去除稀硫酸中游離氯方法的對比

周宇華，鄒建生，鄭陽偉

(乳源東陽光電化廠，廣東 韶關 512700)

乳源東陽光電化廠(以下簡稱“乳源東陽光”)隸屬于乳源瑤族自治縣東陽光實業發展有限公司，離子膜法燒堿產能為25.5萬t/a。在燒堿生產后處理過程中，用質量分數為98%的濃硫酸作為干燥劑，吸收氯氣中的水分，而濃硫酸濃度降低成為稀硫酸，同時有大量氯氣被吸收到稀硫酸溶液中。稀硫酸質量分數為72%～76%，其中含氯以游離氯計質量分數為(1～2)×10-3。經處理,將稀硫酸中的游離氯質量分數降到3×10-4以下，即可供給客戶使用。

1 去除稀硫酸中游離氯的方法[1-2]

1.1 氣體吹除法

氣體吹除法去除稀硫酸中游離氯的原理主要是采用工業壓縮空氣、儀表氣或氮氣通入稀硫酸液下進行連續鼓泡，使稀硫酸中的游離氯與氣體一起帶出去廢氣處理工序。盛裝稀硫酸的罐體一般為玻璃鋼材質，通入稀硫酸液下的管道采用CPVC材質，氣體從頂部進入，與頂部對接的氣體管道采用碳鋼材質，進稀硫酸罐的管道上應安裝壓力表。運行時，操作人員只須在地面上開少許閥門，具體開度依處理后稀硫酸中的游離氯含量而定。如果稀硫酸中游離氯質量分數高于3×10-4，應開大閥門，增加氣體壓力；反之，應調小閥門。

1.2 亞硫酸鈉吸收法

乳源東陽光采購回來的無水亞硫酸鈉為袋裝的粉末，使用時須將無水亞硫酸鈉溶于水，無水亞硫酸鈉倒入配制槽時須不斷攪拌，再通過計量泵將亞硫酸鈉溶液輸送至稀硫酸中間槽，亞硫酸鈉與游離氯發生反應，反應的化學方程式如下：

亞硫酸鈉吸收游離氯工藝流程如圖1所示。

圖1 亞硫酸鈉吸收游離氯工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram of absorbing free chlorine by sodium sulfite

1.3 雙氧水分解法

部分氯堿企業配備有雙氧水生產項目，可將質量分數為27.5%的雙氧水溶液通過管道輸送至雙氧水高位槽，通過重力壓差將雙氧水加至稀硫酸中間槽，通過閥門控制雙氧水的加入量。雙氧水與游離氯的化學反應方程式如下：

從雙氧水與游離氯反應的化學方程式可知：該反應會產生氧氣，氧氣逸出的同時會夾帶出部分氯氣，為此，在稀硫酸中間槽的頂部須裝設一條管道，將逸出的氣體引出至廢氣處理工序。

2 去除稀硫酸中游離氯方法的比較

2.1 裝置投資分析

除稀硫酸中游離氯的裝置投資情況見表1。

表1 去除稀硫酸中游離氯方法的裝置投資一覽表Table 1 Investment on the plant for removing free chlorine from dilute sulfuric acid

由表1可見：氣體吹除法、亞硫酸鈉吸收法和雙氧水分解法這3種去除稀硫酸中游離氯方法中，氣體吹除法的裝置投資費用最低。

2.2 運行費用分析

去除稀硫酸中游離氯方法運行費用見表2。由表2可見：氣體吹除法、亞硫酸鈉吸收法和雙氧水分解法這3種去除稀硫酸中游離氯的方法中，氣體吹除法的運行費用最低。

表2 去除稀硫酸中游離氯方法運行費用一覽表Table 2 Operation cost of removing free chlorine from dilute sulfuric acid

2.3 操作強度分析

亞硫酸鈉吸收法去除稀硫酸中游離氯，須先將無水亞硫酸鈉逐包倒入配制槽，同時用攪拌泵進行攪拌，再用計量泵輸送至稀硫酸中間槽。亞硫酸鈉每包25 kg，配制時的勞動強度最大，涉及設備也較多，有攪拌泵、計量泵等，設備故障時還須維修。

雙氧水分解法須將質量分數為27.5%的雙氧水溶液充入高位槽，再由高位槽自流入稀硫酸中間槽。雖然不用人工搬抬，但手動切換的閥門較多。

相比之下，氣體吹除法操作最簡單，只要控制好一個進氣閥就可以了，操作人員的勞動強度最低。

3 結語

綜合投資費用、運行費用和操作強度的對比分析，氣體吹除法、亞硫酸鈉吸收法和雙氧水分解法這3種去除稀硫酸中游離氯方法中優選氣體吹除法。該法投資費用低，運行費用少，操作簡單，勞動強度低。