典型的化学脱离和真空脱离原理，应用绿色节能原理，通过改造淡盐水的脱氯系统，降低其能耗水平。

郑志刚
山东省菏泽市东明县东明石化万海氯碱有限公司山东菏泽 274500
摘要：本文基于对盐水脱离系统中游离率的存在状态，分析结合典型的化学脱离和真空脱离原理，应用绿色节能原理，通过改造淡盐水的脱氯系统，降低其能耗水平。

关键字：
在盐水精制的过程中，进入电解槽的精制盐水，部分发生电解并在出口处形成较多的氯酸盐和游离氯，游离氯对淡盐水的精制过程具有较大的影响，如不能及时的进行处理，必然损耗大量的化学试剂和动力能源，影响淡盐水脱氯系统的整体能耗。

1 盐水脱氯系统中游离氯的存在状态分析
在盐水精制过程中，淡盐水出口处的游离氯多以次氯酸根和溶解氯两种形式存在其中，溶解氯的浓度与淡盐水的浓度、温度和氯气分压紧密相关；次氯酸根的含量与阴极是迁移的OH-浓度相关，在低电流效率和高OH-浓度时，次氯酸根的生成量随之上升。

2 脱氯原理及方法分析
现实中多采用化学脱氯和物理脱氯两种方法，去除淡盐水系统中的游离氯，其中化学处理方法又分为硫化物还原法和碳素还原法，物理脱离方法包括真空法和空气吹出法。

本文重点分析应用于本系统中的真空脱氯和化学脱氯两种方法。

2.1 真空脱氯原理分析
真空脱氯原理可理解为调节不同压力条件下的氯气在盐水中的溶解度，在减压过程中的氯气溢出，并生成次氯酸盐和盐酸。

结合现场的工况实际条件，认为在氯气分压达到101kPa时，70℃水温仅能溶解0.4g/L的氯气，并且随着压力的逐渐降低，溶解量也会逐渐减少。

这就是要使得氯气从溶液中析出，除了增大盐水的酸度外，还应不断降低表面氯气分压，达到游离氯脱去的目的。

2.2 化学脱氯原理分析
游离氯在淡盐水环境下具有较强的腐蚀性和氧化性，基于此原理，可利用一定的还原性物质与次氯酸根发生氧化还原反应，彻底去除体系中的游离氯。

常用的还原性物质是硫酸钠，生成的硫酸根具有较强的酸性，应在反应中不断的调节pH值，保持弱碱性环境。

3 淡盐水脱氯系统分析
典型的淡盐水电解过程如下图所示。

进入体系的淡盐水，从D101罐泵送到P101，经过真空脱氯塔的作用，部分的淡盐水进入到电解槽，R101中分解的产物进入D101中，在此过程中，真空脱氯后体系中的游离氯质量分数约为3×10-5。

此后，淡盐水在D102中转并泵送入P102，在P102中加入硫酸钠进行化学脱离作用。

在出口处调节pH值并送往下一次的盐水工序化盐。

在整套工艺流程中，用于检测淡盐水酸碱度的pH计，分别位于ae102和ae104中，氧化还原电位表是ae103，主要作用是检测体系中游离氯的含量。

在这样一个典型的化学工艺过程中，通常存在以下4个问题，具体分析如下。

首先，进真空脱氯塔淡盐水pH值的测量是在加入硫酸钠后的外送淡盐水中取样，因此存在滞后性，pH值的控制不稳定。

其次，加入硫酸钠的位置在脱氯后的酸性盐水中，酸性条件增加了硫酸钠的消耗。

再次，氢氧化钠的加入在硫酸钠之后，无法实现在碱性条件下进行的化学脱氯。

最后，Ae103和a104取样对于液位的高度较为敏感，在相应化学试剂加入量不稳定的情况下，可能造成游离氯和pH值测量不准。

4 淡盐水脱氯系统的降耗改造
4.1 淡盐水脱氯系统的降耗改造目的
淡盐水脱氯系统的降耗改造目的包含4方面内容，首先是进一步控制和稳定各项工艺指标，降低外送盐水中游离氯的含量；其次是降低硫酸钠等化学品的消耗；再次避免因为系统故障和加入试剂的波动引起系统的不稳定；最后，适当情况下降低动力消耗。

4.2淡盐水脱氯系统的降耗改造过程
（1）通过上文的分析可以看到，淡盐水脱氯系统需在碱性环境下进行，所以在改造中应将ae102仪表的取样点进行适当调整，准确测定进入真空脱氯系统之前，淡盐水中的酸碱度。

与此同时，应适当调整P102出口碱液的位置。

考虑到储罐的容积较大，一定时期内加入的碱液有限，可能导致混合液不均匀引起pH值的剧烈波动，建议适当增加搅拌装置。

（2）在上述步骤的基础上，可将离子膜法烧碱管道提到P102之前，将通过输送泵泵送的硫酸钠加到P102的出口处，改造之后可以保证P111的出口压力低于P102的出口压力。

这样做的目的是降低硫酸钠加入量不稳定引发的游离率增加可能性。

（3）为P101和P102的输送泵进行变频改造提升，同时将液位调节阀前提支P 102和P101上。

借助于变频改造，能够进一步降低P101和
P102的出口压力，减小电流，降低电机的功率配置，实现节能降耗。

通过上述一系列的改造，得到改造后的工艺流程图如下所示。

结合上述的改造措施，可以看到进行降耗级优化改造后，淡盐水脱氯系统工作更加稳定，降低了硫酸钠等主要化学品的消耗，与此同时电机的相应参数大幅降低动力消耗得到优化。

另一方面，通过上述优化，也能够大大降低P101和P102的检修及维护工程量，实现了综合效率的提升。

但是也应注意到上述调整通过借助氧化还原电位仪来控制加入硫酸钠具有一定的滞后性，有条件的单位可在硫酸钠的输入管线上搭配流量表，更加精准的控制硫酸钠的加入，进一步优化硫酸钠的消耗。

6 结语
在淡盐水电解过程中会产生游离的氯，需进行一定的脱氯处理才能再次利用，脱滤不彻底，一方面对设备及管线造成腐蚀严重时，另一方面会产生沉淀物，危害生产系统的正常工作。

现有的操作工艺中，多使用真空脱氯和化学脱氯两种方式结合去除游离氯。

该种方式虽然脱氯效果较好，但存在能耗较高，化学品消耗不稳定等弊端。

本文结合现实的工况操作环境，对典型的淡盐水脱离系统进行了降耗改造改造后硫化钠等化学品的消耗得到控制，同时电机的功率得到降低，具有较好的推广和应用价值。

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