利用副产氢气焚烧含多组分化合物的氯化钠废水装置中安全设置的探讨

刘仁强

（山东众音化学科技有限公司，山东威海264200）

目前，中国对化工企业的安全环保要求越来越严，对废水中各组分的排放指标也越来越高；有些过去没有明确排放指标要求的也开始有了指标要求；而且必须达到排放要求等等。氯碱企业产业链中的产品，无论是无机化工、有机化工、还是精细的农药、医药、颜料以及其他化工助剂等产品的生产都含有不同组分、不同浓度的氯化钠废水需要处理。最终要实现废水的组分尽可能被分离回收利用、残余液体达标排放的目的。

1 国内氯碱企业采取的废水处理方法

国内氯碱企业根据自身产业链中不同的产品特点，而采取不同的处理方法。大体可分为：（1）蒸发结晶分离。即多效负压蒸发串联MVR，利用不同盐分的结晶温度的差异，来初步分离出不同的盐分结晶；（2）吸附过滤。利用专用吸附剂对废水中特定组分的选择性吸附的功能来把盐分从废水中初步处理出来，然后再浓缩结晶；（3）湿式氧化。利用氧化剂对废水中的某些组分进行氧化分解，特别是对含有有机物的废水处理。通过湿式氧化处理可以达到改变废水有机物组成，使得长分子链的有机物被破碎为低分子链的有机物，甚至可以被分解为类似水、氮气、一氧化碳、二氧化碳、氯化氢、氨气等简单的化合物，便于进一步分离处理。通常氧化剂选用氯气或次氯酸钠；（4）膜处理。利用特定的膜对一些大分子的离子有选择性的阻隔功能来分离不同的组分；（5）高温焚烧。利用高温来焚烧废水，使得水分汽化；有机物燃烧成二氧化碳、氮气、水；盐分结晶成晶体。

但是，每一种方法都有优缺点。氯碱企业往往是将上述方法有选择性的进行组合使用，利用其各自的优点，实现经济、科学、安全的废水处理工艺及装置。无论是单独采用蒸发结晶分离、吸附过滤、湿式氧化、膜处理、还是有选择性的组合其中的方法，都会不可避免的存在浓缩母液无法再使用这些方法来处理合格，而被迫选择串联采用高温焚烧法来处理浓缩母液。采用高温焚烧法的热源一般是用天然气或副产氢气。氯碱企业通常会采用该企业副产的氢气作为热源。

2 使用氢气作为热源时安全构件设置探讨

虽然对于氯碱企业来说采用氢气作为热源具有经济、方便、清洁等优点，但氢气是易燃易爆的气体，所以在采用时一定要做到安全可靠。根据该公司使用的经验，应注意以下几个方面。

（1）氢气压缩机的抽气量与氢气气柜的运行高度要设立一个相对安全合理的联锁值，防止抽气量过大或气柜供气量发生变化时气柜被抽瘪发生事故。

（2）氢气柜应设置超高、过低位置报警装置，超高、过低报警不但在主控室有显示和报警，还要采用视频监控传输主控室，同时配置现场操作的警示功能和紧急制动机构。

（3）氢气柜应安装在避雷保护区域内，应安装安全阀、压力超高自动排放装置等安全设施，并设置自动切断装置以确保氢气柜泄漏时能自动切断气源，同时进出氢气气柜的氢气管道应设置安全水封。

（4）根据废水加热汽化产生的气体组成来设置氢气、空气的配比，避免空气过量而造成尾气中氮氧化物浓度过大。

（5）点火装置要设立氮气吹除置换系统，点火前必须对氢气进行一定时间间隔的三次取样分析；同时设置空气、氢气、废水根据燃烧炉的温度变化自动调节机构，以及点火装置前设置防止回火的阻断机构。

（6）氢气输送管道应采用无缝金属管道，禁止采用铸铁管道，管道的连接应采用焊接或其他有效防止氢气泄漏的连接方式。管道应采用密封性能好的阀门和附件，管道上的阀门宜采用球阀、截止阀，但与设备、阀门的连接可用法兰或螺纹连接；同时管道铺设时应有大于等于3%的坡度，在管道的最低处应设排水装置及排放倒淋的防火机构。

（7）氢气管道与其相连的装置、设备之间应安装止回阀，界区阀门之间应设置有效隔离措施，防止来自装置、设备的外部火焰回火至氢气系统；同时氢气作为燃料使用时，每台用氢设备的支管上应设阻火器。

（8）氢气输送管道及涉氢设备应设置接地、静电导除装置及阀门、法兰处采取金属线跨接，及室外架空氢气管道、金属管架两端均应接地，防止雷电感应、漏电流和静电积聚，接地电阻不应大于10，并定期委托有资质的第三方机构进行检测且合格。

（9）氢气气柜及涉氢设备管道除按要求设置接地、静电导除装置外，还要对设置的防雷装置进行定期检测且合格。

（10）氢气系统设备运行时，禁止用铁器敲击、带压维修和紧固，不得超压；禁止处于负压状态。爆炸危险区域内电气设备防爆等级必须符合规范要求。

3 安全构件的运行状况控制

副产氢气作为燃烧热源虽然即经济又清洁，但仍然存在安全风险高的缺点。尽管在应用时，无论是从工艺条件及控制参数范围的选择，还是从保障装置安全平稳运行而增加安全构件的角度都充分考虑了安全性和科学合理性，但时时刻刻保证工艺参数在控制范围内、安全构件处于完好状态是十分重要的，也是必须的。因此，如何来保持工艺参数在控制范围内、安全构件处于完好状态，应该从运行制度、组织机构、检查维护运行方式和考核手段等方方面面来健全和有效运行。只有这样才能从本质上解决装置及人为因素存在的缺陷，实现本质安全，从而保障高温焚烧装置的正常运行，避免出现因安全机构设置不完善导致安全事故的发生。

4 结语

一个企业能否生存除了具有合理的产业链之外，还要具有达到国家环保对“三废”排放指标要求的技术及装置。而氯碱企业具有副产氢气作为热源，对无法再用其他手段处理的浓缩母液进行氢气高温焚烧处理，热源既易得又无二次污染的优点，达到科学合理的处理浓缩母液废水的目的。但使用氢气作为热源，必须要将安全放在第一位，既在工艺设计和设备选用时充分考虑到利用合理设置安全保护装置，使得氢气高温焚烧工艺能够为化工产品清洁生产起到关键的支承作用。

依照该公司近年来在该方面的实际生产和运行效果来探索如何能使企业产业链的化工更加清洁、环保、安全运行进行初步的探讨，希望能给同行业企业有借鉴的作用。