優(yōu)化脫氯工藝降低氯酸鹽的含量

劉影

（昊華宇航化工有限責(zé)任公司，河南焦作454002）

優(yōu)化脫氯工藝降低氯酸鹽的含量

劉影

（昊華宇航化工有限責(zé)任公司，河南焦作454002）

通過增加氯酸鹽分解裝置，降低了淡鹽水中氯酸鹽的含量，保證了燒堿產(chǎn)品質(zhì)量及系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

淡鹽水；氯酸鹽分解槽；工藝優(yōu)化;氯酸鹽含量

昊華宇航化工有限責(zé)任公司原有8萬t/a隔膜法燒堿，2004年9月新增10萬t/a離子膜法燒堿，2007年10月又增20萬t/a離子膜法燒堿，現(xiàn)又在籌建20萬t/a離子膜法燒堿，計劃2010年10月投產(chǎn)，屆時，燒堿能力將達(dá)到58萬t。2004年新增的10萬t/a離子膜燒堿一次開車成功，運行過程中發(fā)現(xiàn)淡鹽水中氯酸鹽含量高，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定。2009年3月對10萬t/a離子膜法燒堿二次鹽水及電解脫氯工序進(jìn)行了技術(shù)改造，優(yōu)化了脫氯工序工藝，降低淡鹽水中氯酸鹽含量，提高鹽水質(zhì)量，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

1 脫氯工序概述及運行情況

電解后的淡鹽水中含有游離氯，會對設(shè)備、管道、螯合樹脂等產(chǎn)生危害及污染環(huán)境，因此，要脫除其中的游離氯，并回收用于生產(chǎn)液氯、氯化氫或次氯酸鈉。

脫氯工藝采用的是真空脫氯與化學(xué)脫氯相結(jié)合的方法。首先，向淡鹽水中加入鹽酸，破壞氯在水中的溶解平衡并保持一定的溫度，然后送至脫氯塔，在脫氯塔內(nèi)真空的作用下，淡鹽水劇烈沸騰。水蒸氣與氯氣一起出塔，經(jīng)過冷卻器冷卻，將氯氣和水蒸氣分開。反應(yīng)式為Cl2+H2O=HCl+HClO

原淡鹽水脫氯工藝流程見圖1。

圖1 改造前淡鹽水脫氯工藝流程圖

由淡鹽水泵來的淡鹽水中先加入適量的鹽酸，混合均勻，然后送往脫氯塔，其中一小部分淡鹽水經(jīng)冷卻器冷卻后送至pH檢測儀檢測pH值，鹽酸加入量由鹽酸自動閥與pH檢測儀串級控制。

淡鹽水進(jìn)入脫氯塔內(nèi)急劇沸騰，水蒸氣攜帶氯氣進(jìn)入脫氯塔冷卻器，水蒸氣冷卻后去陽極液放凈槽。氯氣經(jīng)真空泵出口送入氯氣總管，氯水送至陽極液放凈槽。出脫氯塔的淡鹽水用堿液調(diào)節(jié)pH值至8.0~11.5，除去一部分殘余的游離氯，然后脫氯淡鹽水泵送至一次鹽水工段。如需向老系統(tǒng)輸送鹽水時，在輸送之前啟動亞硫酸鈉泵，將游離氯控制為零后，打開去老系統(tǒng)閥門，將淡鹽水送往老系統(tǒng)鹽水工段。一小部分經(jīng)pH檢測儀冷卻器冷卻后送至pH檢測儀和ORP在線檢測pH值和游離氯。堿液的加入量由堿自動閥與pH在線檢測串級控制。脫氯塔的液位由堿自動閥控制。

此工藝存在問題是脫氯后的淡鹽水送至一次鹽水回收，重新化鹽使用，長期運行后，可引起氯酸鹽含量升高，一次鹽水系統(tǒng)結(jié)鹽嚴(yán)重，系統(tǒng)運行不易控制。二次精鹽水濃度降低，影響往電解槽加入的淡鹽水流量，從而降低電解槽設(shè)備使用壽命，電流效率降低，對燒堿成品質(zhì)量也造成影響，同時造成系統(tǒng)無法正常運行。

2 改造方案

將淡鹽水循環(huán)槽出來的淡鹽水總量的1/3～1/4，以約5 m3/h的流量通過淡鹽水自控閥通入氯酸鹽分解槽內(nèi)，同時通過鹽酸自動閥向氯酸鹽分解槽內(nèi)加入鹽酸,加入量約1 m3/h，控制加酸后氯酸鹽分解槽的淡鹽水pH＜3。用蒸汽將淡鹽水加熱至85～95℃，反應(yīng)溫度過高，意味著加大蒸汽用量，增加能源的消耗，設(shè)備也要采用較高檔次的材質(zhì)；反應(yīng)溫度過低，二氧化氯產(chǎn)生量增加，當(dāng)溶液中ClO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于30%或在空氣中大于10%，易發(fā)生低水平爆炸，在有蒸汽條件下，這種爆炸可能變得強(qiáng)烈，反應(yīng)方程式為NaClO3+2HCl=ClO2+1/2 Cl2+NaCl+H2O。通過加大反應(yīng)強(qiáng)度，將氯酸鹽分解為氯氣、鹽水，降低淡鹽水中氯酸鹽的含量，反應(yīng)式為NaClO3+6HCl=3Cl2+NaCl+ 3H2O。用泵將分解后的淡鹽水送至脫氯塔,氯氣從分解槽頂部進(jìn)入氯氣總管或廢氯氣吸收系統(tǒng)。

改造后的工藝流程圖見圖2。

圖2 改造后工藝流程圖

增加50 m3氯酸鹽分解槽1臺和28 m3/h鈦泵2臺，包括儀表原件及管件等共投資40余萬元。

淡鹽水泵出口的部分淡鹽水加鹽酸后進(jìn)入氯酸鹽分解槽，利用合成爐副產(chǎn)蒸汽（蒸汽壓力為0.1～0.3 MPa）或高壓蒸汽將槽內(nèi)淡鹽水加熱至85～95℃，正常生產(chǎn)時，淡鹽水反應(yīng)產(chǎn)生的氯氣送至氯氣總管，開停車時，送至氯處理工段廢氯氣吸收塔，淡鹽水用氯酸鹽分解泵連續(xù)送至脫氯塔。送至脫氯塔后的工藝與改造前工藝相同。

3 改造后的操作方法

3.1 開車前的準(zhǔn)備工作

（1）通知分廠調(diào)度，同意開車后與主控室、氯氫、合成工序聯(lián)系。

（2）確認(rèn)下列各項：蒸汽、儀表風(fēng)等公用工程供應(yīng)正常；本工序的管路及設(shè)備檢查正常。

3.2 開車操作

（1）通過淡鹽水自動閥向氯酸鹽分解槽內(nèi)通入淡鹽水總量的1/4~1/3，約5 m3/h。

（2）通過鹽酸自動閥向氯酸鹽分解槽內(nèi)加鹽酸，加入量約為淡鹽水量的1/10，約1 m3/h，控制加酸后氯酸鹽分解槽的淡鹽水pH≤1。

（3）用蒸汽將談鹽水加熱至85~95℃（蒸汽壓力0.1~0.3 MPa）。

（4）當(dāng)氯酸鹽分解槽內(nèi)液位高于50%時，啟動氯酸鹽分解泵，將淡鹽水送至脫氯塔。

a.打開自動閥前后的手動閥并關(guān)閉其旁路閥。b.打開氯酸鹽分解泵進(jìn)口閥和加流閥。

c.啟動氯酸鹽分解泵，保持出口閥關(guān)閉。慢慢打開出口閥，用回流調(diào)整出口壓力至設(shè)計值。

d.用加淡鹽水自控閥調(diào)節(jié)氯酸鹽分解槽液面（30%~75%）。

3.3 正常運行中的操作法

（1）巡回檢查泵是否有異常聲音、噪音，泵出口壓力是否正常。

（2）用在線測溫點檢查淡鹽水的溫度。

（3）用在線液位監(jiān)測儀檢查分解槽槽中液位。

（4）每8 h在氯酸鹽分解泵進(jìn)口對淡鹽水取樣分析pH值，控制pH≤1，同時分析淡鹽水中氯酸鹽含量，控制氯酸鹽質(zhì)量濃度≤6 g/L。

（5）每天早班在鹽水預(yù)熱器處取樣分析精鹽水氯酸鹽含量，控制氯酸鹽質(zhì)量濃度≤6 g/L。

3.4 在電解崗位停車前，氯酸鹽分解裝置先停車

（1）確認(rèn)電解崗位準(zhǔn)備停車。

（2）手動關(guān)閉蒸汽自控閥。

（3）手動關(guān)閉加酸自控閥。

（4）手動關(guān)閉加淡鹽水自控閥。

（5）停氯酸鹽分解泵。

（6）如需將氯酸鹽分解槽排空，將泵出口自控閥開度控制為5%~15%，小流量地往鹽水輸送，控制脫氯塔pH值、游離氯。在輸送期間，脫氯塔可不加酸，待分解槽內(nèi)液位打空，脫氯塔pH值有上升趨勢后，再加酸，同時控制脫氯塔加堿流量，保證pH值為8.0~11.5，游離氯質(zhì)量濃度≤25 mg/L。

（7）停車后，分解槽或相關(guān)管線需開口時，要和氯氫聯(lián)系，調(diào)整抽力，同時注意現(xiàn)場U型壓力計及陽極放凈槽液位，如波動較大，要及時和氯氫聯(lián)系，必要時，可停陽極放凈泵，保證陽極放凈槽液位，同時調(diào)整開口大小，調(diào)整進(jìn)氣量，保證抽力穩(wěn)定。

4 改造后效果

淡鹽水中氯酸鹽質(zhì)量由平均7.8 g/L降至平均5.5 g/L，效果顯著，可以避免系統(tǒng)長期運行引起的氯酸鹽含量升高和精鹽水濃度的降低，提高電流效率，保證燒堿成品質(zhì)量，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

Optimize dechlorination process to decreasing content of chlorate

LIU Ying
(Haohua Yuhang Chemical Co.,Ltd.,Jiaozuo 454002,China)

The content of chlorate in depleted brine was reduced by adding the chlorate decomposer.And the caustic soda quality was improved and the system runs stably.

depleted brine;chlorate decomposer;process optimization;content of chlorate

TQ114.26+1

B

1009－1785(2010)10－0004-02

2010-03-09