淡盐水中氯酸钠的控制

2015-10-25杨清忠谭孟荣

中国氯碱 2015年10期

关键词：氯酸盐三阳淡盐水

杨清忠，谭孟荣

（重庆三阳化工有限公司，重庆万州　404001）

淡盐水中氯酸钠的控制

杨清忠，谭孟荣

（重庆三阳化工有限公司，重庆万州404001）

介绍了在氯酸盐分解系统不进行大的改动下，如何控制淡盐水中氯酸盐的分解及提高分解率的方法。

离子膜电解槽；淡盐水；氯酸钠；分解；时间；温度

重庆三阳化工有限公司（以下简称三阳化工）是一家以氯碱生产为主的化工企业，现有北化机（ZMBCH-2.7型）和伍迪（BM2.7型）2套离子膜电解槽（分别简称1号电槽和2号电槽），年产烧碱3万t。2套电解槽的离子膜都已运行到后期，时间短的2年多，长的4年多。系统出槽淡盐水中氯酸盐含量较高（盐水中的氯酸钠指标25 g/L左右波动），对电解槽和离子膜造成了不良影响。

1　氯酸盐分解原理

1.1氯酸盐分解的工艺流程

将电解槽电解后的部分淡盐水在酸混合槽经过加入一定量的盐酸混合后，进入氯酸盐分解槽，通过蒸汽加热到85～95℃而发生氯酸盐分解，分解后的高酸盐水进入电槽系统的酸化罐代替盐酸对出槽淡盐水酸化，然后进入脱氯塔脱氯，从而降低系统氯酸盐的含量，工艺流程示意图见图1。

图1　　氯酸盐分解工艺流程示意图

1.2氯酸盐分解机理

NaClO3+6HCl→3Cl2↑+NaCl+3H2O（1）

2NaClO3+4HCl→Cl2↑+2NaCl+2H2O+2ClO2↑（2）

由于二氧化氯产生带来的危险，为了避免反应（2）的发生，必须要在氯酸盐分解器里加入足够的盐酸量。

2　现状

到2014年初，三阳化工结合《离子膜电解工艺技术》中的要求和北化机提供的加酸情况，阳极液加酸量的极限值≤0.15 mol/L。运行时加酸量已达到最大值（1号电槽加酸量为400 L/h，2号电槽加酸量为450 L/h，分析结果显示2号的加酸量值是0.14 mol/L左右，如果稀酸浓度波动，有时加酸量值可达0.15mol/L左右），在调整增大电槽加酸量的情况下，出槽淡盐水中氯酸盐含量在25 g/L左右波动。在氯酸钠产生的源头上降低的效果已不明显。

三阳化工2套电槽氯酸盐分解系统是使用原伍迪（BM2.7型）2万t/a离子膜电解槽氯酸盐分解装置。原一套系统进入氯酸盐分解槽盐水流量规定为2.5 m3/h，而2005年北化机电槽开车后，进入氯酸盐分解槽的盐水流量适当调高到3.5 m3/h左右，造成盐水在氯酸盐分解槽内反应停留时间不够而导致分解能力低。

2010年7月，根据生产情况进行了“添加2号氯酸盐分解槽”的技改。该槽在工艺路线的布置为：2号氯酸盐分解槽出槽的盐水进入1号阳极循环槽。由于2号氯酸盐分解槽出槽盐水的压力、酸度等几方面的原因造成1号阳极循环槽液位波动很大，经常使1号阳极泵泵不上料（阳极泵气缚所致），从而威胁到1号电槽的正常运行（1号电槽阳极出口液堵），且由于阳极泵要排气而造成环境污染，从2号氯酸盐分解槽的运行情况看，其分解效果亦不理想，故未再继续使用2号氯酸盐分解槽。

3　措施确定

根据氯酸盐分解原理和现状，从反应时间、反应温度、酸度等3方面来制定措施以解决氯酸盐高的问题。

（1）延长氯酸盐分解停留时间。将现在运行的氯酸盐分解槽的容积增大到10 m3，并改立式分解槽为卧式，这样可以延长氯酸盐分解停留时间，提高氯酸盐的分解率。

（2）提高反应温度。原氯酸盐分解槽的加热蒸汽来自蒸汽总管降压后的蒸汽，压力仅有0.3 MPa，热量达不到要求，分解的盐水温度最高为90℃，氯酸盐分解效果不理想。因此，必须提高氯酸盐分解的温度，以提高氯酸盐的分解率，但温度又不能太高。

（3）控制加酸量，稳定系统酸度。从氯酸盐分解的工艺流程图可以看出，氯酸盐分解后的高酸盐水进入电槽系统的酸化罐代替盐酸对出槽淡盐水酸化，然后进入脱氯塔脱氯，盐酸不足部分再在酸化罐补加，确保出槽盐水充分酸化后去真空脱氯塔充分脱氯。从氯酸盐分解的原理来看，在温度、反应时间等不变的情况下，足量的盐酸加入是氯酸盐的分解效率的保证，但是盐酸加得过多造成电槽系统阳极循环槽液位波动很大，且经常使电槽阳极泵泵不上料（阳极泵气缚所致），且由于阳极泵要排气而造成环境污染。

由于三阳化工为老公司，通过现场测量无法改装，且由于改装后房屋楼层无法达到承重要求，所以只好放弃“延长氯酸盐分解停留时间”的措施。因此，只有通过控制反应温度和酸度来提高氯酸盐的分解率。