清洁生产技术在片碱生产中的应用

高志平

（天业化工有限责任公司，新疆 石河子 832012）

清洁生产技术在片碱生产中的应用

高志平

（天业化工有限责任公司，新疆 石河子 832012）

介绍了片碱生产过程中蒸发冷凝水、烧碱废水、烟道尾气和固体废碱的回收再利用工艺及废弃物的处理措施。

清洁生产；回收利用；碳酸钠

实现清洁化生产是所有氯碱企业努力的目标，石河子开发区天业化工有限公司采用瑞士博特公司高效熔盐法装置进行片碱生产，目前生产能力15万t/a，已连续运行10年。为减少生产过程中废弃物的排放，实现清洁化生产，该公司采取了许多措施，取得了良好的效果。

片碱生产主要包括蒸发浓缩、制片、包装等过程，产生的废弃物主要有蒸汽冷凝产生的不含碱冷凝水、碱液蒸发过程中产生的含碱冷凝水、开停车过程中产生的废碱、制片和包装过程产生的碱尘、天然气燃烧产生的烟道气、设备、地面冲洗产生的含碱废水等。

1　生产过程中冷凝水的回收利用技术

1.1不含碱冷凝水的回收利用

不含碱冷凝水主要指生蒸汽与碱液在降膜蒸发器内间接接触换热后产生的蒸汽冷凝水，其每天排量300 m3左右，如果直接进行排放将会造成浪费，增加排污量。

不含碱冷凝水的回收利用包括2部分。（1）结合各车间对蒸汽温度和压力的不同要求，需要对部分蒸汽采取降温降压措施，部分蒸汽冷凝水通过泵以一定压力补充到蒸汽总管对蒸汽进行降温降压 （增湿）；（2）利用蒸汽冷凝水杂质离子含量较低，并结合片碱系统循环水池硬度较高的特点。将剩余不含碱冷凝水引入片碱循环水池进行补水，减少循环水池的补水量，而且使硬度较高的循环水质在一定程度上得到改善。

1.2含碱冷凝水回收利用

含碱冷凝水主要指碱液蒸发浓缩过程中产生的冷凝水，其每天排量约1 000 m3（冷凝水含碱量约为10×10-6）。利用其温度较高（约70℃）、钙镁离子含量少的优点，用作一次盐水的化盐用水，不仅能加速氯化钠的溶解速度，而且降低了盐水系统的氢氧化钠的加入量。富裕的含碱冷凝水经过中和系统处理后与不含碱冷凝水一起送往片碱循环水。2014年项目改造前后碱循环片碱循环水水质数据对比表见表1。

另外，在蒸发冷凝水罐出口添加密封水换热器，将冷凝水温度降低到25℃以下，用作各动力泵的机械密封冷却水，大大降低了机械密封用纯水的消耗。

通过以上措施，片碱单元实现了冷凝水的内部循环利用，不仅降低了循环水池补水、化盐用水、机械密封用水的消耗，而且实现了蒸发冷凝水的排放。

表1　　项目改造前后碱循环水质数据对比表

2　生产过程的碱尘的处理

由于烧碱的特殊性质，在片碱生产过程中会产生大量的碱尘，不仅腐蚀设备，而且严重影响了周围的环境，损害了工人的身体健康，同时也造成了碱损的增加。

碱尘产生的原因主要是由于片碱机转鼓上的碱层被刮刀刮下落入料仓时及片碱经过振荡器进行包装时产生，通过振荡装置孔隙排出。

将原振荡装置上观察孔改造为粉尘抽吸口，引入除尘风机进行抽吸，将碱尘在除尘罐内溶解吸收，减少空间中碱尘的含量。同时，利用蒸发冷凝水作为除尘罐内吸收水的补水以及除尘管线冲洗水，经过吸收和冲洗后的富碱水送往碳酸钠岗位配制碳酸钠。取得了“以废治废”的效果，除尘装置投入使用后现场环境得到很大改善。除尘工艺简图见图1。

图1　　除尘工艺流程图

3　生产过程的冲洗水和熔融碱的回收利用

片碱生产中会产生大量碱尘，所以大量冲洗地面、管线、设备的水都是富含碱的水。首先，进行收集沉降，除去杂质，再将清液经泵送往碳酸钠岗位配置碳酸钠，达到变废为宝，节约成本的目的。

片碱生产开车过程中会产生一定量的开车碱，以及片碱机停车时要排放少量熔融碱，为此设计了一套废碱回收装置，将开车碱和排放的熔融碱收集后进行溶解，配置到规定浓度后送往乙炔工段进行次氯酸钠的配置，也可送到氯乙烯工段作为碱洗塔的中和碱液使用，不仅降低了烧碱系统碱损，而且减少了企业内部自用碱的消耗。

4　生产过程的烟道气的回收利用

该公司采用瑞士Bertrams高效环保熔盐法片碱工艺，天然气在熔盐炉内燃烧加热盘管，盘管内的熔盐作为传热媒介，在熔盐储罐、烧碱浓缩器和熔盐炉3台设备之间形成闭路循环，将天然气燃烧产生的热量传递给烧碱蒸发器，进行液碱的浓缩。

天然气燃烧产生的尾气中含有大量的二氧化碳，直接排放不仅造成资源的浪费，而且二氧化碳作为温室气体，也会造成一定的环境污染。

CH4+2O2=CO2+2H2O

为彻底解决烟道尾气的排放，降低一次盐水工段在盐水的精制过程中精制剂碳酸钠的外购量，该公司自主研发了烧碱排放废弃物采用碱液碳酸化法生产碳酸钠技术。利用含碱废水和烟道尾气反应生产碳酸钠溶液自用，解决了烟道尾气排放及一次盐水碳酸钠实现内部自给的问题。

（1）原料路线的确定

利用片碱蒸发冷凝水、冲洗设备水、和落地碱配制成原料碱液与片碱的尾气逆流接触进行反应生产碳酸钠溶液，供一次盐水使用。烟道气的组分见表2，碳酸钠生产流程简图见图2。

表2　　　烟通气组分

图2　　碳酸钠生产流程图

片碱生产过程中产生的蒸发冷凝水、冲洗设备水等含碱废水与落地碱及30%碱液配制成10%～14%浓度的原料碱液，烧碱熔盐炉产生的烟道气与原料碱液进行反应，同时利用液体在喷射器内的高速流动产生真空动力源，进行持续反应生产碳酸钠溶液。经检测合格后，经泵打入成品储槽再送往一次盐水岗位。

按照满足公司内部精制剂需求，装置规模年产1 600 t液体碳酸钠，在回收利用废水废气废渣的同时，预计每年节约成本二百万余元。碳酸钠产品规格见表3。

表3　　　碳酸钠产品规格

5　　结语

随着近年来自然资源和环境形势的日益严峻，清洁生产逐步被提到工业生产的日常管理中，清洁生产技术逐渐渗透到工业生产的每一个细节，成为一种全新的工业生产模式，也是企业发展的必然选择。该公司始终把环境保护与企业发展结合起来，依靠科技进步，发展循环经济，推行清洁化生产，建设资源节约型、环境友好型企业，取得了显著的经济效益和环保效益。

Cleaner production technology in the application of caustic soda production

GAO Zhi-ping
（Tianye Chemical Co.，Ltd.，Shihezi 832012，China）

Introduced the measures to treat the emissions in caustic soda production process，mainly included the recycling process of evaporation condensation water，alkali containing waste water，flue gas and solid waste alkali.

cleaner production；recycling；sodium carbonate

TQ114.26+8

B

1009-1785（2015）10-0041-02

2015-02-28