浅析化工生产中废氯气的检验及处理

贾艳梅

摘 要：我国氯碱工业发展迅速，但在技术装备方面与国外先进水平相比尚有较大的差距。目前氯碱工业生产中废氯回收利用仍处于落后状态，为了改善环境、提高企业经济效益，从氯碱工业技术进步出发，介绍了离子膜法制碱生产中废氯气的处理原理及工艺，指出了工艺操作的注意要点，为氯碱企业废氯气的治理寻求合理的途径。

关键词：离子膜；废氯气；烧碱；处理

1 概述

离子膜法电解制烧碱技术是目前世界上最先进的电解制烧碱技术，与隔膜法和水银法相比，彻底解决了汞害和石棉的污染问题。但是在离子膜电解槽开停车时会产生一定量的低纯度的废氯气必须要经过处理，否则不能达标排放。我公司1994年自行设计了一套年产2万t国产化离子膜碱复极槽生产装置，其中配有一套废气处理装置。2000年我公司又从日本引进了一套年产2万t离子膜碱单极槽生产装置。原有的一套废气处理装置已不能满足扩产后的要求，为此重新设计了一套年产4万t离子膜碱废气处理装置，经过近2a的生产运行，已完全达到设计要求。

2 废氯气处理的原理

氯气是剧毒物质。耐毒极限为3mg/m3。车间空气中含氯量最高容许浓度为lmg/m3。为了解决电解槽及其他工序在开停车、检修和清理时排放的废氯气、正常生产中液氯液化尾气及液氯包装产生的废气，或者发生事故时紧急排放氯气，在氯气处理工序设置了废氯气处理及事故氯气处理装置。本公司采用的是吸收法。吸收法是控制大气污染物的重要手段之一，不仅能有效地消除气态污染物，而且能将污染物转化成为有用的产品，具有一定的经济效益。我公司4万t/a离子膜烧碱废气处理装置的主要作用是吸收整个离子膜碱生产系统所产的废氯气，废氯气或事故氯处理装置的原理是用质量分数为15%左右的稀NaoH碱液吸收氯气。化学反应式：2Na0H+c12-Na-C10+NaCl+H20+106Id

由于反应是放热反应，必须及时移出热量，控制反应温度低于柏气为宜，以免有效氯的分解。反应时还要注意通氯量。通氯过量时将发生过氯化反应，使全部次氯酸钠瞬间分解，造成跑氯事故，为此，必须控制氢氧化钠过量0.1%～1.0%。反应终止时及时分析其残留碱量。

2.1 废气处理装置

为了充分利用我公司液氯生产工段现有的处理废氯气生产次氯酸钠的设备，减少设备的投资，本装置设在液氯生产工段。本装置与液氯工段的抽真空装置（用于液氯包装抽瓶和氯气设备及管道检修时抽真空的装置）的部分设备如循环碱液池、冷却器、碱泵，烧碱及漂水贮槽共用，两套装置可同时投入生产。

处理的废氯气主要包括离子膜复极槽和单极槽开停车的低纯度的废氯气、各生产槽放空废气和氯气正负压水封槽溢出的废气。考虑到离子膜电槽会突然发生紧急事故自动跳闸停车，我们在离子膜槽氯气总管上安装了自动连锁装置，一旦发生紧急停车，阀门就会自动从氯气总网系统切换到该废气吸收系统。本装置能连续处理1h，氯气量500m2（折100%含氯量）其它贮槽的废气能连续处理。装置的运作可确保生产车问操作环境良好，满足生产工艺的要求，经处理后的废气达到环保排放标准。

2.2 废氯气的处理工艺

电解工序来的事故氯气或氯氢处理工序的开、停车废氯气及正常生产中液氯来的包装抽气。液氯储槽来的安全阀氯气、氯氢处理工序超压排放的氯气和液氯来的液化尾气等进入一级废氯气吸收塔下部。在填料层与塔顶循环喷淋下来的15%稀碱液逆流接触，进行吸收反应。从塔顶出来的含氯尾气再进入二级废氯气吸收塔底部。在填料层继续与15%稀碱液反应。达到环保排放标准的尾气经塔顶导出，通过引风机排人大气。通过压力自动控制调节风机人口对空的开度，保证系统操作压力的稳定。

一级废氯气吸收塔和二级废氯气吸收塔中的碱液吸收氯气后温度升高，从塔底流出分别进入一级碱液循环槽和二级碱液循环槽。一级碱液循环槽中的碱液由一级碱液吸收循环泵经一级碱液冷却器冷却后打上一级废氯气吸收塔与氯气继续反应。同理，二级碱液循环槽中的碱液由二级碱液吸收循环泵经二级碱液冷却器冷却后打上二级废氯气吸收塔与氯气继续反应。一级碱液冷却器和二级碱液冷却器通循环冷却水或5℃冷冻水闻接冷却循环碱液。

碱液循环槽中的循环碱液在循环吸收氯气过程中浓度不断降低，待反应液有效氯质量分数≥10%。过碱量约为1%时。即停下启用备用槽。然后，把槽中次氯酸钠溶液作为成品经次氯酸钠成品泵输送到成品罐，再从碱液配制槽经碱液配制泵打人预先配制好的15%稀碱液作为备用。

装置中的碱液高位槽设置有自动开关阀。并与一、二级碱液吸收循环泵连锁。当一级碱液吸收循环泵或二级碱液吸收循环泵在停电或者发生故障停泵时自动打开。15%稀碱液从碱液高位槽进入一级废氯气吸收塔或二级废氯气吸收塔吸收废氯气。避免因停泵而发生跑氯事故。

3 废氯气处理装置的特点

双塔处理废氯气工艺以一级吸收塔为废氯气处理主塔。二级吸收塔为保护塔，且以废氯气吸收塔、碱液循环槽、碱液吸收循环泵和碱液冷却器作为2个循环吸收系统。每个循环系统可独自循环吸收废氯气。与单塔流程相比，双塔流程的优点是当一个循环吸收系统的设备发生故障时，另一个循环吸收系统仍可发挥作用，使废氯气处理装置不至停止运行。流程中的碱液高位槽设置有自控阀。通过压力控制与一、二级碱液吸收循环泵连锁。当一级或二级碱液吸收循环泵在发生故障停泵时，自控阀打开。碱液高位槽中15%稀碱液进入一级废氯气吸收塔或二级废氯气吸收塔吸收废氯气，避免因停泵而发生跑氯事故。装置中的碱液吸收循环泵与尾气风机均设有应急电源。在全厂停电时立即启动应急电源，使事故状态下废氯气得到处理。

4 废氯气处理操作中的注意事项

4.1 严格控制操作温度。由于该吸收反应是放热反应，反应热使循环碱液的温度升高，一方面造成循环碱液对废氯气吸收能力下降，另一方面会造成次氯酸钠分解，因此在反应过程中必须及时移走热量，及时调节循环池蛇管冷却器进出口阀门，严格控制吸收反应温度在35℃以下。以提高吸收能力和漂水的产品质量。

4.2 密切注意废氯气系统压力的变化。如发现废氯吸收塔的进、出口的真空度下降，要及时检查风机是否出现故障，填料吸收塔的气液分离器（丝网扑集器）以及其它设备是否被盐或异物堵塞，一定要及时排除故障。确保废氯气系统压力控制在负压，严禁氯气外泄。

4.3 在离子膜碱正常开车后，本系统正常生产期间，要定时分析循环碱液的浓度，当碱液的质量分数低于10%时要加浓碱，经常保持循环池含碱在15%。17%（质量分数），以备离子膜紧急事故停车时，系统能吸收经自控连锁切换到电解工序有关氯气阀而进入的低纯度的氯气。

4.4 在离子膜工序生产期间，连续运行的循环泵一旦发生故障，可转换启动碱泵代替。

5 结论

废氯气处理采用烧碱吸收双塔工艺流程，不仅解决了离子膜生产中的废气处理问题，而且将废氯气回收转化为用途广泛的次氯酸钠产品，具有较好的经济效益。氯碱生产中排放的废氯气或事故状态下大量的氯氣得到了处理，不仅保护了环境和职工的健康，也提高了企业的经济效益。

参考文献

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[2]兰振涛.废氯气处理双塔工艺浅析[J]氯碱工业，2007（7）.

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