氯堿企業(yè)節(jié)水減排成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用

邵　川（中鹽吉蘭泰鹽化集團(tuán)有限公司，內(nèi)蒙古阿拉善盟750336）

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氯堿企業(yè)節(jié)水減排成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用

邵川
（中鹽吉蘭泰鹽化集團(tuán)有限公司，內(nèi)蒙古阿拉善盟750336）

摘要：介紹了氯堿企業(yè)節(jié)水減排的關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新性，涵蓋了硫酸清凈產(chǎn)生的廢硫酸的處置、高效清液冷卻塔抗堵塞的技術(shù)開發(fā)及清液平衡、氯堿工程一體化水平衡和綜合利用優(yōu)化、離心母液水的合理利用、含汞廢水處理5項(xiàng)節(jié)水技術(shù)開發(fā)內(nèi)容及所取得的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

關(guān)鍵詞：節(jié)水減排；創(chuàng)新；綜合利用；效益

中鹽吉蘭泰鹽化集團(tuán)40萬t/a氯堿工程自建成以來，裝置和系統(tǒng)一直處于調(diào)整狀態(tài)，工業(yè)污水排放指標(biāo)分析頻次低，數(shù)據(jù)波動(dòng)性較大，反映出系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和工業(yè)污水排放的管理尚有較大的改善空間。目前，影響企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的最主要的因素為一次水使用及污水排放量大、清液溢流造成工業(yè)污水不能達(dá)標(biāo)排放及硫酸清凈產(chǎn)生的廢硫酸處置等問題，除帶來生產(chǎn)成本的大量增加外，還帶來了較大的環(huán)保壓力。

2014—2015年，該公司承擔(dān)了中國鹽業(yè)總公司“十二五”科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目“氯堿工程節(jié)水減排成套技術(shù)開發(fā)”課題，課題內(nèi)容包括硫酸清凈產(chǎn)生的廢硫酸的處置、高效清液冷卻塔抗堵塞的技術(shù)開發(fā)及清液平衡、氯堿工程一體化水平衡和綜合利用優(yōu)化、離心母液水的合理利用、含汞廢水深度處理等5項(xiàng)氯堿行業(yè)節(jié)水技術(shù)，該項(xiàng)目實(shí)施后取得了預(yù)期的效果，保證了污水的達(dá)標(biāo)排放，大大減少了污水排放量，保護(hù)了環(huán)境，緩解了環(huán)保帶來的壓力，同時(shí)也解決了影響企業(yè)健康穩(wěn)定生產(chǎn)的瓶頸問題并節(jié)約了生產(chǎn)成本，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及環(huán)境效益。

1　技術(shù)內(nèi)容及應(yīng)用效果

1.1硫酸清凈產(chǎn)生的廢硫酸的處置

（1）處置方法

利用水泥廠閑置的攪拌池做反應(yīng)容器，將廢硫酸與電石渣漿中的Ca（OH）2發(fā)生中和反應(yīng)得到工業(yè)石膏，實(shí)現(xiàn)無害化處置。

（2）處置原理

（3）處置裝置

? 25×5.5 m攪拌池一座，容量2 650 m3，攪拌設(shè)備有回轉(zhuǎn)橋耙架、刮板、攪拌翅，攪拌翅配壓縮空氣攪拌。

（4）處置流程

廢硫酸由罐車通過池壁入口流入攪拌池，加入量控制在2 t/h、20 t/d。攪拌池事先放入700 m3含水70%的電石渣漿，經(jīng)機(jī)械和氣力攪拌，使廢硫酸和電石渣充分反應(yīng)，整個(gè)反應(yīng)過程保證干基電石渣量是硫酸的2倍以上，溶液呈堿性，使廢硫酸能夠反應(yīng)完全無殘留。

每日對(duì)渣漿化驗(yàn)分析，達(dá)到設(shè)定指標(biāo)后，經(jīng)泵送入板框壓濾機(jī)壓濾，料餅運(yùn)到料場(chǎng)堆放，替代天然石膏做水泥原料，濾液經(jīng)泵送回到原攪拌池循環(huán)利用。待攪拌池水分達(dá)到90%時(shí)停止壓濾，廢硫酸處置過程完畢。

下一個(gè)處置過程，先由人工向攪拌池內(nèi)加入含水33%干電石渣，加入量40 t/d，一是為反應(yīng)提供Ca（OH）2，二是降低攪拌池內(nèi)料漿水分，若水分低于65%時(shí)，加入濾液補(bǔ)充。重復(fù)上一過程，化驗(yàn)達(dá)到指標(biāo)要求后壓濾，完成處置過程。

（5）處置指標(biāo)

pH：≥9；

SO3：34%～36%；

水分：68%～72%。

（6）處置后利用

處置后廢渣主要含CaSO4·2H2O，即工業(yè)石膏，替代天然石膏做水泥原料，經(jīng)過試驗(yàn)得出結(jié)果：完全替代天然石膏配料時(shí)，P·C32.5水泥氯離子超標(biāo)，P·O42.5水泥28天抗壓強(qiáng)度低于國標(biāo)；部分替代天然石膏時(shí)，水泥各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國標(biāo)要求，見表1。

表1　不同工業(yè)石膏與天然石膏參雜比例的性能測(cè)試結(jié)果

經(jīng)過逐漸改進(jìn)控制流程、處置裝置、控制指標(biāo)，制定安全操作規(guī)程，可以達(dá)到安全穩(wěn)定處置廢硫酸，使廢硫酸得到無害化處置。

1.2高效清液冷卻塔抗堵塞的技術(shù)開發(fā)及清液平衡

新型高效渣漿循環(huán)涼水塔的開發(fā)：將原有普通填料全部更換為自主研發(fā)的抗堵塞式填料。需在原有涼水塔側(cè)面安裝爬梯，加裝底部密封板，將原有分布器拆除，用盲板封死后，安裝新分布管，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，布置安裝八邊形筒體以及填料支撐柱，依次填料2層。該項(xiàng)目實(shí)施后，降低清液溫度8℃左右，滿足乙炔發(fā)生生產(chǎn)要求。通過改造水泥廠涼水塔使返回氯乙烯廠的清液溫度降低8℃左右，從而降低一次水補(bǔ)水。

清液平衡：（1）在氯乙烯一期、二期清液管上增加閥門，觀察清液池液位，發(fā)現(xiàn)清液有溢流跡象，及時(shí)調(diào)整閥門，保證清液不能外溢；（2）在氯乙烯一期、二期清液池之間加調(diào)節(jié)管進(jìn)行自調(diào)，保證一期清液池液位控制在50%～90%，二期清液池液位70%～90%，防止一個(gè)清液池缺水，一個(gè)清液池溢流現(xiàn)象；（3）發(fā)現(xiàn)清液異常時(shí)，氯乙烯調(diào)度可直接與水泥廠調(diào)度聯(lián)系解決問題，同時(shí)報(bào)氯堿調(diào)度及集團(tuán)調(diào)度，可以及時(shí)解決清液平衡問題；（4）在水泥廠涼水池加溢流管至事故池，保證涼水池清液溢流至事故池；（5）將配置次鈉廢水由原100m3/h降低至65 m3/h，從而減少廢次鈉排入清液量35 m3/h；（6）將氯乙烯所有一次水補(bǔ)水閥門盲死，防止因閥門故障，導(dǎo)致一次水進(jìn)入渣漿清液系統(tǒng)，破壞清液平衡；（7）將氯乙烯沖洗乙炔發(fā)生器液位計(jì)的水由一次水改為用清液沖洗，減少一次水3 m3/h。

通過新型高效渣漿循環(huán)涼水塔的開發(fā)及清液平衡措施后，清液基本達(dá)到平衡，減少清液溢流73m3/h，為污水達(dá)標(biāo)排放奠定基礎(chǔ)。

1.3氯堿工程一體化水平衡和綜合利用優(yōu)化

1.3.1減少不合理污水排放及排放不合格的污水

（1）通過優(yōu)化工藝操作，加強(qiáng)管理控制超標(biāo)水質(zhì)，盡可能的實(shí)現(xiàn)污水達(dá)標(biāo)排放；

（2）在原有污水泵房的西側(cè)新建兩座6 000 m3的鋼筋混凝土緩沖池，并在池中增加曝氣裝置，將排到原有中和調(diào)節(jié)池的污水酸堿中和后用污水泵打入新建緩沖池儲(chǔ)存、沉淀、中和，經(jīng)化驗(yàn)滿足污水處理廠的進(jìn)水要求后，方可排放；

（3）生活污水中的氨氮及懸浮物可能會(huì)造成總排口的水質(zhì)超標(biāo)；考慮員工安全情況，生活污水必須與工業(yè)污水分系統(tǒng)排放。將原有排入生產(chǎn)污水系統(tǒng)的生活污水重新鋪設(shè)管道引入生活污水系統(tǒng)，將原生產(chǎn)污水口堵死，保證達(dá)標(biāo)排放。

1.3.2循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化

通過監(jiān)測(cè)、控制循環(huán)水主要水質(zhì)指標(biāo)，加強(qiáng)藥劑使用的管理，提高濃縮倍數(shù)，使換熱器的腐蝕、污堵現(xiàn)象有了很大的改善，補(bǔ)排水量大大減少。

1.3.3純水超濾濃水用于綠化及循環(huán)水補(bǔ)水

目前，燒堿蒸發(fā)工藝?yán)淠俺瑸V濃水送至乙炔清凈配置次鈉，蒸汽泠凝水的流量為40 m3/h，超濾濃水的流量為28 m3/h；經(jīng)過對(duì)超濾濃水與片堿蒸汽冷凝水水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)，此部分水質(zhì)較好，可以作為循環(huán)水補(bǔ)水，現(xiàn)新建一座超濾水及凝液水回收池，將超濾濃水及蒸發(fā)片堿工藝?yán)淠厥罩猎撍兀旌辖禍睾?，送至燒堿循環(huán)水池，可以保證燒堿循環(huán)水正常補(bǔ)水需要。從運(yùn)行1年來看，對(duì)循環(huán)水的水質(zhì)沒有造成影響，可繼續(xù)使用，可節(jié)約一次水68 m3/h，減少排水20 m3/h。

1.4母液水的合理利用

母液回收工序經(jīng)過反滲透裝置產(chǎn)水為68 m3/h，其中，23 m3/h回用至氣提、干燥等工序，46 m3/h水量作為補(bǔ)水送至循環(huán)水，產(chǎn)生32 m3/h濃水外排。通過1個(gè)月的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，此部分水與地表水參差用于循環(huán)水補(bǔ)水，未對(duì)循環(huán)水水質(zhì)造成影響，節(jié)約一次水46 m3/h。但產(chǎn)生的母液濃水32 m3/h外排，經(jīng)過對(duì)該部分水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)，可以滿足乙炔清凈工序配制次鈉要求，因此，將此部分濃水用于配制次鈉，減少排污量32 m3/h。

1.5含汞廢水深度處理

含汞廢水深度處理技術(shù)采用化學(xué)和物理方法相結(jié)合的方式，往除汞器加入復(fù)合型專用除汞劑，形成難溶于水的汞化合物，再通過沉淀分離和過濾分離方式將汞與水分離，除去廢水中大部分汞及汞化合物，最后采用一級(jí)和二級(jí)強(qiáng)制反應(yīng)器系統(tǒng)，利用特種樹脂吸附水中微量的游離汞，處理后的廢水含汞量＜5×10-9，實(shí)現(xiàn)含汞廢水的達(dá)標(biāo)回用。

工藝流程說明：各種廢水經(jīng)混合后，需要收集到調(diào)節(jié)池中和預(yù)處理，預(yù)處理后的pH值5～10，送入中和反應(yīng)器，并加酸或堿調(diào)節(jié)pH值到6～9。經(jīng)中和反應(yīng)后的出水，自流入混凝反應(yīng)器，投加混凝劑發(fā)生混凝反應(yīng)，經(jīng)過分離器沉淀分離后除去水中的懸浮物質(zhì)。

初步處理的水，經(jīng)過保安過濾器后，進(jìn)入改性的纖維過濾器，過濾后的潔凈水，由活性炭過濾器進(jìn)行去濁度功能，之后再順序進(jìn)入一級(jí)和二級(jí)強(qiáng)制反應(yīng)器系統(tǒng)。系統(tǒng)出來水進(jìn)入乙炔發(fā)生系統(tǒng)，工藝流程圖見圖1。

中鹽吉蘭泰鹽化集團(tuán)有限公司40萬t/a聚氯乙烯裝置，系統(tǒng)處理單元處理水量4 m3/h。污水裝置年操作時(shí)數(shù)8 000 h，該裝置可在設(shè)計(jì)能力的60%～115%負(fù)荷下操作，裝置產(chǎn)水率達(dá)95%以上。

裝置自2015年4月投用至今，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，汞含量＜5×10-9。天運(yùn)行成本，節(jié)約費(fèi)用明顯。系統(tǒng)為全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)，運(yùn)行記錄見表2。

圖1　含汞廢水深度處理工藝流程簡圖

表2　裝置運(yùn)行記錄

2　技術(shù)難點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

2.1硫酸清凈產(chǎn)生的廢硫酸處置問題

PVC生產(chǎn)過程中利用硫酸清凈乙炔氣中的水分和雜質(zhì)，當(dāng)硫酸濃度達(dá)到70%～80%時(shí)無法再使用，需無害化處置，每天產(chǎn)生廢酸20 t。此廢硫酸的處置問題已成為影響企業(yè)正常生產(chǎn)的主要瓶頸，為此專門成立了以副總經(jīng)理為組長的專項(xiàng)攻關(guān)小組。首先，在化驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)方案可行，然后，在室外用小型混凝土攪拌機(jī)做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)不太徹底，反應(yīng)散發(fā)出的氣味非常刺鼻；再找專業(yè)機(jī)械加工廠制作成品反應(yīng)器，效果比較好，反應(yīng)也比較徹底，但是處理量比較少，無法滿足要求。

2014年，由于水泥市場(chǎng)不景氣，公司決定對(duì)水泥限產(chǎn)，因此，閑置一座攪拌池，可以作為廢硫酸與電石渣漿中的Ca（OH）2反應(yīng)容器，得到工業(yè)石膏，實(shí)現(xiàn)無害化處置。通過反復(fù)試驗(yàn)及經(jīng)驗(yàn)摸索，已經(jīng)可以熟練掌握該工藝。目前，該項(xiàng)目已作為水泥廠生產(chǎn)工業(yè)石膏的主要工藝流程，逐步向外推廣、應(yīng)用。

2.2高效清液冷卻塔抗堵塞的技術(shù)開發(fā)及清液平衡

新型高效渣漿循環(huán)涼水塔的開發(fā)項(xiàng)目是將原有普通填料全部更換為抗堵塞式填料。需在原有涼水塔側(cè)面安裝爬梯，加裝底部密封板，將原有分布器拆除，用盲板封死后，安裝新分布管，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，布置安裝八邊形筒體以及填料支撐柱，然后依次填料2層。該項(xiàng)目實(shí)施后，降低清液溫度8℃左右，滿足乙炔發(fā)生生產(chǎn)要求。通過改造水泥廠涼水塔使返回氯乙烯廠的清液溫度降低8℃左右，從而降低一次水補(bǔ)水。高效清液冷卻塔抗堵塞的技術(shù)開發(fā)有效的降低清液溫度8℃，而且抗堵塞，清理方便。目前，該技術(shù)已經(jīng)得到充分的驗(yàn)證，效果良好，已經(jīng)成為渣漿清液平衡方面不可或缺的工序。

3　結(jié)論

經(jīng)過本次節(jié)水減排改造，減少了污水排放量，保護(hù)了水資源，該項(xiàng)目基本達(dá)到了預(yù)期要求。其中，廢硫酸處置項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了廢硫酸的無害化處理，達(dá)到了變廢為寶，清潔生產(chǎn)的目的。在環(huán)保要求越來越高的當(dāng)下，氯堿工業(yè)節(jié)水成套技術(shù)具有巨大的市場(chǎng)前景，會(huì)推動(dòng)氯堿行業(yè)的清潔生產(chǎn)水平，為中國氯堿工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］李剛.氯堿企業(yè)節(jié)水探討.中國氯堿，2012，（4）：42-44.

［2］章萍.氯堿節(jié)水成套技術(shù)開發(fā)及效果評(píng)估.中國氯堿，2011，（2）：38-40.

Development and application of water saving technology in chlor alkali enterprises

SHAO Chuan
（CNSG jilantai salt chemical industry group co.，Ltd.，Alashan 750336，china）

Abstract：This paper introduces the key technology and innovation of water saving technology in chlor alkali enterprises. The article covers the content of the disposal of waste sulfuric acid，the anti clogging technology development of efficient cooling tower，the balance and complex utilization of wastewater in chlor alkali process，the rational use of centrifugal mother liquid，the mercury-containing wastewater treatment in VCM synthesis process.

Key words：water saving and emission reduction；innovation；complex utilization；economic efficiency

中圖分類號(hào)：TQ085

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1009-1785（2016）05-0043-03

收稿日期：2016-03-02