氯堿化工氯氣廢氣處理系統(tǒng)安全環(huán)保研究

薛俊軍 周永衛(wèi) 俞衢飛

（浙江巨化股份有限公司電化廠，浙江 衢州 324000）

氯堿生產(chǎn)是化學工業(yè)中比較傳統(tǒng)的生產(chǎn)和應用技術。經(jīng)過多年的發(fā)展，其產(chǎn)品已廣泛用于社會發(fā)展的許多領域。隨著隔膜法工藝逐漸退出，離子膜法制堿工藝是當今最常見的生產(chǎn)工藝，隨著裝置體量不斷提升，生產(chǎn)過程中一旦發(fā)生氯氣泄漏，不僅危害一線作業(yè)人員的生命和健康，而且對大氣環(huán)境構成嚴重威脅，使化學工業(yè)面臨更加苛刻的環(huán)境保護壓力。因此，改進氯堿工業(yè)事故氯氣及廢氯處理系統(tǒng)，已成為從業(yè)人員的一個緊迫問題。

一、氯堿化工行業(yè)概述

（一）氯堿化工行業(yè)

氯堿的化學生產(chǎn)是專業(yè)間生產(chǎn)中常見的原料生產(chǎn)過程。由于氯氣是在實際生產(chǎn)過程中釋放出來的，因此會造成污染和嚴重的環(huán)境損害。必須改進氯堿化學廢氣的凈化和處理。一方面氯氣對人類有毒如果生產(chǎn)人員吸收了由于操作錯誤而泄漏的氯，可能存在中毒現(xiàn)象，甚至嚴重的情況也可能影響身體的功能。在氯堿的化學生產(chǎn)過程中，必須妥善處理廢氣，加強廢氣的密封，并要求工人在進入生產(chǎn)現(xiàn)場時穿防護服。另一方面，直接向自然環(huán)境排放氯可能對臭氧層造成重大損害。溶解在水中的氯形成一種具有較強氧化作用的次氯酸鹽溶液。當與某些有機物質(zhì)結合使用時，它會產(chǎn)生致癌物質(zhì)，不僅對河流周圍生長的植物有毒，而且對居民消費也會有毒。

（二）廢氯氣處理方法

目前，氯堿生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氯廢物主要通過兩種方式處理。首先，生產(chǎn)過程中生產(chǎn)的氯可通過堿性溶液吸附形成氯堿溶液，并成為化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中使用的原料之一。這種方法具有很大的經(jīng)濟價值，但也有缺點。由于氯氣在水溶液中的溶解度有限，有必要設計健全的處理系統(tǒng)，以確保氯氣完全溶解在堿性溶液中，否則可能會泄漏。其次，氯氣也可以通過氧化減少，并可轉(zhuǎn)化為工業(yè)生產(chǎn)的其他原料。這種處理方法需要更高的系統(tǒng)設計要求，而且氧化還原反應的原材料成本也更高。氯氣通?？捎米骰瘜W反應中的氧化劑?？梢愿鶕?jù)需要使用不同的減速器，但在反應過程中可能需要高溫、高壓和催化劑。

（三）事故氯氣處理

在對氯堿生產(chǎn)產(chǎn)生的氯進行無害環(huán)境處理時，應考慮到環(huán)境保護和經(jīng)濟因素。將氯氣轉(zhuǎn)化為其他化學品的含氯產(chǎn)品是一種更適當?shù)霓k法。然而，在使用常用的氯氣吸收塔方面仍然存在許多問題，包括堵塞噴嘴、吸收效率低下和設備維修困難。作為化學生產(chǎn)管理者，我們必須充分了解生產(chǎn)鏈在運行過程中的缺陷，共同完善生產(chǎn)鏈和加工系統(tǒng)，以取得更好的效果。優(yōu)化化工生產(chǎn)技術有利于提高產(chǎn)品的純度和質(zhì)量，為生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造更好的經(jīng)濟價值，保證生產(chǎn)過程中的安全問題，有效保證員工的安全。氯堿化工對生產(chǎn)技術要求很高，而且只有強調(diào)技術升級和現(xiàn)代化，生產(chǎn)企業(yè)才能保持良好的競爭優(yōu)勢。

二、我國氯堿產(chǎn)業(yè)存在的問題

（一）技術問題和規(guī)模問題

目前國內(nèi)大多數(shù)氯堿生產(chǎn)企業(yè)使用的燒堿設備，每臺設備年產(chǎn)量在40kt 左右，只有少數(shù)企業(yè)能達到100kt 左右。由于大多數(shù)氯堿企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，地理分布分散，與國外大型生產(chǎn)企業(yè)差距較大。國外氯堿企業(yè)集中度高。氯堿產(chǎn)能居歐盟前5 位，占歐盟國家燒堿產(chǎn)能的50%。美國5 大氯堿生產(chǎn)企業(yè)占美國氯堿產(chǎn)能的80%，而中國5 大氯堿生產(chǎn)企業(yè)僅占中國氯堿產(chǎn)能的16%。生產(chǎn)設備規(guī)模小，投入生產(chǎn)成本高，導致我國氯堿生產(chǎn)企業(yè)與國外氯堿生產(chǎn)企業(yè)差距較大。

（二）氯產(chǎn)品的結構問題

中國氯堿工業(yè)的氯氣生產(chǎn)主要由無機氯和有機氯組成。盡管在社會現(xiàn)代化程度不斷提高的背景下，產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)有了顯著改善，但與外國發(fā)達國家相比，仍有很大差距。從氯氣消費結構來看，無機氯氣消費仍占氯化產(chǎn)品氯氣消費總量的主導地位。盡管中國多年前禁止使用BHC 等粉末產(chǎn)品，但聚乙烯樹脂消費卻有所增加。特別是二十世紀末，中國大力推廣塑料建筑材料的使用，減少了木材的使用，塑料替代木材的概念在建筑業(yè)的相關生產(chǎn)中迅速發(fā)展。發(fā)達國家的氯氣消費結構與中國大不相同。在二十世紀，有機化學品和無機氯的消費量分別占美國氯氣消費量的76%和12%，占歐洲有機化學品消費量的84%，占有機氯消費量的96%，占日本氯堿消費量的55%和96%。中國的有機氯產(chǎn)品相對于發(fā)達國家的比例較低并不意味著中國社會對有機氯產(chǎn)品的需求較低。根據(jù)對我們有機氯產(chǎn)品實際使用需求的大量調(diào)查和實際研究，可以看出，近年來，我國氯化產(chǎn)品總使用量的20%以上是從國外進口的。

三、氯堿化工氯氣廢氣處理系統(tǒng)安全環(huán)保的具體措施

（一）優(yōu)化氯氣廢氣處理系統(tǒng)

目前廢氯氣處理系統(tǒng)大都采用堿液吸收方式，等氯氣處理達標后排放到大氣中去，堿液再由兩塔吸收。但是目前許多企業(yè)的生產(chǎn)工藝中還存在一些問題，例如循環(huán)板式冷卻器易阻等，因此設計師在進行工作開展時需充分搜集并了解生產(chǎn)中問題所在，并結合企業(yè)自身情況進行生產(chǎn)系統(tǒng)的改進，以保證生產(chǎn)出的產(chǎn)品能夠滿足人們需求。

（二）對氯氣廢氣處置系統(tǒng)進行技術改進和項目優(yōu)化

加強對氯氣廢棄處置系統(tǒng)的優(yōu)化改造一般可以從以下兩方面入手：第一是提高系統(tǒng)對氯氣處理能力，第二是利用生產(chǎn)裝置將廢氣轉(zhuǎn)變成有價值產(chǎn)品，進而產(chǎn)生經(jīng)濟效益。目前對氯氣廢氣處置系統(tǒng)進行技術改進主要是再吸收塔增加廢氣次氯酸鈉的高位槽，再經(jīng)循環(huán)再次與氯氣反應生成次氯酸成品，將廢氣再處理再循環(huán)，將成品再用于其他行業(yè)；同時還可以通過調(diào)整工藝參數(shù)、改造管道、運用尾氣塔循環(huán)液分支處理技術等方式優(yōu)化工藝流程，避免產(chǎn)生過多的污染，導致安全環(huán)保事故的發(fā)生。通過對對氯氣廢氣處置系統(tǒng)進行一系列技術改造，不僅能夠增強氯氣廢氣處理裝置運行的安全性和環(huán)保型，也能夠為化工行業(yè)帶來一定的經(jīng)濟利潤。

四、廢氯氣的處理工藝

電解工序來的事故氯氣或氯氫處理工序的開、停車廢氯氣及正常生產(chǎn)中液氯來的包裝抽氣。液氯儲槽來的安全閥氯氣、氯氫處理工序超壓排放的氯氣和液氯來的液化尾氣等進入一級廢氯氣吸收塔下部。在填料層與塔頂循環(huán)噴淋下來的15%稀堿液逆流接觸，進行吸收反應。從塔頂出來的含氯尾氣再進入二級廢氯氣吸收塔底部。在填料層繼續(xù)與15%稀堿液反應。達到環(huán)保排放標準的尾氣經(jīng)塔頂導出，通過引風機排入大氣。通過壓力自動控制調(diào)節(jié)風機人口對空的開度，保證系統(tǒng)操作壓力的穩(wěn)定。

一級廢氯氣吸收塔和二級廢氯氣吸收塔中的堿液吸收氯氣后溫度升高，從塔底流出分別進入一級堿液循環(huán)槽和二級堿液循環(huán)槽。一級堿液循環(huán)槽中的堿液由一級堿液吸收循環(huán)泵經(jīng)一級堿液冷卻器冷卻后打上一級廢氯氣吸收塔與氯氣繼續(xù)反應。同理，二級堿液循環(huán)槽中的堿液由二級堿液吸收循環(huán)泵經(jīng)二級堿液冷卻器冷卻后打上二級廢氯氣吸收塔與氯氣繼續(xù)反應。一級堿液冷卻器和二級堿液冷卻器通循環(huán)冷卻水或8℃冷凍水聞接冷卻循環(huán)堿液。

堿液循環(huán)槽中的循環(huán)堿液在循環(huán)吸收氯氣過程中濃度不斷降低，當吸收塔堿濃度低于10%時，應盡快重新配置?？蓪⒉壑写温人徕c溶液作為初品經(jīng)次氯酸鈉成品泵輸送到初品罐，作為原料供次鈉裝置生產(chǎn)使用。裝置中的堿液高位槽設置有自動開關閥，并與一、二級堿液吸收循環(huán)泵連鎖。當一級堿液吸收循環(huán)泵或二級堿液吸收循環(huán)泵在停電或者發(fā)生故障停泵時自動打開。15%稀堿液從堿液高位槽進入一級廢氯氣吸收塔或二級廢氯氣吸收塔吸收廢氯氣，避免因停泵而發(fā)生跑氯事故。

五、合理的廢氣處理系統(tǒng)布局

為了使廢氣處理系統(tǒng)實現(xiàn)安全環(huán)保的目標，布局設計思路顯得十分的重要。現(xiàn)如今，廢氣處理系統(tǒng)的布局必須要有一個全局觀念，要考慮排放的廢棄的相關性質(zhì)和顯著特點的基礎上再來對結構做出規(guī)劃，與此同時必須要考慮到布局的性價比和實用性，要盡可能的有最少的錢實現(xiàn)最高的效率。除此之外還有進行相關的計算，更具對風量和風壓得計算結果來對各部分進行合理的布局。一方面，計算風量的時候要將通風系統(tǒng)支管路內(nèi)的風速、干管路內(nèi)的風速、頂部排風設計的風量以及整體排風的換氣數(shù)考慮進去。另一方面，在風壓計算的時候要將排風系統(tǒng)的壓降、萬向排風罩的壓降、吸收塔的壓降等統(tǒng)統(tǒng)考慮進去。

六、氯堿工業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的技術體系

對于氯堿化工企業(yè)的廢氣處理系統(tǒng)進行有效管理，與此同時，需要制定并完善相關的廢氣處理系統(tǒng)的管理制度。作為循環(huán)經(jīng)濟和諧發(fā)展的載體，技術能夠準確把握循環(huán)經(jīng)濟的基本特征，因此循環(huán)經(jīng)濟的技術方法應具有以下特點。更有效地利用資產(chǎn)和減少生產(chǎn)過程中的能源和資源消耗，不僅是提高經(jīng)濟效率，而且也是減少污染物排放的關鍵。采取有效措施，擴大和擴大生產(chǎn)技術能力，使氯堿生產(chǎn)企業(yè)能夠處理和回收國內(nèi)污染物，減少生產(chǎn)過程中的污染物排放。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物得到綜合回收，由此產(chǎn)生的廢物得到逐步處置和充分利用，從而最大限度地減少資源開采，從而減少污染物和廢物的排放。生產(chǎn)企業(yè)加大了廢物回收、處理和再利用的力度，大力支持資源再生產(chǎn)業(yè)和環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

結束語：氯堿化工中氯氣廢氣產(chǎn)生不可避免，加強企業(yè)廢氣處理系統(tǒng)的安全環(huán)保非常重要。實現(xiàn)廢氣的凈化處理，需嚴格控制廢氣排放濃度，不但要優(yōu)化廢氣處理系統(tǒng)，還要努力實現(xiàn)合理的廢氣處理系統(tǒng)布局，并完善廢氣處理管理體制。相關企業(yè)需切實重視到環(huán)保的重要性才能夠真正解決廢氣問題，才能落實好國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，為我國化工行業(yè)的發(fā)展貢獻自己的一份力量。