聚氯乙烯生产废水处理装置优化改造

聚氯乙烯生产废水处理装置优化改造

陕西北元化工集团股份有限公司(以下简称北元化工)化工分公司100万t/aPVC生产装置产生的工艺废水中主要含有氯乙烯，其汇集至废水收集槽后泵人废水汽提塔，汽提出来的氯乙烯送至回收工序回收，塔底排水与PVC离心母液一起送母液回收处理系统，出水送到电石、乙炔装置回用。100万t/aPVC生产装置工艺设计中有2套废水处理装置，单套处理能力为8m3/h。该装置自开车投用以来，废水出水中氯乙烯含量居高不下，且运行不稳定，经过对现有装置在生产过程中存在的瓶颈问题进行分析总结，并通过技术改造，提升了废水处理装置的运行水平及出水水质。

1、PVC生产工艺废水处理的原理及工艺流程

(1)原理。

蒸汽通人废水中，与废水充分接触，废水中的溶解性气体和某些挥发性物质向气相转移，从而达到脱除水中污染物的目的。根据相平衡原理：一定温度下的液体混合物中，每一组分都有一个平衡分压，当与液相接触的气相中该组分的分压趋于零时，远远小于平衡分压，则组分将由液相转人气相。

(2)工艺流程。

PVC生产工艺废水经工艺管线汇集至氯乙烯废水收集罐，后经废水汽提进塔泵、废水过滤器、板式换热器进人废水汽提塔中，通过废水汽提塔底部上升的蒸汽与塔顶进人的废水逆流接触将废水中的氯乙烯脱出，形成氯乙烯和蒸汽的混合气体，再经塔顶冷凝器将蒸汽冷凝回流人塔内，而不凝的氯乙烯气体经分离器回收到氯乙烯回收气柜再次回收利用，最后由废水汽提塔出塔泵将脱除了氯乙烯气体的废水经板式换热器输送至露天的聚合母液水处理系统。

改造前废水处理装置工艺流程见图1。

2、原废水处理装置运行情况

2.1 装置运行情况

在实际运行过程中，因废水中夹带少量的PVC树脂，长时间运行后，汽提塔、板式换热器内部会出现堵塞现象而导致其通道变小，使汽提塔进水与出水不能很好地进行热量交换。废水汽提塔出水温度一般为：Ⅰ期装置90~100℃，Ⅱ期装置100~110℃，而与其换热后进废水汽提塔的水温一般为：Ⅰ期装置50~60℃，Ⅱ期装置30~40℃。因废水汽提塔进水温

度偏低，废水在其内部不能很好地沸腾，造成汽提塔出水中氯乙烯含量达不到环保排放要求[废水中氯乙烯质量分数在(30~80)x10-6]，具体数据见表1，且板式换热器在实际运行过程中频繁泄漏，存在冷热料互串、检修频繁、检修困难等问题，导致废水汽提装置不能连续、稳定运行。

2.2 装置控制情况

在运行过程中，废水汽提塔进水流量、塔底液位依靠进塔流量计进行监控，进塔流量若偏高，则出现塔底液位不稳定、废水在汽提塔沸腾不好、废水中氯乙烯不易脱除的问题;进塔流量若偏低，则出现塔底液位不稳定、进塔蒸汽浪费问题，且造成废水汽提塔脱出的混合气体不易在塔顶冷凝器冷凝。北元化工废水汽提塔进塔流量计为浮子流量计，因进塔废水压力为0.4MPa，导致流量计内浮子卡死在管线，使其计量不准确，不便于操作人员对进塔废水流量的曰常监控，造成废水汽提塔运行不稳定。

3、优化改造方案

3.1 装置运行相关设备改造

拆除Ⅰ期装置废水汽提塔板式换热器，更换为螺旋板式换热器(换热面积为150m2)，并将拆除的板式换热器安装在Ⅱ期装置废水汽提塔处，与Ⅱ期装置未拆除的板式换热器并联使用，实际运行过程中开1备1。经过改造，废水汽提塔冷侧物料与热侧物料能很好地进行热量交换，进塔废水温度在90℃以上，废水在汽提塔内部能很好地沸腾，保证了废水汽提塔出水中氯乙烯含量指标满足国家相关排放要求，Ⅰ期、Ⅱ期装置废水汽提塔实现了连续、稳定运行。

3.2 装置日常控制的优化

由于废水中含有易导电介质，将废水汽提塔进塔流量计由浮子流量计改造为电磁流量计，便于操作人员对进塔废水流量的日常监控，维持废水汽提塔稳定运行。

3.3 进水水质的优化

为了进一步优化废水收集罐进水水质，防止废水中夹带的少量PVC树脂进人废水收集罐内堆积堵塞，在废水收集罐进水总管处增加分离罐，将废水进一步沉淀分离。所有废水经分离罐后，固态物质在罐内沉淀，而清水进人废水汽提塔进行氯乙烯气体的脱除处理。

废水汽提处理装置废水进水口增加分离罐工艺流程见图2。

4、优化改造效果

(1)通过将一套废水汽提处理装置板式换热器更换为螺旋板式换热器，同时在另一台废水汽提处理装置增加备用板式换热器，实现了废水汽提塔连续、稳定运行，保证了废水汽提塔出水中氯乙烯含量满足国家相关排放标准要求，具体数据见表2。废水汽提塔经过优化改造，使含氯乙烯废水得到了很好的处理与回用，降低了环境污染，改善了水资源的浪费现象。

(2)通过将废水汽提塔进塔流量计由浮子流量计改造为电磁流量计，方便了操作人员对进塔废水流量的日常监控，使废水汽提塔稳定运行。

(3)通过在废水收集罐进水总管处增加分离罐，将废水进一步沉淀与分离，防止了废水中夹带的少量PVC树脂进入废水收集罐堆积堵塞，进一步提升了废水汽提塔的运行能力。

5、结语

北元化工对100万t/aPVC生产工艺废水处理装置进行的优化与改造，取得了一定的成果，投用效果良好，并具有良好的经济效益和社会效益。废水汽提塔经过改造后，运行稳定且控制便宜，出水指标基本达到了国家排放标准要求。(