离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺的改进

李文超

(江苏海澜正和环境科技有限公司,江苏 南京 210000)

离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺的改进

李文超

(江苏海澜正和环境科技有限公司,江苏 南京 210000)

目前离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺的应用比较广泛，本文探讨该工艺的改进措施，希望对相关工作有所帮助。关键词：离子膜法烧碱 淡盐水 化学脱氯 改进

离子膜法烧碱生产技术的实际运用过程中，通常是经过真空物理脱氯之后，再实施化学脱氯，所采用的工艺一般都比较成熟，比较固定，其中在化学脱氯的过程中，为了处理盐水中的游离氯，通常采用亚硫酸钠来进行处理，本文在此就针对亚硫酸钠处理盐水中游离氯这一环节，探讨离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺的改进，为相关工作开辟思路。

1 传统离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺的不足

在传统离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺中，亚硫酸钠脱氯技术比较成熟，脱氯过程比较简洁，对脱氯工艺的控制也比较简便，但是传统的脱氯技术也存在一些不足，亚硫酸钠发生氧化之后，会产生一定量的硫酸根，导致脱氯系统中聚集大量的硫酸根，一旦硫酸根的浓度过大，就会对离子膜电解装置的稳定性产生很大干扰，由此可见，在传统离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺中，一定要有效除去系统中的硫酸根，这样才能维持整个系统的良好运行，就眼下来看，除去硫酸根的措施主要包括以下两种：第一种方法是采用氯化钡，使硫酸根与氯化钡发生化学反应，进而生成硫酸钡，硫酸钡沉淀之后通过澄清桶沉降，最终就可以进行压滤处理，将固废硫酸钡排出系统。第二种方法主要是采用反渗透膜，反渗透膜可以将硫酸钠脱除，在经过冷冻结晶以及离心脱除水分之后，可以产生固体硫酸钠晶体。以上两种方法虽然能够将硫酸钠从系统中脱除，但是都会增加系统运行的成本，都需要投入更多的人力、物力，并且以上两种方法都会产生硫酸钠固体废弃物，如何妥善处理固体废弃物，也成为了一个难题[1]。

2 传统离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺的改进

在本次研究中，为了对传统离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺进行改进，采用了过氧化氢，用其取替亚硫酸钠，在真空物力脱除环节之后，通过过氧化氢来脱除盐水中的游离氯。在实际研究过程中，需要确定游离氯与过氧化氢的最佳反应状况，并且需要仔细研究过氧化氢与游离氯的反应原理，因此笔者进行了试验，试验过程主要包括以下五个环节。

首先测试过氧化氢与游离氯在酸性环境下的反应情况，笔者采用氯气对硫酸进行干燥，之后对干燥后的硫酸进行脱氯，取样完成之后适当加入过氧化氢，一直到不再产生气泡为止，之后进行检测，检测结果显示，样本中不存在游离氯，因此可以看出，在存在硫酸的情况下，也就是酸性环境中，氯气能够与过氧化氢发生化学反应，进而生成氧气。

其次测试过氧化氢与游离氯在碱性环境下的反应情况，准备次氯酸钠溶液，适当在样本中加入过氧化氢，一直到不再产生气泡为止，之后进行检测，检测结果显示，次氯酸钠中的游离氯全部反应。因此可以看出，不仅是在酸性环境中氯气能够与过氧化氢发生化学反应，同样在碱性环境中，游离氯也能够与过氧化氢发生化学反应，而且碱性环境中游离氯与过氧化氢的反应更加剧烈。

再次，仿制含氯淡盐水，并通过调节pH值来模拟碱性环境以及酸性环境，第一步是模拟酸性环境，通过加入盐酸来调节pH值，之后加入过氧化氢，观察反应效果可知，游离氯与过氧化氢的化学反应不激烈，同时反应时间较长，经过检验之后可知，淡盐水中的游离氯没有完全反应，淡盐水中仍然存在游离氯残留。第二步是模拟碱性环境，通过加入氢氧化钠来调节pH值，之后加入过氧化氢，观察反应情况可知，游离氯与过氧化氢的化学反应十分激烈，经过检测之后可知，淡盐水中的游离氯完全反应，淡盐水中不存在游离氯残留。

第四，取出生产装置中经过真空脱氯之后的淡盐水，适当加入过氧化氢，当游离氯与过氧化氢反应完成之后进行检测，检测结果显示，淡盐水中的游离氯完全反应，没有残留。不过在此环节中需要注意，生产装置中经过真空脱氯之后的淡盐水含有氯酸盐，而在检测时需要调节pH值，在把pH值调节到酸性的过程中，氯酸盐会分解产生新的游离氯，这样一来，就会对脱除结果产生影响，由此可见，如果淡盐水中含有氯酸盐，一定要科学的选择检测方法，以保证检测结果的准确性[2]。

第五，取出生产装置中经过真空脱氯之后的淡盐水，在不同pH值以及不同过量的过氧化氢下，进行脱氯试验，分别将pH值调节到10.5-11.0范围、11.0-11.5范围、11.5-12.0范围、12.0-12.5范围，之后分别测试反应效果，测试结果显示，酸性越强，反应效果越差，反之碱性越强，反应效果越好。再对去除游离氯之后的盐水进行氧化还原电位检测，结果显示，全部在50mV以下。另一方面，在过量10%、20%、30%的过氧化氢条件下进行测试，最后通过反复的测试之后，可以得出以下结论：在碱性环境下，过氧化氢可以将游离氯完全脱除，与酸性环境相比，碱性环境下过氧化氢与游离氯的反应更加激烈，氧化性更强，反应更完全。

3 生产装置试用结果

根据上述试验结果，笔者结合传统的离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺，改用双氧水，通过ORP计、pH计来进行在线检测仪表进行监控，同时仍然使用原有自控阀以及亚硫酸钠流量计，仅仅需要加设输送泵、过氧化氢贮槽，通过调节氢氧化钠的加入量，可以控制pH值，再加入适当的过氧化氢，就可以实现脱氯，同时可以根据仪表显示值，检测淡盐水中的游离氯，每30min进行一次取样分析，分析脱氯之后过氧化氢以及游离氯的过量情况。

经过检测可知，ORP显示值处于-60到0mV范围时，经过过氧化氢脱氯之后，淡盐水中的游离氯完全反应，说明可以采用过氧化氢代替亚硫酸钠，并且使用过氧化氢之后，脱氯效果比较明显，工艺控制也较为简便，无需对原有的仪表阀门以及管线进行大量改动[3]。

4 工艺比较

将两种脱氯方法进行比较后可以得出，过氧化氢脱氯的生成物不会对装置的稳定运行产生干扰，化学反应的方程式如下：

Cl2+2OHˉ→Clˉ+ClO+H2O H2O2+ClOˉ→Clˉ+H2O+O2

由此可见，过氧化氢脱氯后，化学反应的生成物是氧气和水，不会对系统运行造成干扰，同时采用过氧化氢之后，可以节约系统的运行成本，不用担心固体废弃物的处理问题[4]。

总结：

离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺的应用十分广泛，在传统的脱氯工艺中，存在一系列不足，例如成本投入大，固体废弃物处理困难等等，因此有必要对传统的脱氯工艺进行改进，本文研究结果正式，采用过氧化氢代替亚硫酸钠可以降低系统运行成本，并且脱氯效果明显，无需增加过多的仪表和设备，大大降低了系统运行所需的人力和物力。希望文中内容对相关工作有所帮助，未来如何进一步完善离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺，还需要我们继续探索。

[1]马玥琤. 隔膜法烧碱改造为离子膜法烧碱的工艺讨论[J]. 氯碱工业,2013,12:7-10.

[2]张萍. 离子膜法烧碱装置淡盐水化学脱氯工艺的改进[J]. 氯碱工业,2014,01:9-10+13.

[3]董红波,孔祥银,袁文东. 淡盐水脱氯工艺的优化控制方案[J]. 氯碱工业,2014,05:3-5.

[4]程殿彬. 离子膜法电解制烧碱设计有关问题之我见[J]. 氯碱工业,2011,03:10-15.

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1007-6344（2015）04-0302-01