清潔生產(chǎn)技術(shù)在片堿生產(chǎn)中的應(yīng)用

高志平

（天業(yè)化工有限責(zé)任公司，新疆 石河子 832012）

清潔生產(chǎn)技術(shù)在片堿生產(chǎn)中的應(yīng)用

高志平

（天業(yè)化工有限責(zé)任公司，新疆 石河子 832012）

介紹了片堿生產(chǎn)過程中蒸發(fā)冷凝水、燒堿廢水、煙道尾氣和固體廢堿的回收再利用工藝及廢棄物的處理措施。

清潔生產(chǎn)；回收利用；碳酸鈉

實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)是所有氯堿企業(yè)努力的目標(biāo)，石河子開發(fā)區(qū)天業(yè)化工有限公司采用瑞士博特公司高效熔鹽法裝置進(jìn)行片堿生產(chǎn)，目前生產(chǎn)能力15萬t/a，已連續(xù)運(yùn)行10年。為減少生產(chǎn)過程中廢棄物的排放，實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)，該公司采取了許多措施，取得了良好的效果。

片堿生產(chǎn)主要包括蒸發(fā)濃縮、制片、包裝等過程，產(chǎn)生的廢棄物主要有蒸汽冷凝產(chǎn)生的不含堿冷凝水、堿液蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的含堿冷凝水、開停車過程中產(chǎn)生的廢堿、制片和包裝過程產(chǎn)生的堿塵、天然氣燃燒產(chǎn)生的煙道氣、設(shè)備、地面沖洗產(chǎn)生的含堿廢水等。

1　生產(chǎn)過程中冷凝水的回收利用技術(shù)

1.1不含堿冷凝水的回收利用

不含堿冷凝水主要指生蒸汽與堿液在降膜蒸發(fā)器內(nèi)間接接觸換熱后產(chǎn)生的蒸汽冷凝水，其每天排量300 m3左右，如果直接進(jìn)行排放將會(huì)造成浪費(fèi)，增加排污量。

不含堿冷凝水的回收利用包括2部分。（1）結(jié)合各車間對蒸汽溫度和壓力的不同要求，需要對部分蒸汽采取降溫降壓措施，部分蒸汽冷凝水通過泵以一定壓力補(bǔ)充到蒸汽總管對蒸汽進(jìn)行降溫降壓 （增濕）；（2）利用蒸汽冷凝水雜質(zhì)離子含量較低，并結(jié)合片堿系統(tǒng)循環(huán)水池硬度較高的特點(diǎn)。將剩余不含堿冷凝水引入片堿循環(huán)水池進(jìn)行補(bǔ)水，減少循環(huán)水池的補(bǔ)水量，而且使硬度較高的循環(huán)水質(zhì)在一定程度上得到改善。

1.2含堿冷凝水回收利用

含堿冷凝水主要指堿液蒸發(fā)濃縮過程中產(chǎn)生的冷凝水，其每天排量約1 000 m3（冷凝水含堿量約為10×10-6）。利用其溫度較高（約70℃）、鈣鎂離子含量少的優(yōu)點(diǎn)，用作一次鹽水的化鹽用水，不僅能加速氯化鈉的溶解速度，而且降低了鹽水系統(tǒng)的氫氧化鈉的加入量。富裕的含堿冷凝水經(jīng)過中和系統(tǒng)處理后與不含堿冷凝水一起送往片堿循環(huán)水。2014年項(xiàng)目改造前后堿循環(huán)片堿循環(huán)水水質(zhì)數(shù)據(jù)對比表見表1。

另外，在蒸發(fā)冷凝水罐出口添加密封水換熱器，將冷凝水溫度降低到25℃以下，用作各動(dòng)力泵的機(jī)械密封冷卻水，大大降低了機(jī)械密封用純水的消耗。

通過以上措施，片堿單元實(shí)現(xiàn)了冷凝水的內(nèi)部循環(huán)利用，不僅降低了循環(huán)水池補(bǔ)水、化鹽用水、機(jī)械密封用水的消耗，而且實(shí)現(xiàn)了蒸發(fā)冷凝水的排放。

表1　　項(xiàng)目改造前后堿循環(huán)水質(zhì)數(shù)據(jù)對比表

2　生產(chǎn)過程的堿塵的處理

由于燒堿的特殊性質(zhì)，在片堿生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的堿塵，不僅腐蝕設(shè)備，而且嚴(yán)重影響了周圍的環(huán)境，損害了工人的身體健康，同時(shí)也造成了堿損的增加。

堿塵產(chǎn)生的原因主要是由于片堿機(jī)轉(zhuǎn)鼓上的堿層被刮刀刮下落入料倉時(shí)及片堿經(jīng)過振蕩器進(jìn)行包裝時(shí)產(chǎn)生，通過振蕩裝置孔隙排出。

將原振蕩裝置上觀察孔改造為粉塵抽吸口，引入除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)行抽吸，將堿塵在除塵罐內(nèi)溶解吸收，減少空間中堿塵的含量。同時(shí)，利用蒸發(fā)冷凝水作為除塵罐內(nèi)吸收水的補(bǔ)水以及除塵管線沖洗水，經(jīng)過吸收和沖洗后的富堿水送往碳酸鈉崗位配制碳酸鈉。取得了“以廢治廢”的效果，除塵裝置投入使用后現(xiàn)場環(huán)境得到很大改善。除塵工藝簡圖見圖1。

圖1　　除塵工藝流程圖

3　生產(chǎn)過程的沖洗水和熔融堿的回收利用

片堿生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生大量堿塵，所以大量沖洗地面、管線、設(shè)備的水都是富含堿的水。首先，進(jìn)行收集沉降，除去雜質(zhì)，再將清液經(jīng)泵送往碳酸鈉崗位配置碳酸鈉，達(dá)到變廢為寶，節(jié)約成本的目的。

片堿生產(chǎn)開車過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的開車堿，以及片堿機(jī)停車時(shí)要排放少量熔融堿，為此設(shè)計(jì)了一套廢堿回收裝置，將開車堿和排放的熔融堿收集后進(jìn)行溶解，配置到規(guī)定濃度后送往乙炔工段進(jìn)行次氯酸鈉的配置，也可送到氯乙烯工段作為堿洗塔的中和堿液使用，不僅降低了燒堿系統(tǒng)堿損，而且減少了企業(yè)內(nèi)部自用堿的消耗。

4　生產(chǎn)過程的煙道氣的回收利用

該公司采用瑞士Bertrams高效環(huán)保熔鹽法片堿工藝，天然氣在熔鹽爐內(nèi)燃燒加熱盤管，盤管內(nèi)的熔鹽作為傳熱媒介，在熔鹽儲(chǔ)罐、燒堿濃縮器和熔鹽爐3臺(tái)設(shè)備之間形成閉路循環(huán)，將天然氣燃燒產(chǎn)生的熱量傳遞給燒堿蒸發(fā)器，進(jìn)行液堿的濃縮。

天然氣燃燒產(chǎn)生的尾氣中含有大量的二氧化碳，直接排放不僅造成資源的浪費(fèi)，而且二氧化碳作為溫室氣體，也會(huì)造成一定的環(huán)境污染。

CH4+2O2=CO2+2H2O

為徹底解決煙道尾氣的排放，降低一次鹽水工段在鹽水的精制過程中精制劑碳酸鈉的外購量，該公司自主研發(fā)了燒堿排放廢棄物采用堿液碳酸化法生產(chǎn)碳酸鈉技術(shù)。利用含堿廢水和煙道尾氣反應(yīng)生產(chǎn)碳酸鈉溶液自用，解決了煙道尾氣排放及一次鹽水碳酸鈉實(shí)現(xiàn)內(nèi)部自給的問題。

（1）原料路線的確定

利用片堿蒸發(fā)冷凝水、沖洗設(shè)備水、和落地堿配制成原料堿液與片堿的尾氣逆流接觸進(jìn)行反應(yīng)生產(chǎn)碳酸鈉溶液，供一次鹽水使用。煙道氣的組分見表2，碳酸鈉生產(chǎn)流程簡圖見圖2。

表2　　　煙通氣組分

圖2　　碳酸鈉生產(chǎn)流程圖

片堿生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸發(fā)冷凝水、沖洗設(shè)備水等含堿廢水與落地堿及30%堿液配制成10%～14%濃度的原料堿液，燒堿熔鹽爐產(chǎn)生的煙道氣與原料堿液進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)利用液體在噴射器內(nèi)的高速流動(dòng)產(chǎn)生真空動(dòng)力源，進(jìn)行持續(xù)反應(yīng)生產(chǎn)碳酸鈉溶液。經(jīng)檢測合格后，經(jīng)泵打入成品儲(chǔ)槽再送往一次鹽水崗位。

按照滿足公司內(nèi)部精制劑需求，裝置規(guī)模年產(chǎn)1 600 t液體碳酸鈉，在回收利用廢水廢氣廢渣的同時(shí)，預(yù)計(jì)每年節(jié)約成本二百萬余元。碳酸鈉產(chǎn)品規(guī)格見表3。

表3　　　碳酸鈉產(chǎn)品規(guī)格

5　　結(jié)語

隨著近年來自然資源和環(huán)境形勢的日益嚴(yán)峻，清潔生產(chǎn)逐步被提到工業(yè)生產(chǎn)的日常管理中，清潔生產(chǎn)技術(shù)逐漸滲透到工業(yè)生產(chǎn)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，成為一種全新的工業(yè)生產(chǎn)模式，也是企業(yè)發(fā)展的必然選擇。該公司始終把環(huán)境保護(hù)與企業(yè)發(fā)展結(jié)合起來，依靠科技進(jìn)步，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推行清潔化生產(chǎn)，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

Cleaner production technology in the application of caustic soda production

GAO Zhi-ping
（Tianye Chemical Co.，Ltd.，Shihezi 832012，China）

Introduced the measures to treat the emissions in caustic soda production process，mainly included the recycling process of evaporation condensation water，alkali containing waste water，flue gas and solid waste alkali.

cleaner production；recycling；sodium carbonate

TQ114.26+8

B

1009-1785（2015）10-0041-02

2015-02-28