氯碱化工氯气废气处理系统安全环保

氯碱化工氯气废气处理系统安全环保

摘要：根据国家可持续发展战略绿水青山的理念要求，需要重视化工产品制

造过程中产生的废气和废液的处理。氯碱化工是一种常见的化工产品制造工艺，

在此过程中会产生大量氯气，造成很大的污染和环境破坏，需要建立废气处理系

统进行处理。因此，系统地引入了氯碱化，制定工业生产基本工艺和氯气处理

原则，优化氯气废气处理系统，是切实需要开展的环保工作。

关键词：氯碱化工；废气处理；安全；环保

前言

随着我国氯碱工业的快速发展，氯碱工业面临的新业态、新问题不断出现。

一是全球和国内经济增速放缓，化工产品需求减弱，结构性产能过剩的困境，传

统产业进入微利时代；三是环境资源制约。最重要的制约因素是绿色发展和节

能减排。因此，氯碱工业面临产能过剩、产品结构单一、环保节能不足、缺乏前

沿技术等问题。氯碱工业需要加快发展，包括技术含量高的产品开发应用，国际

竞争力不足。由高投入、高消耗、低效率的传统发展方式转变为结构调整，攻击

的主要方向是创新驱动的发展模式。氯碱化工作为污染最严重的工业之一，正处

于调整的艰难时期。我们将努力加强环境保护，节能减排，妥善处理生产过程中

产生的三废，实现废弃物努力循环利用，实现清洁生产，发展资源节约、环保、

环保低碳，这是一种新的工业化方式，能促进工业经济更加高效和可持续的发展。

一、氯气废气处理现状

（一）处理流程

1、电解装置流程

电解装置是通过使原盐与淡盐水在特定温度下反向接触而形成的，主要是在

盐水过程中用卤水进行初级过滤纯化，将纯化后的卤水送入离子膜工艺进行二级

纯化，然后电解饱和氯化钠溶液，即氢氧化钠溶液，可以得到三种最终物质。氢

气和氯气被送至氯化氢工艺，在此过程中氯气和氢气经过洗涤、冷却、干燥、压

缩并送至盐中。酸法合成氯化氢气体后送至下游工序，废氯气用于合成次氯酸钠，氢氧化钠送到下一个烧碱的蒸发过程。

2、电解装置生产原理

巴离子交换膜法在电解饱和氯化钠溶液制碱过程中，电解槽的阴极阳离子交

换膜用于将腔室与阳极隔室隔开，该膜是阳离子选择膜，是允许钠离子通过，防

止氢氧根离子，防止氯化钠扩散。阳极室供应盐水，阴极室供应纯水，直流电用

于电解生产烧碱、氯气和氢气。

3、电解装置废气来源

（1）废氯气：①电池开/关时产生的低浓度废氯气；②正/负压水封罐溢出

的氯气废气；③如果离子膜池突然停止或紧急运行，阀门自动关闭原氯气和氯

气总管的废氯收集系统；④氯气罐顶气相消氯吸收系统；⑤氯化氢合成制取平衡氯。

（2）氯化氢废气：①在合成炉点炉前交换氯化氢气体；②进一步将氯乙烯

送至下游工艺，剩余氯化氢；③ 上游工艺或下游工艺离子膜异常时吸收的氯化

氢气体。④氯化氢气体从氯化氢总管泄漏或管路破裂，从阀体泄漏氯化氢气体。

（二）优化前对氯气废气相关的处理系统

废氯气主要是电解过程中电解槽启停时产生的低浓度废氯，紧急情况下处理

吸收电解槽意外停机，如果系统中残留有余氯气，处理工艺通常是在氯气处理过

程中安装废氯气处理装置，即吸收法是用稀氢氧化钠碱液吸收氯气。本方法采

用化工废气处理技术，吸附废气的方法，即废气成分的污染物吸收剂发生化学反

应的特性，用于分离污染物。

1、氯气废气处理系统

氯气可采用相应的氯气废气处理方法进行处理。使用18%液碱吸收含氯废气，防止氯气废气排放到环境中，防止员工中毒等事故。以离子膜制造过程中产生的

氯气废气为例，气体处理管道进入吸收塔底部，穿过循环式冷水冷却器。冷却后

的烧碱相关循环液相互接触并吸收氯气废气。从吸收塔底部流出，吸收后的碱液

被送至循环罐，由吸收塔泵送至循环液中。冷却器，碱液冷却后重新进入吸收塔

制取碱液，再次加氯直至循环液中氢氧化钠总量减少。

（三）存在的问题

问题一：取决于次氯酸钠溶液的质量参数要求需要有效控制与销售相关的次

氯酸钠用量。如果在排气系统运行时碱液浓度过低，就会发生突发安全事件。事

故发生后，大量氯气废气未及时排放，产生氯气废气存在燃气泄漏的风险。

问题二：氯气废气相关处理系统吸收塔基础知识。由于氯基废气产生量缺乏

稳定性，采用一塔循环吸收的形式，吸收塔内容易产生过量的氯气，容易沉降。

氯化钠、氯化钠和循环液逐渐积聚，形成板式换热器，阻碍和干扰次氯酸钠的合

格生产。

问题三：液氯包装相关的尾气和氯氢废气连接到处理系统的管道材料由碳钢

制成。冲击，管道内易生锈和硫酸盐，则吸收塔出现氢氧化铁，次氯酸钠颜色变；红色影响次氯酸钠的质量。问题四：氯废气处理系统是否使用碱液？由碱液和生

产用水制成。由于生产水硬度高，在吸收塔内循环时容易产生沉淀，引起板内热

交换。设备被阻塞等。

二、氯气废气系统设施优化策略

（一）增加次氯酸钠废气高位槽设施

次氯酸钠废气按自动流量排放，次氯酸钠制造设备的相关二次吸收塔，以及

二次吸收塔次氯酸钠生产设备使用亚氯酸钠废气作为母液。它反复吸收氯气并通

过控制保持塔的氧化还原电位，氯酸钠质量达标。

（二）将生产水管道改造为纯水管道

碱处理氯氢废气的生产水管道，实施转换为纯水管道并排出纯水以将相关循

环转化为碱液环槽，少量盐沉淀可按纯水溶解，随流程减少流量，从而堵塞废气

处理系统。

（三）设置沉积槽设施

在相关管道中进行液氯包装处理氯气和氢气废气，在表面安装沉淀池设施，

以响应重力作用促进较重的内容物铁锈等杂质沉淀下来，沉淀池中有液位以确保

气体若机体与液面接触，应挡住，避免灰尘杂质。减少次氯酸钠中的金属杂质造

成的污染。

（四）分流尾气塔中循环液体至吸收塔顶

保持氯气废物处理系统的准确和安全运行，尤其用于确保吸收塔中的碱液不足，可以固定常完成氯气废气处理，尾气塔内循环液分流。吸收塔顶部安装气动阀，分布式控制系统，连接完成控制操作。如果吸收塔里没有足够的碱液，可

以打开气动阀门，避免因进入废气中的氯增加而进行废气处理。设施和处置系统

对应的氯气废气难以及时吸收和避免环境安全事故。

（五）优化处理系统布局

布局设计思路对于废气处理系统实现安全非常重要。以环保为目的，当今废

气处理系统的布局必须是整体的，这是一个概念，应根据待处理废物的相关重要

特性加以考虑。同时，必须考虑布局的成本效益和实用性。以最少的投资获得最

大效率。利用气流和风压的计算结果，相关计算和各个零件的正确放置。一方面，在计算风量时，使用通风系统时，要考虑通风系统支线的风速、主线的风速、上

部排气结构等。同时，在计算风压时必须加以考虑排气系统的压降、万能抽油烟

机的压降、吸收塔的压降。

（六）加强专业人才培养

目前，合格的废气处理人员短缺是相关工作的瓶颈。为有效应对这一局面，我们需要加强外部引进人才，内部培养人才。从外部吸引人才的目的是资助专