氯碱化工氯气废气处理系统安全环保

张长斌

(山西晋环科源环境资源科技有限公司，山西 太原 030024)

氯碱化工属于化学工业企业常用生产项目内容，然而，氯碱化工生产时常产生一些氯气废气，不仅会对环境带来一定污染，还会损害生产人员身体健康。所以，需做好氯气废气有效处理，保证氯碱废气处理效果。为符合节能及减排要求，应针对氯碱化工涉及的氯气废气相关处理系统进行及时优化和改进，保证其更加安全及环保，保证氯碱化工绿色生产。

1 工程概况

以山西省某氯碱化工企业为例，该氯碱化工企业烧碱设备每年产量达20万t，次氯酸钠生产设备可提供次氯酸钠生产产品，但在生产过程中存在氯气废气，具有氯气废气相关处理系统。

2 优化前氯碱化工氯气废气相关处理系统

2.1 氯气废气相关处理系统

依据氯气废气对应处理系统能够对氯气进行处置，采取18%液碱对于氯气废气实施吸收，防止氯气废气排入环境中，避免工作人员中毒事件等[1]发生。针对离子膜生产运行中形成的氯气废气通过废气处置管道进至吸收塔下处，和通过循环液冷却器实行冷却之后的烧碱相关循环液体相互接触，吸收氯气废气。自吸收塔顶流出的氯气废气进至尾气塔下处，和18%碱液作用，清除部分氯气，得到环保排放要求的气体后可排至环境中。自吸收塔底处流出的吸收碱液进至循环槽，碱液从吸收塔泵至循环液冷却器，碱液完成冷却之后再次进入吸收塔，使碱液和氯气再次作用，直到循环液所含氢氧化钠总量≤2%，得到次氯酸钠产品。

优化之前氯气废气对应处理系统如图1所示。

图1 优化前氯气废气对应处理系统

2.2 次氯酸钠生产设施

次氯酸钠生产设施中运用氢氧化钠和氯气合成次氯酸钠。使用氯气加氢氧化钠反应作用，次氯酸钠加氯化钠加水反应，依据离子膜相关电解得到烧碱，使32%烧碱进至碱液储槽中，使烧碱和纯水依据比例相混合，制作18%稀碱液。对稀碱液采取泵送方式运输到碱液高位槽设施，通过自流而进至一级具备吸收及循环作用的设施中，和一级具有吸收功效设施相关流出液体相混合，采用一级具备吸收及循环作用设施实行泵送到一级具有吸收和冷却功能设施中，完成冷却并泵送到一级具有吸收功效设施中，对于氯气废气实行重复吸收[2]。循环液体进到填料具有吸收功效设施中循环液体从上往下和自塔下处流进的湿氯气相互接触以及吸收，保障填料设施流出的吸收液体中次氯酸钠含量约为10.0%，使一级具有吸收功效设施中吸收液体依据自行流动作用进至二级具备吸收及循环作用设施中，并和二级具有吸收作用设施相关吸收液体相混合，依据二级具备吸收及循环作用设施得以输出，依据二级具有吸收和冷却功能设施实行冷却处理，进至具备二级吸收作用设施对氯气实行吸收，获得含量为13.0%的次氯酸钠。

2.3 存在的问题

问题一：依据次氯酸钠溶液质量参数要求(见表1)要求售卖的次氯酸钠相关过碱量需得到有效控制，尾气系统运转时如果碱液浓度太小，出现突发安全事故后，大量氯气废气无法及时被处置，具备氯气废气泄露危险性[3]。

表1 次氯酸钠溶液质量参数要求

问题二：氯气废气相关处置系统吸收塔依据一个塔循环吸收形式，由于氯气废气产生量缺乏稳定性，可能导致吸收塔中存在氯气过量情况，容易析出氯化钠，而氯化钠和循环液逐渐聚集，让板式换热器受堵，干扰次氯酸钠生产合格情况。

问题三：和液氯包装相关抽空尾气及氯氢废气处置系统相连管道材料是碳钢材质，由于氯氢废气影响，容易导致管道出现铁锈以及硫酸盐等而进至吸收塔中，出现氢氧化铁等，导致次氯酸钠颜色较红，影响次氯酸钠质量。

问题四：氯气废气对应处置系统有关碱液是采取碱液及生产水制作的，因为生产水存在较大硬度，在吸收塔中循环运用容易出现沉淀，致使板式换热器受堵等。

3 氯碱化工氯气废气相关处理系统设施优化对策

3.1 增加次氯酸钠废气高位槽设施

在处置氯气废气相关吸收塔位置增加次氯酸钠废气高位槽设施，将次氯酸钠废气依据自动流动而进至次氯酸钠生产设施相关二级吸收塔中，并且次氯酸钠废气在次氯酸钠生产设施内用作母液，实行氯气重复吸收，依据控制出塔氧化还原电位维持次氯酸钠质量达标[4]。

3.2 氯氢废气处理系统工艺改进

针对氯氢废气处理系统工艺实行改进，保证循环液内含有碱总量(主要是以氢氧化钠计算)大于6.0%，进而改善氯氢废气相关处置安全程度。

3.3 将生产水管道改造为纯水管道

对于氯氢废气实行处置配碱采取的生产水管道实行改造为纯水管道，且使纯水引流至碱液相关循环槽，存在的少许析盐情况能依据纯水完成溶解过程，进而降低废气处理系统受堵不流通情况，也可改善次氯酸钠质量。

3.4 设置沉积槽设施

针对液氯实行包装到处置氯氢废气的相关管道上面增加设置沉积槽设施，依据重力作用促进较重含量铁锈等杂质得以沉降，而且，沉积槽中存在液位，保证气体和液体表层相互接触时，拦截一些粉尘杂质，避免及降低金属杂质等对于次氯酸钠带来的污染情况。

3.5 分流尾气塔中循环液体至吸收塔顶

为维持氯气废气对应处置系统可正确安全运转使用，尤其是保证吸收塔中碱液并不充足时，能够正常完成氯气废气处理，针对尾气塔中循环液体分流至吸收塔顶，且装设气动阀，和分布式控制系统予以连接完成控制操作。当吸收塔中碱液并不充足时，能够打开气动阀，规避由于较多氯气进至废气处理设施，引发氯气废气对应处置系统难以及时吸收，避免引发环保安全事故发生。

优化后氯气废气对应处理系统如图2。

图2 优化后氯气废气对应处理系统图

4 氯碱化工方面氯气废气相关处理系统设施优化效果

4.1 氯碱化工产品质量

完成氯气废气相关处理系统设施优化之后，次氯酸钠质量符合国家标准要求。

4.2 经济收益

该氯碱化工企业中，一年运用离子膜实行烧碱产量300 t，依据碱液能得到次氯酸钠产量是1 886.8 t。针对氯气废气相关处理系统设施实行优化之前，销售次氯酸钠废气价格为100元/t，针对氯气废气相关处理系统设施实行优化之后，次氯酸钠质量提高，销售次氯酸钠废气价格为800元/t，一年中增加企业经济收益是132.08万元。

5 结语

综上所述，依据山西省某氯碱化工企业案例，氯气废气相关处理系统设施在优化之前存在一些问题，通过做好氯气废气相关处理系统设施方面优化改善，减少安全事故，提升了氯碱化工产品质量，并增加了经济收益，保证氯气废气处理更加环保和安全。