氯堿化工氯氣廢氣處理系統安全環保研究

山東省菏澤市東明縣東明石化萬海氯堿有限公司 鄭志剛

氯堿化工作為我國基礎化工工作的重要內容，系統工作的原理是在塔內堿液不足的情況下用電解食鹽水的方法制造燒堿、氫氣、氯氣等。然而，氯氣本身具備一定的毒性，因此在實際生產過程中若氯氣尾氣發生泄漏，便很容易造成環境污染問題，我們經常見到的就是工作技術人員中毒事件的發生，為此需要通過改造氯堿化工氯氣廢氣處理系統來實現該化工流程的安全環保改造。

一、氯堿化工行業

在化學工業中，氯堿化工是最基礎的一種技術，該技術手段被廣泛應用于眾多領域的生產中，包括冶金冶鐵工業、化學產品生產工業、紡織紡紗工業和與之相關的公共事業領域等，它是當前我國一項重要的基礎性化學工業之一。現階段在我國其生產過程多采用隔膜閥及離子膜交換法生產工藝來實現生產。其中生產出來的氯氣和氫氣及酸或者燒堿中，氯氣屬于高度介質，比如，生產氯氣尾氣和事故氯氣如果在生產過程中不慎排放至大氣中，往往很容易導致人員中毒，或者會引發一些環境污染等安全環保事故，所以，在大部分情況下氯堿化工過程中的氯氣廢氣的處理系統均被作為化工企業的氯氣生產安全保障，也是化工企業在生產過程中需特別重視的問題。

二、氯堿化工廢氣處理系統的原理

氯氣廢氣處理系統指的是利用專業廢氣處理管線將氯氣與廢氣傳輸到吸收塔中，使之可以徹底接觸流經循環泵的逆流循環堿液，并在此途中吸收氯氣，然后把沒有被吸收的氯氣引進尾氣塔，緊接著與配制好的18%濃度的堿液進行化學反應，將氯氣清除，最后在保證滿足規定標準要求的前提下，將廢氣排放至大氣中。通常情況下，一旦留存在廢氣中的氯與堿液之間發生了化學反應，往往會在堿液持續循環堿含量不超過2%的情形下，將其輸送到次氯酸鈉高位槽完成自流裝車。因而生產途中需要嚴控堿含量比例，保證其必須滿足國家對次氯酸鈉提出的相關標準，防止由于氯氣處理不到位而造成氯氣外泄，防止大氣污染，避免危及周遭環境[1]。

三、氯堿化工廢氣處理系統存在的問題

（一）吸收塔存在的問題

吸收塔作為氯堿廢氣處理的重要裝置，通常它都會中和內部堿液來吸收掉廢氣當中的氯氣，但是當前大部分化工企業使用的氯氣廢氣處理裝置中的吸收塔在工作時均采用的是單塔循環式吸收法。一般來說，幾乎所有的化工企業排放出來的氯氣廢氣量穩定性都不好，這就很容易造成吸收塔內氯氣超限的問題，以使得氯化鈉被析出且又會在其內部不斷積累。遇到這種情況時，板式換熱器就很容易發生堵塞。

（二）次氯酸鈉生產導致的問題

通常碳鋼管道會把氯氣廢氣排放系統和液氯包裝抽空尾氣系統很好地連接起來，但實際化工生產時，很容易將管道內生成的鐵銹及硫酸鹽等吸進吸收塔，并在塔內生成沉淀物，生成物多為氫氧化鐵，這時次氯酸鈉呈紅色，即不能達到標準要求。此外，如果配置堿液時用生產水與堿液直接配制，經常性會因為生產水硬度太大而加速生成沉淀物，這種情況下，板式換熱器中的污垢就容易堵塞換熱器本身。此兩種生產方式的應用除了可以對次氯化鈉生產的工藝流程進行優化以外，又可以提高系統的安全性和環保性，實現經濟收益的最大化[2]。

四、氯堿化工廢氣處理系統安全環保化的改造方案

（一）吸收塔的改造方案

可先把尾氣塔內一小部分接入吸收塔，后再設置與之對應的氣動閥門，緊接著再使用DCS系統實時完成控制，確保在一些特殊情況下，比如遇到堿液不足等問題時就可以讓外部人員將此閥門打開。另外，為使氯氣廢氣處理流程的安全性得到保證，或者由傳統的堿含量的≤2%提高至＞6%。或在吸收塔上裝設次氯酸鈉高位槽，借此生成次氯酸鈉，并使其自流進入裝置二級吸收塔入口位置，二次吸收裝置內的氯氣，并且控制出塔ORP，從而保證次氯酸鈉的成品質量。

還必須保證廢氣處理系統布局的科學性和合理性，并且要在當前廢氣處理系統特性基礎上合理規劃整個廢氣處理系統的結構布局，另外為了保證達到成本的最優配置，且實現其系統布局結構的高性價比和高實用性，采取最佳方案。另需計算通風系統中的風壓和風量。第一步在選用相應的技術時應結合整體換氣需求、通風系統的直線管路、主干管路風速、頂部排風設計風量等。第二步，計算風壓時應該慮及排風系統和吸收塔及萬向排風罩等部分的壓降。

（二）次氯酸鈉生產的改良方案

為有效避免次氯酸鈉生產途中引發質量問題，同時實現其產品品質的優化，另可裝置沉積槽，并且借助沉積槽的自然重力作用將鋼管道中的鐵銹沉淀下來。也可以將適量液體灌進沉積槽，避免因為產生金屬雜質而對次氯酸鈉成品的質量造成影響。此外也可以用純水管道替代配制堿液的生產水管道。采取這種手段能緩解氯氣廢氣系統堵塞的問題。所以，選擇最優質的次氯酸鈉生產工藝，能為氯氣廢氣處理系統在后續的化工生產安全環保工作中奠定一定的技術支撐，同時提高工作效率，提高生產質量，并且從中獲取到相應的經濟效益[3]。

五、氯堿化工氯氣廢氣處理系統安全環保相關措施

（一）嚴格控制廢棄排放濃度

按要求嚴格控制廢氯氣允許的排放濃度及排放高度，確保其能夠達到既定的排放標準。

（二）優化氯氣廢氣處理系統

現階段大部分廢氯氣處理系統都采用的是堿液吸收的方式，借此來完成對達標后經尾氣風機排放至大氣的工藝流程。通常情況下，堿液吸收工藝都使用的是兩塔吸收工藝，當然在目前的生產過程中依然存在許多問題，包括像循環板式冷卻器容易發生堵塞等問題，對于設計者而言，必須及時搜集并深入了解現階段工藝應用過程中留存的許多問題，并且具體找到問題出現的原因，根據企業本身的實況解決相關問題，在優化系統生產的過程中提高產品的成品品質，保證裝置設備的安全及環保性能。

（三）對氯氣廢氣處置系統進行技術改進和項目優化

強化廢氣氯氣處理系統的優化處理，除了要求必須要提高處理氯氣的能力以外，還需要借助生產處理裝置轉化產生的廢氣成為價值性較高的產品，以實現生產和環保效益的雙提升。現階段改進氯氣廢氣處理系統的主要方式是于氯氣廢氣處理吸收塔的部位增設廢氣次氯酸鈉高位槽，后經循環二次和氯氣發生反應并生成次氯酸鈉成品，后復處理廢氣后再循環利用，投入相關領域的應用中去；除此之外，也可以通過對工藝參數的調整和管道的改造，以及合理運用尾氣塔循環液分支處理技術來完成對整體生產工藝流程的優化處理，防止造成大幅度的污染，或引發安全環保事故。以后再對氯氣廢氣裝置經反復性技術改造之后，全面提升氯氣廢氣處理裝置的安全性和環保性，提高化工行業的經濟利潤。

（四）合理的廢氣處理系統布局

為達到廢氣處理系統的安全環保目標，必須保證布局設計思路的合理性。當前的廢氣處理系統在布局時主要遵從一個全局性觀念，即必須要綜合慮及廢棄物排放的性質特點并在此基礎上合理做出結構規劃，另外還必須綜合考慮到整體布局的性價比及實用性，實現花最少的錢達到最優的效率。當然也需要進行相關的計算，以及合理布居風量與風壓的計算結果。首先，計算風量時必須綜合考慮到干管路內的風速、整體排風換氣數、通風系統支管路內風速、頂部排風設計風量等考慮進去。其次，計算風壓時又要綜合考慮到萬向排風罩的壓降、吸收塔的壓降及排風系統的壓降等綜合考慮進去。

（五）完善廢棄處理系統管理體制

必須要實現氯堿化工廢氣處理系統的高效管理，同時還必須制定較之完善的廢氣處理系統及其對應的管理制度，此外也需要開設相應的廢氣處理系統培訓機構，保證有關技術操作人員能夠根據按要求完成操作，有效降低不安全事故發生的概率。另外，在全體員工當中需展開全方位的知識宣傳活動，全面提升化工企業內部員工處理安全事故的能力。

（六）強化廢氣處理系統的設備管理，重視質量與安全

實際化工生產工作中，我們必須清醒地認識到，氯堿化工企業的生產需要特別強調對廢氣處理系統的管理和檢查工作。需全面考察廢氣處理系統的各個部位及工作環節，如遇問題設備必須及時檢修或進行更換，杜絕出現檢修拖拉的現象，否則安全事故發生的概率會急速上升，無法保證廢氣處理系統的正常運行[4]。

結束語

綜上所述，結合當前我國環境污染問題的嚴重程度，以及我國氯堿化工氯氣廢氣處理工作開展的現狀來看，強化企業氯氣廢氣處理系統的安全環保改造已成為一種必然趨勢，不僅要凈化處理廢氣，還必須嚴格控制好廢氣物的排放濃度，以及實現對氯氣廢氣處理系統的優化配置，從而達到科學合理的廢氣處理系統布局，不斷健全并完善相應的廢氣處理系統體制，借這些舉措的實踐力度來進一步實現我國氯堿化工廢氣處理工作的安全環保方案的改造，然而，僅紙上談兵顯然沒有用，還必須將理論與實踐相統一起來，將其付諸于實際行動，致使這些措施能真正發揮出其實質性作用，不斷優化氯堿化工企業廢氣處理系統的配置，提升廢氣處理工作的效率，優化次氯酸鈉成品質量。