淺析氯堿行業(yè)環(huán)保技術(shù)工藝的對比研究

摘要:近年來，隨著中國重化工業(yè)的迅猛發(fā)展，逐步帶動氯堿行業(yè)以年約8%的速度快速增長，中國現(xiàn)已成為世界上最大的工業(yè)鹽消費市場。氯堿行業(yè)作為現(xiàn)代工業(yè)的重壓類型之一，在創(chuàng)造巨大社會產(chǎn)值的同時，也帶來了較為嚴重的環(huán)境問題，并受到社會各界的廣泛關(guān)注。目前，國內(nèi)氯堿行業(yè)普遍通過應用新型環(huán)保技術(shù)工藝提高自主創(chuàng)新能力，集約節(jié)約利用資源，破解節(jié)能降耗這一難題，具-體表現(xiàn)在“能”盡其力、“水”暢其流、“物”盡其用三個方面，科學實現(xiàn)了經(jīng)濟、社會和環(huán)保三個效益的統(tǒng)一。本文就國內(nèi)氯堿行業(yè)環(huán)保技術(shù)工藝進行對比研究，

關(guān)鍵詞:氯堿行業(yè);環(huán)保技術(shù)工藝;對比研究

氯堿行業(yè)是我國工業(yè)生產(chǎn)中高耗能、高污染的行業(yè)之一，作為節(jié)能減排的重點行業(yè)，氯堿行業(yè)環(huán)保技術(shù)工藝的應用情況，將直接影響到國家整體環(huán)保節(jié)能目標的實現(xiàn)。在國家提倡節(jié)能減排、政府出重拳整治重污染行業(yè)企業(yè)的大背景下，環(huán)保節(jié)能對于氯堿行業(yè)來說則更顯重要[1]。國內(nèi)氯堿行業(yè)要經(jīng)過深刻的思考，積極尋求適合自身的發(fā)展的新型環(huán)保節(jié)能出路。環(huán)保節(jié)能關(guān)系到我國氯堿行業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，也是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級的重要環(huán)節(jié)。

一、我國氯堿行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

(一)生產(chǎn)能力:氯堿行業(yè)，在我國國民經(jīng)濟中占有重要的地位。然而近年來，由于市場的競爭日益激烈，我國各氯堿企業(yè)為了提高自身的競爭力，紛紛擴大燒堿裝置規(guī)模，從1999年開始，掀起了一輪燒堿擴建高潮，到2000年其生產(chǎn)能力已從1998年的6860kt/a增至8000kt/a[2]。目前，我國燒堿的總生產(chǎn)能力已經(jīng)達到8620kt/a，居世界第2位。

(二)產(chǎn)量:隨著生產(chǎn)能力的不斷增加，近年來燒堿的產(chǎn)量也不斷增加，2002年全國燒堿產(chǎn)量達8089kt，為歷史最高紀錄，與2001年的7135kt相比，增長幅度為13.4%。目前燒堿的生產(chǎn)方法幾乎全部采用電解食鹽水的方法，這樣，每生產(chǎn)1t燒堿則聯(lián)產(chǎn)0.88t氯氣。隨著離子膜法新裝置的建成，造成嚴重環(huán)境污染的水銀法已停止生產(chǎn)，苛化法的產(chǎn)量也相當少，我國目前燒堿的主要生產(chǎn)方法是隔膜法和離子膜法。

二、變壓吸附分離技術(shù)原理和工藝流程

(一)技術(shù)原理

變壓吸附分離技術(shù)的基本原理是利用吸附劑對吸附質(zhì)在不同分壓下有不同的吸附容量、吸附速度和吸附力，并且在一定壓力下對被分離的氣體混合物的各組分有選擇吸附的特性，加壓吸附除去原料氣中雜質(zhì)組份，減壓脫附這些雜質(zhì)而使吸附劑獲得再生。因此，采用多個吸附床，循環(huán)地變動所組合的各吸附床壓力，就可以達到連續(xù)分離氣體混合物的目的[3]。變壓吸附分離技術(shù)常常是在壓力環(huán)境下進行的，變壓吸附提出了加壓和減壓相結(jié)合的方法，它通常是由加壓吸附、減壓再組成的吸附一解吸系統(tǒng)。在等溫的情況下，利用加壓吸附和減壓解吸組合成吸附操作循環(huán)過程。

(二)工藝流程

精餾尾氣經(jīng)壓縮機加壓并經(jīng)流量計后，進入由多臺吸附塔組成的變壓吸附系統(tǒng)，由入口端通入原料氣，氯乙烯單體和乙炔被吸附劑吸附，每臺吸附器在不同時間依次經(jīng)歷吸附、均壓降、順放、最終升壓等步驟，脫除了氯乙烯單體和乙炔的氣體從出口放出，一部分返回到吸附塔內(nèi)用做再生沖洗氣，另一部分作為凈化氣輸出放空。

三、膜法脫硫酸根工藝與隔膜電解技術(shù)

(一)膜法脫硫酸根工藝

近年，由我國化工企業(yè)自主開發(fā)的膜法脫硫酸根工藝，具有先進的前處理技術(shù)、膜過濾技術(shù)和完善的后處理技術(shù)，是目前國內(nèi)外運行最穩(wěn)定、最可靠、最完整的技術(shù)，特別是后處理技術(shù)將濃縮液全部回收，副產(chǎn)十水硫酸鈉并通過蒸發(fā)重工藝生產(chǎn)無水硫酸鈉，并徹底消除了排放濃縮液的二次污染。膜法脫硫酸根工藝是近些年來中國氯堿行業(yè)一次重大的技術(shù)創(chuàng)新，推動了中國氯堿行業(yè)發(fā)展，還可徹底消除氯化鋇使用各個環(huán)節(jié)的毒害風險，具有重大的環(huán)保效益、社會效益和推廣應用價值[4]。另外，我國化工企業(yè)自主開發(fā)的氯氣干燥設(shè)備是膜法脫硫酸根工藝實行的基本保障，氯氣處理工藝運行水平將達到國內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先水平，氯氣干燥后含水在5PPm左右，運行效果遠好于國內(nèi)同行業(yè)30-40PPm平均水平，低的氯中含水可以保證氯氣輸送設(shè)備的安全運行和氯氣下游裝置的安全運行。

(二)隔膜電解技術(shù)

隔膜電解技術(shù)以食鹽為原料，以不銹鋼為陰極，在石墨表面涂敷一層氧化物為陽極，陰極室與陽極室用離子膜隔開。在直流電場作用下，陽極室可得到含氯、過氧化氫以及臭氧的混合二氧化氯。電解時均用惰性電極，陽極發(fā)生的電極反應可表示為:在FeSO4溶液中除去溶液中的Fe3+，最好選用鐵屑或鐵粉，比較簡單;如果溫度過高會導致NH4HCO3分解，同樣也會加快Fe2+的水解這樣會使原料利用率降低;反應中生成的K2SO4為固體，而K2SO4在無機溶劑中溶解度是比較大的，要想使K2SO4析出只能降低其溶解度，所以加入醇類溶劑的目的是降低K2SO4的溶解度;根據(jù)陰陽極反應原理陽極失電子發(fā)生氧化反應[5]。同時，在隔膜法電解過程中，進場會發(fā)生一些不利的副反應:當陽極析出的氯有部分溶解在電解液中時，與水作用生成次氯酸;陰極室的OH-有少量向陽極區(qū)擴散和遷移，發(fā)生刮反應;積累后生成氯酸鹽.也可能在陽極放電并與OH-作用;陽極附近若OH。濃度增大，可能在陽極上放電等。這些副反應浪費了電能，影響了產(chǎn)品質(zhì)量，還可能造成爆炸事故。為此，常采用以下措施抑制:選用良好性能的隔膜、采用較高的溫度，用飽和精制鹽水，控制電解液流速等。鹽水中含有硫酸鹽時，在一定條件下，如氯離子濃度局部濃度降低時，硫酸根會放電而釋出氧氣[6]。

四、總結(jié)

氯堿行業(yè)屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，由于其技術(shù)開發(fā)周期長，科研投入大，也在一定程度上成為資金密集型行業(yè)。由于氯堿行業(yè)的技術(shù)壟斷性極強，所以發(fā)展環(huán)保技術(shù)工藝必須堅持科學、和諧發(fā)展的理念，一方面不能忽視國外的環(huán)保技術(shù)工藝的發(fā)展狀況，同時還必須高度重視自身的技術(shù)的研發(fā)與應用。以目前的國際市場而言，我國氯堿行業(yè)環(huán)保技術(shù)工藝的發(fā)展面臨著艱難的境地，比如市場前景看好的氯化聚氯乙烯產(chǎn)品，其生產(chǎn)技術(shù)被美、日、德等國的公司壟斷，并建立了完整的應用體系。而且高附加值的氯化聚丙烯、氯化橡膠等精細化工產(chǎn)品的核心技術(shù)也基本被壟斷。國內(nèi)化工企業(yè)只有通過不斷的技術(shù)開發(fā)，形成具有企業(yè)核心技術(shù)的產(chǎn)品體系，在國際和國內(nèi)市場上都具有較強的競爭力。

雖然環(huán)保技術(shù)工藝在國內(nèi)氯堿行業(yè)也得到一定程度的應用，但由于受到對于工藝模式掌握水平的影響和限制，往往形成產(chǎn)量低、成本高、性能差的弊端與問題。我國氯堿行業(yè)環(huán)保技術(shù)工藝的關(guān)鍵問題是在于是否掌握生產(chǎn)過程的關(guān)鍵技術(shù)，以及技術(shù)開發(fā)投入力度不夠。因此，國內(nèi)只有經(jīng)過環(huán)保技術(shù)工藝的創(chuàng)新，不斷賦予產(chǎn)品新的性能，將潛在的市場需求變?yōu)楝F(xiàn)實需求，潛在的客戶變?yōu)檎娴目蛻?，氯堿行業(yè)的發(fā)展才能步入良性循環(huán)。

參考文獻:

[1]錢明遠，劉煒. 循環(huán)發(fā)展理念催生氯堿行業(yè)節(jié)能降耗新體系 [J]. 化工管理.2007，(3).P19-21

[2]王慶祥，金沖及. 讓環(huán)保技術(shù)工藝與氯堿行業(yè)發(fā)展相得益彰 [J]. WtO經(jīng)濟導刊.2007.(5).P23-24

[3]孔增瑞. 氯堿行業(yè)環(huán)保技術(shù)工藝流程和主要應用的設(shè)備 [J]. 海峽科學.2005，(6).P41

[4]包興奇，李天民. 氯堿生產(chǎn)中隔膜法電解工藝流程 [J]. 中國西部科技.2008，(4).P33-34