淡鹽水脫氯工藝小結(jié)

黃秋麗

（廣西柳化氯堿有限公司 廣西 鹿寨 545600）

精制鹽水在電解槽內(nèi)發(fā)生電解后，其濃度降低，成為含有游離氯的淡鹽水，需將其返回一次鹽水工序重新飽和后再使用，如果不將其中的游離氯除去，不僅會(huì)腐蝕鹽水精制系統(tǒng)的設(shè)備和管道，還會(huì)阻礙一次鹽水精制過(guò)程中沉淀物的形成，損害二次鹽水工序過(guò)濾器的過(guò)濾元件和螯合樹(shù)脂，危害極大。因此，柳化氯堿有限公司采用真空脫氯和化學(xué)脫氯的方法，去除淡鹽水中的游離氯。

1 去除游離氯方法的原理及工藝流程

1.1 真空脫氯原理

由于氯在水（包括鹽水）中的溶解度非常小，要把生成的氯氣從溶液中析出，要不停降低液面氯氣的分壓才能達(dá)到目的。在實(shí)踐中加足夠量的酸，并使淡鹽水中不斷地產(chǎn)生氣泡或增加氣、液兩相接觸面，加快氣相流速，加大氣液兩相中不平衡度，使液相中的溶解氯不斷地向氣相轉(zhuǎn)移。連續(xù)進(jìn)行上述操作，就能把淡鹽水中的游離氯基本除掉。此方法采用破壞化學(xué)平衡和相平衡的原理來(lái)脫去游離氯，游離氯不能百分百除去。

1.2 化學(xué)脫氯原理

由于淡鹽水中的游離氯具有強(qiáng)氧化性，因此，可用還原物質(zhì)如亞硫酸鈉和ClO－發(fā)生反應(yīng)，可以將游離氯徹底去除。反應(yīng)方程式：

1.3 流程敘述

從淡鹽水泵來(lái)的一部分淡鹽水加入適量的鹽酸，混合均勻后進(jìn)入脫氯塔脫氯，其中一小部分淡鹽水經(jīng)冷卻檢測(cè)pH值后進(jìn)入D－280。淡鹽水在一定真空度下急劇沸騰，（真空度為－75 kPa），產(chǎn)生的水蒸氣攜帶著氯氣進(jìn)入脫氯塔冷卻器，水蒸氣冷凝后去陽(yáng)極液排放槽，氯氣經(jīng)真空泵出口送入氯氣總管。

在脫氯后的淡鹽水中加入32%的堿調(diào)節(jié)其pH值為9～11，再加入亞硫酸鈉（Na2SO3）除去殘余的游離氯，ORP值控制在50 mV以下，最后用脫氯鹽水泵把淡鹽水送到一次鹽水工序。（若膜除硝開(kāi)車(chē)，則出脫氯塔的淡鹽水加堿控制其 pH 值為 2．0～3．0）；其中一小部分經(jīng)冷卻后送至檢測(cè)pH值和游離氯后進(jìn)入D－280。淡鹽水脫氯工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 淡鹽水脫氯工藝流程

2 主要工藝設(shè)備（見(jiàn)表1）

表1 主要工藝設(shè)備

3 真空脫氯系統(tǒng)工藝指標(biāo)（見(jiàn)表2）

表2 真空脫氯系統(tǒng)工藝指標(biāo)

脫氯前淡鹽水NaCl質(zhì)量濃度200～215 g/L亞硫酸鈉溶液配制濃度 8．0%～9．0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）;

加亞硫酸鈉后淡鹽水ORP值小于－50 mV，脫氯塔液位控制50%～60%。

4 影響脫氯效果的因素

4.1 真空度

淡鹽水中溶解的氯氣量與氯化鈉濃度、溫度、壓力和溶液pH值有關(guān)，生產(chǎn)過(guò)程中，淡鹽水的濃度、溫度變化不大，所以脫氯主要取決于淡鹽水的壓力（真空度）。真空脫氯是降低淡鹽水液面上方氯氣分壓，促使液相中氯氣向氣相逸出，從而達(dá)到脫除液相中氯氣的目的，只有保證一定的真空度，才能使淡鹽水在脫氯塔中內(nèi)達(dá)到沸騰狀態(tài)，使氯氣充分析出。如果真空度過(guò)低，脫氯效果很差；脫氯真空度越高，淡鹽水中的游離氯脫除效果越好，但真空度過(guò)高會(huì)使真空泵的吸氣量有所降低，影響真空的穩(wěn)定性。根據(jù)工藝要求，公司脫氯塔系統(tǒng)的真空度都保持在－75 kPa。由于在實(shí)際生產(chǎn)操作中發(fā)現(xiàn)，脫氯塔的液位波動(dòng)，也會(huì)引起真空度的波動(dòng)，同樣影響脫氯效果。因此，必須控制好脫氯塔的液位，近4個(gè)月脫氯塔的液位變化引起的真空度變化，見(jiàn)表3。

表3 脫氯塔液位變化引起的真空度變化

4.2 pH值

淡鹽水中的pH值較大時(shí)，鹽水中的氯以氯酸鹽和次氯酸的形式存在，在這種條件下，采用真空脫氯是無(wú)法脫除這部分游離氯的。由于在酸性淡鹽水中，氯氣溶解度隨pH值的降低而減小。因此，只有向淡鹽水加入鹽酸，調(diào)節(jié)淡鹽水中的pH值，才能使淡鹽水中以氯酸鹽及次氯酸根形式存在的游離氯轉(zhuǎn)換成Cl2脫出；在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)pH值低于1時(shí)，不僅不能提高淡鹽水中游離氯的脫出率，而且還會(huì)腐蝕裝置；所以加酸后，進(jìn)脫氯塔淡鹽水pH值一般控制在1．2～1．5為宜。由于淡鹽水中的pH值的控制是化學(xué)脫氯的關(guān)鍵，因此，出脫氯塔后淡鹽水還要加NaOH調(diào)節(jié)pH值到堿性，如果pH值過(guò)低，會(huì)消耗過(guò)多的堿，造成浪費(fèi)，而且還會(huì)影響一次鹽水系統(tǒng)的生產(chǎn)。所以，在實(shí)際生產(chǎn)中，脫氯塔出口加堿后淡鹽水 pH 值一般控制在 10．0～11．0，這樣脫氯效果較好。

4.3 亞硫酸鈉Na2SO3加入量和配制

由于存在著化學(xué)平衡，采用真空脫氯不能將淡鹽水中的游離氯百分之百地除去，剩余微量的游離氯（一般10～30 mg/L）用亞硫酸鈉使其發(fā)生氧化還原化學(xué)反應(yīng)而將其徹底除去，所以經(jīng)過(guò)脫氯塔脫氯后的淡鹽水還要加入Na2SO3，進(jìn)行化學(xué)脫氯。由于亞硫酸鈉的加入是游離氯脫除的最后一道關(guān)卡，控制它的加入量很重要。如果Na2SO3，加入量過(guò)多，容易混有雜質(zhì)，加入量太少也容易造成游離氯高。所以，在正常生產(chǎn)情況下，公司是根據(jù)脫氯塔出口加堿淡鹽水中的pH值的大小來(lái)決定亞硫酸鈉的加入量。

亞硫酸鈉溶液的配制也對(duì)脫氯效果有一定的影響。因?yàn)镹a2SO3在酸性和中性條件下易分解而失去還原能力，所以在配制亞硫酸鈉時(shí)，要加入適量的NaOH溶液使其呈堿性，但pH值也不能控制過(guò)高，否則會(huì)增加NaOH的消耗，同時(shí)要保持Na2SO3溶液的配制濃度穩(wěn)定，以防濃度變化影響化學(xué)脫氯效果。

4.4 淡鹽水的溫度

在正常生產(chǎn)條件下，淡鹽水的溫度取決于電解槽的溫度，淡鹽水溫度越高，氯氣的溶解度越小，越有利于氯氣的析出。公司每年都要停車(chē)檢修，因此受電解槽開(kāi)停車(chē)影響，淡鹽水的溫度在開(kāi)車(chē)停車(chē)階段變化較大，也會(huì)影響脫氯效果。

5 真空脫氯系統(tǒng)不正常現(xiàn)象及處理方法

真空脫氯系統(tǒng)不正?，F(xiàn)象及處理方法見(jiàn)表4。

表4 真空脫氯系統(tǒng)不正常現(xiàn)象及處理方法

6 結(jié)語(yǔ)

脫氯系統(tǒng)具有工藝流程簡(jiǎn)單，容易操作等優(yōu)點(diǎn)，如果設(shè)備能力好，管線無(wú)泄漏，運(yùn)行起來(lái)是非常穩(wěn)定的。由于在生產(chǎn)過(guò)程中，每一步操作都關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，這就要求每位操作人員熟悉前后工序的簡(jiǎn)單工藝流程，掌握本崗位生產(chǎn)原理，按照崗位工藝要求，將工藝指標(biāo)控制在正常范圍內(nèi)。正常運(yùn)行操作時(shí)，前后崗位加強(qiáng)聯(lián)系，確保無(wú)誤后方可操作。同時(shí)要求員工增強(qiáng)自身安全意識(shí)，提高業(yè)務(wù)素質(zhì)，保證運(yùn)行設(shè)備處于完好狀態(tài)。