离子膜烧碱装置废物_污染物循环回收工艺

3. 5% ) ,且所含悬浮物较多 ,满足不了用户的技术 要求 ,失去了市场需求 ,只能排到污水处理工段 ; ② 石灰乳吸收氯气效果差 ,吸收慢 ,仅能处理含氯质量 分数在 1%以下的氯气尾气 ,经常因吸收不良和本 身分解造成环境污染 ,引起索赔纠纷 。
次氯酸钠产品在卫生防疫 、漂白 、造纸 、纺织 、水 处理等方面具有广泛用途 。技术人员着手对漂白粉 工段尾气系统进行技术改造 ,用质量分数为 11% ～ 12%的烧碱代替石灰乳作为氯气尾气的吸收液 ,并 利用电解除害塔的废碱 , 制成含碱质量分数低于 1%、有效氯质量分数为 8% ～10%的次氯酸钠产 品。
1. 8
89. 49
1. 7
89. 79
1. 6
90. 85
3列 53 1. 24
91
2. 14
91
3. 28
94
4. 26
96
2. 68 2. 91 3. 20 2. 36
2百度文库 5
91. 02
2. 5
90. 57
3. 2
88. 63
2. 5
90. 60
3列 63 2. 20
91
3. 10
92
3. 30
(2)运行情况
在增加投资很少的情况下 ,生产次氯酸钠的能
力在 6 kt/ a左右 ,减少消石灰用量 800～1 000 t/ a。
回收液氯及液氯钢瓶余氯超过 30 t/ a,利用除害塔
废碱可生产次氯酸钠超过 300 t/ a,减少了排污量和
污水处理费用 ,取得了良好的经济效益和社会效益 。
该技术改进项目还获得了政府的科技奖项 。
工 段 废 物
二次盐水 废去离子水
废盐酸 ①
电解
废碱 ② 废碱 ③
氯气处理 氯水 ④
高纯盐酸 废盐酸 ⑤
液氯
废碱 ⑦
漂白粉 漂白液 ⑧
合 计
产生原因
树脂塔反冲洗
除废氯气 湿氯气冷凝水 吸收盐酸尾气 除排污器三氯化氮 吸收漂粉塔氯尾气
数 量 处理费用
m3 / a 万元
10 902
330
30
297
塔废碱排放口管道接至漂白粉尾气工序 ,作为尾气
3 [作者简介 ] 陈剑明 (1972 - ) ,工程师 , 1997年毕业于福州大学化工系 ,现于福建湄洲湾氯碱工业有限公司烧碱车间 任职 。
[收稿日期 ] 2006 - 03 - 01
33
环保与安全 氯 碱 工 业 2006年
并能取得显著的社会效益 。
表 2 废物的循环回收利用取得的社会和经济效益
工 段
废 物
回收量 经济效益 节约处理费用 总体效益
m3 / a 万元
万元
万元
二次盐水 废去离子水 10 902
1
1
废盐酸 ①
330
30
30
废 碱 ②
297
32
32
电 解 废 碱 ③
450
20
20
40
氯气处理 氯 水 ④
第 12期 2006年 12月
氯 碱 工 业 No. 12
Chlor - A lkali Industry
Dec. , 2006
【环保与安全 】
离子膜烧碱装置废物 、污染物循环回收工艺
陈剑明 3 (福建湄洲湾氯碱工业有限公司 ,福建 泉州 362113)
95
4. 17
95
1. 95 2. 41 2. 38 1. 44
1. 3
94. 06
1. 2
93. 50
1. 3
93. 33
1. 2
94. 44
[编辑 :费红丽 ]
35
国内传统设计是用质量分数为 20%的碱通过
除害塔喷淋吸收废氯气 ,再在碱质量分数低于 8%
时通过管道排到污水处理工段 。废碱中的次氯酸
钠 、氢氧化钠均为有用的化工原料 ,在纺织 、医疗卫
生 、防疫 、漂白方面均有很大的用途 ,排掉实在可惜 。
技术人员通过对工艺的改进 ,用质量分数为 11%的
碱代替石灰乳吸收漂白粉尾氯生产次氯酸钠 ,除害
3 社会效益和经济效益
烧碱各主要工段污染物的循环回收利用的设计
及实践运行 , 取得了显著的社会效益和经济效益
(如表 2所示 ) 。
4 结 语
目前国内引进离子膜烧碱技术的势头迅猛 。已
运行和在建的超过 400万 t/ a,如果在施工设计时就
进行废物 、污染物的循环回收利用工艺设计 ,氯碱全
行业就可获得大约节省 5 000 万元 / a的经济效益 ,
a; ⑦质量分数为 20% ; ⑧有效氯质量分数为 3%。
[编辑 :费红丽 ]
(上接第 11页 ) 1. 2 电解槽内的副反应减少 ,阳极腐蚀减轻 ,阳极 效率提高
改造前后的分析数据见表 1。 由表 1 可见 ,在预热器改造后 ,电解槽槽温升 高 ,氯酸盐含量及氯中氧含量下降 ,阳极效率回升 , 副反应的降低减少了电解产物氯和碱的损耗 ;同时 , 氧含量下降 ,减少了阳极片的腐蚀 ,延长了寿命 。但 在生产过程中电解槽的温度也不宜过高 ,否则会造 成氯 、氢带水过多 ,增加后道工序的负担 ,还会因产 生的气泡效应而造成槽电压的升高 。
图 4 高纯盐酸工段废酸的循环使用
2. 5 漂白粉工段尾气处理的技术改造 漂白粉工段的尾气吸收系统是用来吸收漂粉
塔 、液氯包装 、整瓶的氯气尾气 ,传统设计是氯气尾 气与石灰乳反应生成漂白液 ,存在以下两个问题 : ①漂白 液 内 有 效 氯 含 量 低 (其 质 量 分 数 小 于
第 12期 陈剑明 :离子膜烧碱装置废物 、污染物循环回收工艺 环保与安全
1 氯碱企业污染物的产生 、种类及数量
氯碱行业是典型的技术 、资金密集型的行业 ,由 众多的生产工段及辅助工序组成 ,其主要生产工段 有 :一次盐水 、二次盐水 、电解 、氯气处理 、氢气处理 、 液氯 、液氯包装 、高纯盐酸 、漂白粉等 。大部分工段 有废物产生 , 均采用传统的去污处理方法来清除 (见表 1) 。
2 进行工艺创新 ,实现废物循环回收再生
2. 1 二次盐水树脂塔去离子水及废酸碱的回收 在二次盐水工序离子交换树脂塔中的树脂再生
过程中 ,须定时用去离子水 、盐酸 、碱冲洗和反冲洗 。 在传统的工艺设计中 ,是冲洗及反冲洗的去离子水 、 盐酸 、烧碱即时排放到污水处理工段 ,污水处理工序 根据进料介质的酸碱性自动加料 ,控制 pH 值 ,达到 处理的目的 。树脂塔排酸时 ,在污水处理进口加碱 中和 ;排碱时 ,则加酸中和 。这样 ,不仅增加了排污 量 ,而且浪费了成品酸碱 。根据酸碱中和的原理 ,技
2. 3 氯气处理工段回收氯水的回用 采用氯气处理工段回收氯水洗涤湿氯气和去一
次盐水工序化盐 。离子膜烧碱装置氯水处理的传统 设计是氯气处理工段钛冷却器产生的饱和氯水通过 地下排污管送到污水处理工序 ,但是 ,由于温度变 化 ,氯水经常在地下管网内分解产生氯气 ,造成地下 管网内氯气聚集 、外逸 ,严重影响了厂区的环境卫 生 。利用氯水中的主要成分与电解产生的淡盐水成 分几乎相似的这一特性 ,以及离子膜烧碱装置具有 淡盐水脱氯塔的优势 ,技术人员开展了对氯水综合 回收的设计 。首先 ,钛冷却器产生的氯水集中在氯 水槽内 ,氯水再通过氯水泵送到氯水洗涤塔 ;对湿氯 气进行喷淋洗涤 ,除去湿氯气中夹带的盐雾和对液 氯安全生产构成重大威胁的三氯化氮 。如 ,减少盐 雾以便于对氯气进行干燥处理 ;减少三氯化氮以利 于液氯工段的安全生产 。喷淋洗涤后的氯水送到电 解工段的阳极液排放槽 ,通过排放槽的淡盐水泵 ,将 氯水送到脱氯塔进行真空脱氯处理 ,将脱氯后的淡 盐水重新送至一次盐水工序去化盐 ,既实现了氯水 的零排放和污染物的再利用 ,又达到了安全生产的
吸收液的一部分 。废碱中的碱含量降至质量分数为 1% ,有效氯的质量分数升至 10% ,成为合格的工业 次氯酸钠产品 。废碱由污染物变为产品 ,实现循环 回收利用与环保的双重效果 ,其工艺流程简图见图 2。
目的 。其工艺流程见图 3。
图 1 二次盐水树脂塔去离子水及 废酸碱的回收工艺流程简图
图 2 电解工段除害塔废碱液的回收利用工艺流程简图
34
图 3 用氯气处理工段回收氯水洗涤 湿氯气和一次盐水化盐工艺流程简图
2. 4 高纯盐酸工段废酸的循环使用 离子膜烧碱须配套有高纯盐酸装置 ,用以中和
在电解槽内进入阳极室的 OH - 离子 ,减少氯中的氧 含量 。高纯盐酸尾气吸收系统传统设计是利用氯化 氢易溶于水的性质 ,用普通自来水通过喷射泵对含 氯化氢尾气进行吸收 ,得到的废酸中含氯化氢质量 分数低于 1%。废酸通过排污管直接排到污水处理 工段 。高纯盐酸产品是用去离子水在三合一炉内吸 收盐酸气体形成质量分数为 31%的高纯盐酸产品 。 因为成品酸与废酸成分相似 ,通过对工艺管道的整 改 ,以及增加必要的设备 ,吸收盐酸尾气的普通水改 用去离子水 ,形成低浓度 (质量分数为 1% )的高纯 酸 ,集中在增设的 50 m3 低钙镁的聚丙烯贮槽中 ,再 用酸泵打到三合一炉 ,作为成品高纯酸吸收液的一 部分 ,实现了污染物的再利用 。其工艺流程见图 4。
其工艺流程见图 5。
图 5 漂白粉工段尾气处理技术改造工艺流程简图
( 1 )工艺叙述 废氯气在钛鼓风机的作用下进入湍球塔 ,在塔 内被从碱泵送来的碱液喷淋吸收后 ,经水分离器 、钛 鼓风机至放空管放空 , 放空气中氯质量分数低于 0. 038% ,符合环保要求 。碱液经碱泵送入湍球塔循 环吸收 ,待碱池中次氯酸钠有效氯质量分数达到 10%、碱质量分数低于 1%时 ,停止通氯 ,将次氯酸 钠打入成品槽待售 ,同时更换碱池 。
前 言
因为面临能源瓶颈和环保要求 ,目前循环经济 在全球范围内方兴未艾 ,而氯碱行业更是典 4 的高 耗能 、高污染的行业 ,离子膜烧碱技术的引进和开 发 ,为降低能耗 、减少污染提供了新的途径 。但是 , 由于国内个别化工设计院缺乏生产实践 ,在氯碱生 产及废物回收利用方面的设计大多采用原来隔膜法 的思路 ,没有针对离子膜烧碱装置的特点创新设计 循环回收工艺 。本文以实践为依据 ,在 4万 t/ a离子 膜烧碱传统设计的基础上再创新 ,实现了离子膜烧 碱装置无废物 、污染物排放 ,基本达到了绿色生产的 要求 。
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注 : ①质量分数为 31% ; ②质量 分数为 32% ; ③质量分 数为 8% ; ④有效氯质量浓度为 800 mg /L; ⑤质量分数为 1% ; ⑥该项单位
为 kt/ a; ⑦质量分数为 20% ; ⑧有效氯质量分数为 3%。
2. 2 电解工段除害塔废碱液的回收利用
槽号 3列 43
表 1 改造前后的分析数据表
日 期 槽 温 / ℃ w (NaC lO3) / % 氯中 VO2 阳极效率 / %
1. 24
92
2. 14
92
3. 28
95
4. 14
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4. 26
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1. 9
91. 56
[关键词 ] 氯碱生产 ;污染物 ;废物 ;循环回收 [摘 要 ] 介绍了离子膜烧碱企业的废物 、污染物循环回收处理工艺 ,阐述了回收的意义及福建湄洲湾氯碱工
业有限公司由此而获得的经济效益 。 [中图分类号 ] X781. 2 [文献标识码 ] B [文章编号 ] 1008 - 133X (2006) 12 - 0033 - 03
术人员决定在二次盐水装置增加 1套 50 m3 的玻璃
钢反应槽 ,树脂塔冲洗产生的去离子水 、盐酸 、烧碱
先行排进玻璃钢贮槽进行中和反应 ,加碱控制中和
水的 pH值在 8左右 。反应后呈弱碱性的中和水送
往一次盐水化盐桶 ,用于化盐 ,达到循环回收利用和
减少废物的双重目的 。
其工艺流程见图 1。
表 1 氯碱企业污染物的产生 、种类及数量
12 960
1
2
3
高纯盐酸 废盐酸 ⑤
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1
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漂白粉 漂白液 ⑦
15 000
50
50
次氯酸钠 ⑧
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120
60
合 计
143
152
235
①质量分数为 31% ; ②质量分数为 32% ; ③质量分数为 8% ; ④ 有效氯质量浓度为 800 mg /L; ⑤质量分数为 1% ; ⑥该项单位为 kt/