氯堿化工氯氣廢氣處理系統安全環保研究

劉建群

（寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏石嘴山 753200）

氯堿化工產業是化學工業中相對傳統的一項生產應用技術。經過多年來的發展，其生產產品已經被廣泛用于社會發展的很多領域。隔膜閥和離子交換膜交換工藝是當今更為普遍的生產工藝。但是，由于它們在生產過程中產生了更多的廢氣，處理不當不僅影響一線操作工人的生命安全與健康，而且也對大氣環境造成嚴重威脅，這使得化工行業實現有效的環境保護面臨著更大的挑戰。因此，對于氯堿化工企業廢氣處理系統的優化和升級已經成為相關從業者需要解決的緊迫問題。

1 氯堿化工行業概述

氯堿化工產業的生產是化學工業中相對基本的技術流程。它廣泛用于許多領域，例如化學工業，紡織紡絲，冶金和鋼鐵工業以及相關的公共產品供應領域。化學氯堿工業主要通過電解鹽水溶液反應來生產苛性鈉，氯氣和氫氣。它是我國最重要的基礎化學工業之一。當前，隔膜閥和離子膜交換過程通常用于氯堿工業生產。制造過程產物與副產物包括氯氣、氫氣、酸、苛性鈉等。

其中，氯氣是非常有害的。比如，生產過程中產生的氯氣、廢氣和意外發生泄漏的氯氣會直接被釋放到大氣層中，從而會嚴重影響人們的身體健康，嚴重會導致人員氯氣中毒。氯氣廢氣處理系統可確保整個工廠內氯氣生產的安全性和可靠性，其高效可靠的運轉是安全生產和環境保護方面的重要任務。

2 氯氣廢氣處理的原理分析

氯是一種劇毒物質。毒性極限為3mg/m3。在一線操作人員所處的工作環境中，空氣中最大允許氯濃度為1mg/m3。在生產氯氣發生事故時的處理方式會從啟動、停機、大修和清潔過程中溶解廢氣，包括對液化的氯氣廢氣或正常生產出的液氯進行封存和后續處理。通常在工藝方面使用吸收方法。吸收方法是控制空氣污染物的最重要手段之一。它不僅可以有效去除氣態污染物，還可以將污染物轉化為有用的產品，具有經濟效益。

離子氣體燒堿處理系統的主要功能是吸收整個生產系統產生的氯氣廢氣或意外泄漏的氯氣，其處理單元的原理是用稀釋為質量分數約15%的NaOH 液體吸收氯氣。化學反應式：

由于反應是放熱反應，因此必須及時除去熱量，并且將反應溫度控制在40℃以下，以防止氯分解。在反應過程中也要注意氯氣的流動。如果氯含量過高，則會發生氯化反應，這會使得次氯酸鈉立即分解，從而導致發生氯事故。因此，應將過量的氫氧化鈉調節至0.1%～1.0%。反應結束后及時分析殘留堿的量。

3 氯氣廢氣處理的必要性分析

氯堿化學品對我國的經濟發展有直接影響，主要用于石化和紡織工業。為了確保氯堿化學過程中的清潔生產，必須改進生產過程。改進過程的最重要點之一是生產概念的改進。氯堿法必須以循環經濟為前提，同時必須實現可持續發展。另外，氯堿化學工業是在生產過程中產生大量廢水、廢氣、廢渣和其他廢物的行業，這是一個污染嚴重的行業。廢物必須妥善處理，否則會嚴重破壞自然環境。在后一種情況下，環境損害會影響人類生存環境，危害人類生存并影響人類健康。

隨著環境的惡化，人們開始密切關注某些傳統和化學工業中的綠色生產問題。特別是由于近年來已經開發了相關技術，所以相關組織已經對氯堿化學廢氣的性能進行了深入研究。某些有機氯溶劑具有致癌性，氯氟烴等物質可能會破壞臭氧層。環境保護是社會發展的先決條件，尤其是近年來，我國經濟發展水平不斷提高使得企業必須放棄這種高污染發展模式。最有效的方法之一是有效處理氯氣排放，這是最先受到關注的方法。

4 氯堿化工氯氣廢氣處理系統安全環保的具體措施

4.1 改進廢氣處理系統

目前，氯氣處理系統通常使用溶解吸收法來達到環境標準，并通過排氣扇釋放到大氣中。吸收吸水過程通常使用兩塔吸收過程。生產過程中仍然存在許多問題，例如，當前的循環板冷卻器易于堵塞。設計人員必須及時了解和清楚當前流程中的問題，并找出問題的原因。通過結合實際情況，解決問題和優化生產系統以提高產品質量，該設備將更安全，更環保。

例如：企業氯氣排放系統存在以下問題：①吸收塔是單塔吸收法，正常運行期間氯氣排放量不穩定，內部氯氣的狀況導致氯化鈉沉淀。沉淀的氯化鈉和循環液繼續在系統中循環并積聚，這阻塞了隔板熱交換器并影響了所生產次氯酸鈉的質量。②連接充滿液氯和氯化氫的排氣系統的管道是碳鋼管。在排氣系統運行期間，不可避免地是管道中的一些鐵銹和硫酸鹽會被吸入吸收塔中，形成沉淀物，例如氫氧化鐵。結果造成所生產的次氯酸鈉的顏色變為紅色，產品達不到標準。③廢物處理系統的配制水成分直接由水和采出水組成，但采出水的硬度較高，因此使用硬度高的采出水可提高循環過程中沉積物的形成率。導致塔板類型的吸收塔熱交換器臟污并發生堵塞。

針對處理系統的優化措施如下：

（1）氯氣廢氣處理在吸收塔中安裝了次氯酸鈉罐，將產生的次氯酸鈉引入次氯酸鈉生產裝置的二級吸收塔的入口。它是自流的，通過控制塔的氧化還原電勢以確保生產次氯酸鈉產品作為母液從次氯酸鈉裝置的氯氣中吸收。

（2）通過改變氯化氫排氣系統的工藝參數，使循環液中堿（NaOH）濃度＞6.0%，提高氯化氫排氣處理的安全性。

（3）將用于氯化氫廢氣處理和堿的生產水管改為純水管，并將純水引入堿性液體循環罐。實驗表明，通過添加一定量的純水可以解決少量鹽沉淀的問題，減少了系統堵塞的可能性，還可以提高次氯酸鈉的質量。

（4）在從包裝液氯到處理氯化氫廢氣的管道中，安裝了一個沉淀池，利用污染物的自然引力使大的鐵銹顆粒沉積。此外，沉淀池的液位恒定，通過在與氣體和液體表面接觸的過程中阻塞部分粉塵物質，可以有效減少次氯酸鈉產品中金屬雜質引起的污染。

（5）為了確保氯吸收系統的安全運行，將循環液從排氣塔分配到吸收塔的頂部，安裝氣動閥并將其連接到DCS 系統進行控制，特別是在吸收塔溶解不充分的緊急情況下，在緊急情況下打開該閥可以有效防止大量氯氣在發生短期事故時直接進入廢氣處理裝置，發生安全和環境事故。

4.2 改善相關工藝技術

不僅要改善氯氣廢氣處理系統，還應該提高氯氣系統的處理能力，并利用生產處理單元將產生的廢氣轉化為有價值的產品，生態和經濟優勢均可實現。當前，改進氯氣廢氣處理系統的主要技術是在氯氣廢氣處理中添加次氯酸鈉廢氣罐代替吸收塔，然后再次與氯氣反應，由次氯酸鈉生產出成品使廢氣被回收利用。同時，在相關行業中，可以使用處理尾氣塔中的循環液體分支的技術來調整工藝參數和改善管道，以避免過多的污染并優化工藝流程，從而導致安全和環境事故。氯氣廢氣處理系統的一系列技術改造，不僅提高了氯氣廢氣處理系統的安全性和環保性，而且為化工行業帶來了一定的經濟效益。

此外，除害系統通常用的循環管道是玻璃鋼或PVC 復合管、鋼襯膠，日常期間如果出現了襯膠破損老化的問題，就會有鐵帶入系統，進而造成次鈉返紅氯氣吸收量太大，處理量增大，換熱面積有限，反應產生大量的熱量未及時移走，循環液中次鈉受熱分解等不同的問題，這些均會影響次鈉的品質。

4.3 優化處理系統布局

布局設計的思想對于廢氣處理系統非常重要，以達到安全環保的目的。當今的廢氣處理系統的布局必須具有全局性概念，并且應根據要處理的廢物的相關和重要特征來考慮其結構。同時，必須考慮布局的成本效益和實用性。用最少的投入獲得最大的效率。利用氣流和風壓計算的結果，還進行了相關的計算以及各個零件的合理放置。一方面，在計算風量時，要考慮通風系統支線的風速、干線的風速、上部廢氣結構的風量以及廢氣通風的總數。同時，在計算風壓時，必須考慮排氣系統中的壓降，通用抽油煙機中的壓降和吸收塔中的壓降。

4.4 加強專業人才培養

當前缺乏合格的廢氣處理工人是相關工作的瓶頸。技能短缺意味著理論薄弱。為了有效應對這種情況，有必要加強人才的外部引進和內部培訓。外部引進人才旨在通過在各個專業領域的高科技人才身上投入資金的支持，以誘使社會參與特定任務的發展。人才的內部培訓包括培訓和向公司現有員工提供專業建議，以提高員工的專業素質并提高后續操作中廢氣處理的效率。

4.5 加強關聯設備管理

在氯堿化學公司的生產過程中，加強廢氣處理系統設備的管理和檢查非常重要。必須對排氣處理系統的核心和關鍵設備進行徹底的檢查和評估，并且必須及時更換合格的設備，從而有效地監控和實施所有細節。另外，設備問題必須得到及時解決。這是減少事故并確保廢氣處理系統安全運行的唯一方法。

5 結束語

在處理氯堿化學廢氣時，重要的是改善企業氯氣廢氣處理系統的安全性和環境轉化，實現廢氣處理，嚴格控制排放濃度，優化氯氣廢氣處理系統，合理安排廢氣處理系統，最終改善廢水處理系統的管理體系。為此，必須要注重改進廢氣處理系統、改善相關工藝技術、優化處理系統布局、加強專業人才培養、加強關聯設備管理。