離子膜法燒堿裝置淡鹽水化學脫氯工藝的改進

李文超

(江蘇海瀾正和環境科技有限公司,江蘇 南京 210000)

離子膜法燒堿裝置淡鹽水化學脫氯工藝的改進

李文超

(江蘇海瀾正和環境科技有限公司,江蘇 南京 210000)

目前離子膜法燒堿裝置淡鹽水化學脫氯工藝的應用比較廣泛，本文探討該工藝的改進措施，希望對相關工作有所幫助。關鍵詞：離子膜法燒堿 淡鹽水 化學脫氯 改進

離子膜法燒堿生產技術的實際運用過程中，通常是經過真空物理脫氯之后，再實施化學脫氯，所采用的工藝一般都比較成熟，比較固定，其中在化學脫氯的過程中，為了處理鹽水中的游離氯，通常采用亞硫酸鈉來進行處理，本文在此就針對亞硫酸鈉處理鹽水中游離氯這一環節，探討離子膜法燒堿裝置淡鹽水化學脫氯工藝的改進，為相關工作開辟思路。

1 傳統離子膜法燒堿裝置淡鹽水化學脫氯工藝的不足

在傳統離子膜法燒堿裝置淡鹽水化學脫氯工藝中，亞硫酸鈉脫氯技術比較成熟，脫氯過程比較簡潔，對脫氯工藝的控制也比較簡便，但是傳統的脫氯技術也存在一些不足，亞硫酸鈉發生氧化之后，會產生一定量的硫酸根，導致脫氯系統中聚集大量的硫酸根，一旦硫酸根的濃度過大，就會對離子膜電解裝置的穩定性產生很大干擾，由此可見，在傳統離子膜法燒堿裝置淡鹽水化學脫氯工藝中，一定要有效除去系統中的硫酸根，這樣才能維持整個系統的良好運行，就眼下來看，除去硫酸根的措施主要包括以下兩種：第一種方法是采用氯化鋇，使硫酸根與氯化鋇發生化學反應，進而生成硫酸鋇，硫酸鋇沉淀之后通過澄清桶沉降，最終就可以進行壓濾處理，將固廢硫酸鋇排出系統。第二種方法主要是采用反滲透膜，反滲透膜可以將硫酸鈉脫除，在經過冷凍結晶以及離心脫除水分之后，可以產生固體硫酸鈉晶體。以上兩種方法雖然能夠將硫酸鈉從系統中脫除，但是都會增加系統運行的成本，都需要投入更多的人力、物力，并且以上兩種方法都會產生硫酸鈉固體廢棄物，如何妥善處理固體廢棄物，也成為了一個難題[1]。

2 傳統離子膜法燒堿裝置淡鹽水化學脫氯工藝的改進

在本次研究中，為了對傳統離子膜法燒堿裝置淡鹽水化學脫氯工藝進行改進，采用了過氧化氫，用其取替亞硫酸鈉，在真空物力脫除環節之后，通過過氧化氫來脫除鹽水中的游離氯。在實際研究過程中，需要確定游離氯與過氧化氫的最佳反應狀況，并且需要仔細研究過氧化氫與游離氯的反應原理，因此筆者進行了試驗，試驗過程主要包括以下五個環節。

首先測試過氧化氫與游離氯在酸性環境下的反應情況，筆者采用氯氣對硫酸進行干燥，之后對干燥后的硫酸進行脫氯，取樣完成之后適當加入過氧化氫，一直到不再產生氣泡為止，之后進行檢測，檢測結果顯示，樣本中不存在游離氯，因此可以看出，在存在硫酸的情況下，也就是酸性環境中，氯氣能夠與過氧化氫發生化學反應，進而生成氧氣。

其次測試過氧化氫與游離氯在堿性環境下的反應情況，準備次氯酸鈉溶液，適當在樣本中加入過氧化氫，一直到不再產生氣泡為止，之后進行檢測，檢測結果顯示，次氯酸鈉中的游離氯全部反應。因此可以看出，不僅是在酸性環境中氯氣能夠與過氧化氫發生化學反應，同樣在堿性環境中，游離氯也能夠與過氧化氫發生化學反應，而且堿性環境中游離氯與過氧化氫的反應更加劇烈。

再次，仿制含氯淡鹽水，并通過調節pH值來模擬堿性環境以及酸性環境，第一步是模擬酸性環境，通過加入鹽酸來調節pH值，之后加入過氧化氫，觀察反應效果可知，游離氯與過氧化氫的化學反應不激烈，同時反應時間較長，經過檢驗之后可知，淡鹽水中的游離氯沒有完全反應，淡鹽水中仍然存在游離氯殘留。第二步是模擬堿性環境，通過加入氫氧化鈉來調節pH值，之后加入過氧化氫，觀察反應情況可知，游離氯與過氧化氫的化學反應十分激烈，經過檢測之后可知，淡鹽水中的游離氯完全反應，淡鹽水中不存在游離氯殘留。

第四，取出生產裝置中經過真空脫氯之后的淡鹽水，適當加入過氧化氫，當游離氯與過氧化氫反應完成之后進行檢測，檢測結果顯示，淡鹽水中的游離氯完全反應，沒有殘留。不過在此環節中需要注意，生產裝置中經過真空脫氯之后的淡鹽水含有氯酸鹽，而在檢測時需要調節pH值，在把pH值調節到酸性的過程中，氯酸鹽會分解產生新的游離氯，這樣一來，就會對脫除結果產生影響，由此可見，如果淡鹽水中含有氯酸鹽，一定要科學的選擇檢測方法，以保證檢測結果的準確性[2]。

第五，取出生產裝置中經過真空脫氯之后的淡鹽水，在不同pH值以及不同過量的過氧化氫下，進行脫氯試驗，分別將pH值調節到10.5-11.0范圍、11.0-11.5范圍、11.5-12.0范圍、12.0-12.5范圍，之后分別測試反應效果，測試結果顯示，酸性越強，反應效果越差，反之堿性越強，反應效果越好。再對去除游離氯之后的鹽水進行氧化還原電位檢測，結果顯示，全部在50mV以下。另一方面，在過量10%、20%、30%的過氧化氫條件下進行測試，最后通過反復的測試之后，可以得出以下結論：在堿性環境下，過氧化氫可以將游離氯完全脫除，與酸性環境相比，堿性環境下過氧化氫與游離氯的反應更加激烈，氧化性更強，反應更完全。

3 生產裝置試用結果

根據上述試驗結果，筆者結合傳統的離子膜法燒堿裝置淡鹽水化學脫氯工藝，改用雙氧水，通過ORP計、pH計來進行在線檢測儀表進行監控，同時仍然使用原有自控閥以及亞硫酸鈉流量計，僅僅需要加設輸送泵、過氧化氫貯槽，通過調節氫氧化鈉的加入量，可以控制pH值，再加入適當的過氧化氫，就可以實現脫氯，同時可以根據儀表顯示值，檢測淡鹽水中的游離氯，每30min進行一次取樣分析，分析脫氯之后過氧化氫以及游離氯的過量情況。

經過檢測可知，ORP顯示值處于-60到0mV范圍時，經過過氧化氫脫氯之后，淡鹽水中的游離氯完全反應，說明可以采用過氧化氫代替亞硫酸鈉，并且使用過氧化氫之后，脫氯效果比較明顯，工藝控制也較為簡便，無需對原有的儀表閥門以及管線進行大量改動[3]。

4 工藝比較

將兩種脫氯方法進行比較后可以得出，過氧化氫脫氯的生成物不會對裝置的穩定運行產生干擾，化學反應的方程式如下：

Cl2+2OHˉ→Clˉ+ClO+H2O H2O2+ClOˉ→Clˉ+H2O+O2

由此可見，過氧化氫脫氯后，化學反應的生成物是氧氣和水，不會對系統運行造成干擾，同時采用過氧化氫之后，可以節約系統的運行成本，不用擔心固體廢棄物的處理問題[4]。

總結：

離子膜法燒堿裝置淡鹽水化學脫氯工藝的應用十分廣泛，在傳統的脫氯工藝中，存在一系列不足，例如成本投入大，固體廢棄物處理困難等等，因此有必要對傳統的脫氯工藝進行改進，本文研究結果正式，采用過氧化氫代替亞硫酸鈉可以降低系統運行成本，并且脫氯效果明顯，無需增加過多的儀表和設備，大大降低了系統運行所需的人力和物力。希望文中內容對相關工作有所幫助，未來如何進一步完善離子膜法燒堿裝置淡鹽水化學脫氯工藝，還需要我們繼續探索。

[1]馬玥琤. 隔膜法燒堿改造為離子膜法燒堿的工藝討論[J]. 氯堿工業,2013,12:7-10.

[2]張萍. 離子膜法燒堿裝置淡鹽水化學脫氯工藝的改進[J]. 氯堿工業,2014,01:9-10+13.

[3]董紅波,孔祥銀,袁文東. 淡鹽水脫氯工藝的優化控制方案[J]. 氯堿工業,2014,05:3-5.

[4]程殿彬. 離子膜法電解制燒堿設計有關問題之我見[J]. 氯堿工業,2011,03:10-15.

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1007-6344（2015）04-0302-01