含氯尾氣吸收處理工藝改進

羅忠志

【摘 要】現有含氯尾氣吸收系統雖然運行穩定，但缺點也很明顯，本文通過對現今國內外的含氯尾氣吸收工藝優缺點進行比較，結合企業現有生產條件，尋找到一條最適合企業的含氯尾氣吸收處理工藝改進之路，為提高含氯尾氣排放水平和企業可持續發展。

【關鍵詞】含氯尾氣；處理工藝；改進

0 引言

氯氣在人類的生產、生活過程中用途非常廣泛，特別是在化工領域它是重要的原材料，但也常常是化工生產中的附產物，因氯氣有毒且具有強烈的刺激性，對人的身體健康有嚴重的影響，所以對含氯廢氣的處理和排放要求也極其嚴格化工生產中含氯廢氣的治理主要是通過濕法來凈化，一般是采用化學中和法、氧化還原法等過程，對氯氣進行吸收，做到綜合利用。

1 氯氣吸收系統及現狀

現有氯氣吸收系統采用湍球吸收塔，吸收塔采用塑料球作為填料，采用每兩個塔串聯為一組的2級吸收。前級塔吸收由排煙道引入的氯氣（電解生產產生），后級塔吸收前級塔反應后的余氯。前級塔使用后級塔循環后母液，后級塔用石灰 乳作為吸收液。后級塔出口與儲液室相連，接抽風機，尾氣再通過排氣筒排空。

現有工藝運行良好，但因各種原因，偶發超標排放事件，給企業生產經營活動還來了較為不利的影響。因此有必要對氯氣吸收系統進行升級改造，進一步提高氯氣排放要求，杜絕超標排放事件的發生。

2 實施氯氣吸收系統工藝改進的必要性

氯氣是一種有毒氣體，具有刺激性氣味，比空氣重2.5倍。如果空氣中氯氣嘗試超標，會對人體造成較為嚴重的傷害。同時隨著產品生產規模的不斷擴大，氯氣產生量也逐漸增大，若不以更高標準的處理就直接排入大氣，將會對企業的發展造成極其嚴重的影響。因此嚴于國家標準的氯氣吸收系統，是公司發展壯大重要一環，有利于將來的發展。

3 工藝介紹

國內外氯氣吸收與回用的主要工藝有：堿液吸收法、生產液氯法、合成鹽酸法、水吸收法、溶劑吸收法，廢鐵屑吸收制聚合氯化鐵法。幾種方法及工藝比較見下表：

3.1 堿液吸收法

吸收劑主要是NaOH、Na2C03、Ca（0H）2等堿性水溶液或漿液，尾氣氯氣與其反應生成次氯酸鹽和氯化鹽。其優缺點：吸收廢氯氣的吸收效率高，吸收速率快， 設備和工藝流程簡單，應用廣泛。其主要缺點是吸收費用較高，吸收廢氯氣之后的產物回收利用困難，排放掉又會造成二次污染。

3.2 生產液氯法

對廢氯氣進行凈化、干燥處理，然后冷卻及加壓，使氯氣轉化為液氯，封裝鋼瓶。其優缺點：僅局限于氯堿廠、有色金屬冶煉廠排放的純度高且量大的廢氯氣，工藝上難度大。液氯是水廠最為常用、經濟、簡單并效果良好的消毒劑。

3.3 合成鹽酸法

廢氯氣經干燥、凈化處理后，和氫氣燃燒生成HCl氣體，HCl氣體溶于水或用水噴淋即成鹽酸，回收鹽酸后電解鹽酸回收高濃度氯氣。其優缺點：使氯氣得以循環利用，電解時產生的H2可返回燃燒Cl2，使之生成HCl氣體。合成鹽酸的工藝條件要求較高，運行成本也較高。

3.4 水吸收法

氯氣溶于水后，溶解的氯氣與溶液中HOCl、H+、Cl-達成平衡。其優缺點：一般僅適于低濃度廢氯氣的回收。由于氯的溶解度有限，且在光照下容易逸出，若不回收吸收液中的氯，則同樣會造成二次污染。因此，這種方法存在很大的局限，是不值得推廣的方法。

3.5 溶劑吸收法

是用除水以外的有機或無機溶劑吸收廢氯氣，然后將吸收了氯之后的溶劑加熱或減壓，解吸出純氯氣，解吸后的溶劑循環使用；或者將含氯的溶劑作為生產原料用于生產過程。其優缺點：常用的溶劑為：一氯化硫、四氯化碳、二氯化碘水溶液及氯磺酸。它們都是在較低溫度和較高壓力下把廢氣中的氯氣吸收下來，而后在較高的溫度和較低的壓力下解吸，可以得到純度很高的液氯，使氯在閉路中循環利用。這類凈化方法回收設備不太復雜，回收率很高，溶劑可以循環使用，無二次污染。缺點是這幾種溶劑價格都高，有刺激性，設備及管道要嚴格密封，而且解吸時還需要一定的能量。所需生產成本較高。

3.6 廢鐵屑吸收制聚合氯化鐵法

二氯化鐵溶液作為循環吸收液，遇到強氧化劑（氯氣）時，生成比較穩定的三氯化鐵，三氯化鐵再與廢鐵屑反應重新轉化為二氯化鐵。通過聚合反應器，加入催化劑和穩定劑，同時通入空氣（氧氣），對二氯化鐵進行催化、氧化，生成聚合氯化鐵（PFC）。其優缺點：聚合氯化鐵（PFC）是一種新型無機高分子絮凝劑（IPF），可廣泛應用于給水、排水領域，具用量少，沉降速度快，去除率高，無二次污染等優點，具有原料便宜，工藝簡單，操作方便等特點。

4 工藝選擇

因為原料關系，原氯氣吸收系統采用氫氧化鈣作為氯氣吸收液，其反應式如下：

反應1：CaO + H2O = Ca（OH）2

反應2：2Cl2 + 2Ca（OH）2 = CaCl2 + Ca（ClO）2 + 2H2O

反應3：

該工藝主要產物為氯化鈣。從技術經濟的角度來看，采用原吸收工藝最為經濟節約，但原工藝流程的反應產物主要為氯化鈣溶液，市場價值極低。

結合現今國內外工藝特點和企業生產實際情況，通過綜合考慮，提出工藝改進的新思路，即：控制氯氣吸收系統的反應產物為漂白粉（漂白精）該產物廣泛用于造紙、皮革及污水處理等工程。該思路采用“一套吸收系統，兩種運行模式”，工藝改進完成后，可根據需要選擇吸收液反應終產物，且以后該系統還可使用氫氧化鋰吸收氯氣，可以方便企業根據不同的市場情況采用不同的運行模式。即：模式一：采用原氫氧化鈣吸收液（石灰漿），反應產物為氯化鈣；模式二：采用原氫氧化鈣吸收液（石灰漿），反應產物為氯化鈣、次氯酸鈣（漂白粉）；該產物可用于污水處理的深度處理工藝段，作為除磷劑、脫色劑、消毒劑。同時由于對尾氣排放要求提高，在原有一級吸收塔的基礎上增加兩級吸收裝置。

5 新工藝設計要點

首先對現有系統進行診斷，提出改進設計的方向和關鍵點；以氯氣日產量進行設計計算；完善上述尾氣吸收、處理、排放的自動控制系統；明確系統運行模式，考慮系統正常轉料和故障狀況下系統處理能力，系統處理冗余度不小于30%；盡可能利用現有設備及管線；尾氣中氯含量排放驗收標準設定，在滿足低于國家排放標準值1/3的前提下，應使周界氯不可嗅。

6 改造后的工藝流程

模式一：石灰漿作為吸收液，產物為氯化鈣。

含氯氣的尾氣一部分通過一級、二級吸收塔處理產生的物質外運或進行深加工，另一部分經過蒸汽催化劑處理進入三級吸收裝置，三級吸收裝置內設應急鼓風設施，加入Na2CO3或NaOH溶液，產生的吸收液可用于污水處理。

模式二：石灰漿作為吸收液，產物為漂白粉（漂白精）。

含氯氣的尾氣經過一二級吸收塔進入除霧室產生反應物可用于污水處理，剩余物質進入到三級吸收裝置，進入高25米的新排氣塔，在三級吸收裝置里通過應急鼓風裝置，加入Na2CO3或NaOH溶液，經過風機內的吸收裝置處理產生漂白粉，用于污水處理。

7 結語

1）隨著公司的發展，氯氣量日益增加，對氯氣吸收系統進行的升級改造，為改善氯氣排放現狀和周圍居民生活環境，以及企業未來發展鋪平了道路。

2）對氯氣吸收系統進行的升級改造，結合了企業的生產現狀，以提高吸收處理能力的同時，充分利用了現有的氯氣吸收系統，充分節約企業資金的同時，實現了吸收效果和吸收能力的提高。

【參考文獻】

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[責任編輯：田吉捷]