離子交換工藝生產(chǎn)除鹽水的過程中如何減少HCL的逸散

王巖 郭天宇

【摘要】蘭州石化地處蘭州市大氣排放嚴(yán)管區(qū)，對空氣中各類顆粒物管控標(biāo)準(zhǔn)十分嚴(yán)格，根據(jù)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中對顆粒物HCL的限值是50 μg/m3（日均），60 μg/m3（時(shí)均）。

【關(guān)鍵詞】離子交換工藝 ?HCL ?逸散

引言：蘭州石化地處蘭州市大氣排放嚴(yán)管區(qū)，對空氣中各類顆粒物管控標(biāo)準(zhǔn)十分嚴(yán)格，根據(jù)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中對顆粒物HCL的限值是50μg/m3（日均），60μg/m3（時(shí)均）。

動力廠動力車間除鹽水裝置主要采用離子交換工藝制取除鹽水，陽床再生液為鹽酸，陰床再生液為氫氧化鈉，當(dāng)陽床運(yùn)行一個工作周期失效后，再生用鹽酸通過計(jì)量罐、計(jì)量泵諸如噴射器后與再生來水充分按一定比例混合，進(jìn)入陽床再生。此外為便于生產(chǎn)調(diào)節(jié)，裝置配有相應(yīng)的鹽酸卸車設(shè)施、鹽酸儲罐及配套輸送泵、管道。

因此不論是在生產(chǎn)運(yùn)行過程中還是正常的接卸、存儲期間，鹽酸都有可能會發(fā)逸散出HCL顆粒物，造成裝置邊界大氣污染物超標(biāo)。

一、鹽酸酸霧的危害及抑霧方式

（一）HCL酸霧的危害

鹽酸揮發(fā)的氣體吸入呼吸道是有害的。濃鹽酸（發(fā)煙鹽酸）會揮發(fā)出酸霧。鹽酸本身和酸霧都會腐蝕人體組織，可能會不可逆地?fù)p傷呼吸器官、眼部、皮膚和胃腸等。會強(qiáng)烈的刺激人的呼吸黏膜，眼睛，嚴(yán)重的時(shí)候會出現(xiàn)角膜渾濁、嘶啞、窒息感、胸痛、鼻炎、咳嗽，有時(shí)痰中帶血。鹽酸霧可導(dǎo)致眼臉部皮膚劇烈疼痛鼻子等。

離子交換工藝生產(chǎn)除鹽水會使用大量的鹽酸作為再生劑，在鹽酸使用過程中，會有大量氯化氫氣體產(chǎn)生。氯化氫氣體溶于水后形成酸性水會造成腐蝕等影響。

因此，減少HCL的逸散可以減少對周邊環(huán)境的破壞，降低對人體的損傷，同時(shí)可以減少對設(shè)備的腐蝕，延長設(shè)備使用壽命，減少腐蝕、泄漏。

（二）現(xiàn)在主流的幾種酸霧抑制方式優(yōu)劣簡介

（1）酸霧吸收器。酸霧吸收器為固定式免維護(hù)設(shè)備，根據(jù)HCL極易溶于水的特性，采用逆流噴淋結(jié)構(gòu)將HCL顆粒溶于水形成稀鹽酸進(jìn)行收集。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，免維護(hù)。缺點(diǎn)是僅適用于靜態(tài)存儲，無法去除在動態(tài)生產(chǎn)中產(chǎn)生的HCL顆粒。

（2）封閉罩式吸收器。該吸收器采用全封閉玻璃鋼結(jié)構(gòu)，通過水洗、過濾捕獲HCL顆粒，優(yōu)點(diǎn)是可以全過程控制逸散的HCL顆粒，缺點(diǎn)是占地大、費(fèi)用高。

（3）使用抑霧劑進(jìn)行抑霧。鹽酸抑霧劑用于抑制鹽酸酸霧的揮發(fā)產(chǎn)生，同時(shí)減緩或抑制鹽酸對金屬的腐蝕，與鹽酸具有良好的協(xié)同效果，適用于各種濃度下的鹽酸使用。優(yōu)點(diǎn)是屬于主動抑霧措施，可在生產(chǎn)全過程中發(fā)揮作用，缺點(diǎn)是不同抑霧劑對離子床工藝的長、短期影響不同，需進(jìn)行試驗(yàn)后方可確定。

二、化學(xué)水裝置離子交換工藝制除鹽水中酸霧抑制及吸收的流程現(xiàn)狀

（一）酸霧可能溢出的因素

經(jīng)過理論分析、流程排查和現(xiàn)場設(shè)備實(shí)際查看，并結(jié)合操作人員的反饋，可將以下幾點(diǎn)列為除鹽水裝置鹽酸酸霧逸出的主要因素：①泄漏。鹽酸存儲及轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備的泄漏是鹽酸酸霧逸出的主要途徑，尤其是鹽酸儲罐液位計(jì)接口、轉(zhuǎn)運(yùn)泵機(jī)封泄漏、管線腐蝕泄漏及法蘭泄漏是主要的泄漏途徑。雖然裝置在鹽酸儲罐配有酸霧吸收器，但對于泄漏帶來的酸霧是無法處理的。②卸酸及轉(zhuǎn)運(yùn)過程中由于鹽酸激蕩造成的酸霧。卸酸及轉(zhuǎn)運(yùn)過程中由于鹽酸激蕩造成過量酸霧會超出原有鹽酸酸霧吸收器的吸收能力，部分鹽酸酸霧會由罐體或者工藝設(shè)備的連通口排向大氣。這是造成HCL顆粒超標(biāo)的另一主要原因。③揮發(fā)。離子交換床在使用鹽酸進(jìn)行再生的過程中會有極少HCL顆粒揮發(fā)逸散。

（二）酸霧吸收措施現(xiàn)狀

化學(xué)水裝置現(xiàn)有酸霧抑制措施僅有兩具鹽酸酸霧吸收器，分別安裝在高低位鹽酸儲罐上，且此類酸霧吸收器僅針對抑制靜止?fàn)顟B(tài)下鹽酸酸霧揮發(fā)而設(shè)計(jì)，抑霧能力有限。

（三）酸霧抑制措施現(xiàn)狀

化學(xué)水裝置未使用酸霧抑制措施。

三、如何對酸霧抑制及吸收工藝優(yōu)化及預(yù)期效果

根據(jù)對化學(xué)水裝置的實(shí)際情況調(diào)研以及咨詢其他同類型裝置抑霧的方法，結(jié)合蘭州石化及蘭州地區(qū)的特點(diǎn)，可以明確使用HCL酸霧抑制劑可以明顯降低HCL顆粒的逸散，改善裝置界區(qū)空氣質(zhì)量。

（一）HCL酸霧抑制劑

（1）HCL酸霧抑制劑使用條件。酸霧抑制劑可在10℃～60℃之間正產(chǎn)使用，作為添加的溫和型輔劑可直接按照比例加注在鹽酸儲罐中，持續(xù)發(fā)揮作用。滿足化學(xué)水裝置現(xiàn)有鹽酸轉(zhuǎn)運(yùn)、存儲、接卸工藝流程及要求。

（2）HCL酸霧抑制劑對現(xiàn)有工藝可能造成的影響。經(jīng)過與多家藥劑廠家及使用單位對接，交流，均反饋酸霧抑制劑的相融性及分散性好，不會對樹脂造成影響。同時(shí)酸霧抑制劑主要由低分子聚合物組成，成分中無影響除鹽水水質(zhì)的鈣鎂鈉鐵銅等離子，且PH接近中性，對現(xiàn)有離子交換工藝制水影響較小。

（3）HCL酸霧抑制劑是否存在其他不利影響。由于調(diào)研時(shí)間較短，咨詢的幾家單位工藝與我單位不盡相同，因此其他不利影響仍需進(jìn)一步調(diào)研。

（二）HCL酸霧吸收器

（1）現(xiàn)有酸霧吸收器的性能是否滿足裝置處理需求。經(jīng)過查閱設(shè)計(jì)資料，現(xiàn)有兩具鹽酸酸霧吸收器均按照吸收靜態(tài)存放定量鹽酸揮發(fā)的酸霧設(shè)計(jì)的處理能力，未考慮在接卸、輸轉(zhuǎn)過程中鹽酸激蕩產(chǎn)生大量酸霧的工況，因此不能滿足處理需求。此外對于存儲、輸轉(zhuǎn)系統(tǒng)外漏產(chǎn)生的酸霧，酸霧吸收器也無法處理。

（2）如何對現(xiàn)有酸霧吸收器進(jìn)行改造提升效果。重新對現(xiàn)有鹽酸酸霧量進(jìn)行核算，充分考慮接卸、輸轉(zhuǎn)造成鹽酸激蕩而增加的酸霧總量，適當(dāng)富余處理能力，保證極端情況下的處理效果。

（三）預(yù)期效果

使用鹽酸酸霧抑制劑配合對現(xiàn)有酸霧吸收器進(jìn)行改造，同時(shí)加強(qiáng)鹽酸儲存、輸轉(zhuǎn)過程的管理及漏點(diǎn)的消除，可以在不改變除鹽水裝置工藝流程的前提下，不對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響而大幅度降低動態(tài)生產(chǎn)中產(chǎn)生的HCL顆粒，使環(huán)保指標(biāo)得到保障，裝置界區(qū)空氣質(zhì)量得到明顯好轉(zhuǎn)。

四、結(jié)論

（1）HCL酸霧抑制劑是一種可有效減少HCL逸出并且滿足離子交換工藝使用的環(huán)保用輔劑。

（2）裝置現(xiàn)有設(shè)備存在較多的HCL逸出因素，須加強(qiáng)對相關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)、使用的管理，并對泄漏及時(shí)處置。

（3）HCL酸霧抑制劑也是一種發(fā)生HCL大量泄漏時(shí)的應(yīng)急處置手段。