氯碱企业节水减排成套技术开发及应用

邵　川（中盐吉兰泰盐化集团有限公司，内蒙古阿拉善盟750336）



氯碱企业节水减排成套技术开发及应用

邵川
（中盐吉兰泰盐化集团有限公司，内蒙古阿拉善盟750336）

摘要：介绍了氯碱企业节水减排的关键技术和创新性，涵盖了硫酸清净产生的废硫酸的处置、高效清液冷却塔抗堵塞的技术开发及清液平衡、氯碱工程一体化水平衡和综合利用优化、离心母液水的合理利用、含汞废水处理5项节水技术开发内容及所取得的经济效益和环保效益。

关键词：节水减排；创新；综合利用；效益

中盐吉兰泰盐化集团40万t/a氯碱工程自建成以来，装置和系统一直处于调整状态，工业污水排放指标分析频次低，数据波动性较大，反映出系统运行的稳定性和工业污水排放的管理尚有较大的改善空间。目前，影响企业稳定发展的最主要的因素为一次水使用及污水排放量大、清液溢流造成工业污水不能达标排放及硫酸清净产生的废硫酸处置等问题，除带来生产成本的大量增加外，还带来了较大的环保压力。

2014—2015年，该公司承担了中国盐业总公司“十二五”科技发展计划项目“氯碱工程节水减排成套技术开发”课题，课题内容包括硫酸清净产生的废硫酸的处置、高效清液冷却塔抗堵塞的技术开发及清液平衡、氯碱工程一体化水平衡和综合利用优化、离心母液水的合理利用、含汞废水深度处理等5项氯碱行业节水技术，该项目实施后取得了预期的效果，保证了污水的达标排放，大大减少了污水排放量，保护了环境，缓解了环保带来的压力，同时也解决了影响企业健康稳定生产的瓶颈问题并节约了生产成本，具有十分重要的经济、社会及环境效益。

1　技术内容及应用效果

1.1硫酸清净产生的废硫酸的处置

（1）处置方法

利用水泥厂闲置的搅拌池做反应容器，将废硫酸与电石渣浆中的Ca（OH）2发生中和反应得到工业石膏，实现无害化处置。

（2）处置原理

（3）处置装置

Ø 25×5.5 m搅拌池一座，容量2 650 m3，搅拌设备有回转桥耙架、刮板、搅拌翅，搅拌翅配压缩空气搅拌。

（4）处置流程

废硫酸由罐车通过池壁入口流入搅拌池，加入量控制在2 t/h、20 t/d。搅拌池事先放入700 m3含水70%的电石渣浆，经机械和气力搅拌，使废硫酸和电石渣充分反应，整个反应过程保证干基电石渣量是硫酸的2倍以上，溶液呈碱性，使废硫酸能够反应完全无残留。

每日对渣浆化验分析，达到设定指标后，经泵送入板框压滤机压滤，料饼运到料场堆放，替代天然石膏做水泥原料，滤液经泵送回到原搅拌池循环利用。待搅拌池水分达到90%时停止压滤，废硫酸处置过程完毕。

下一个处置过程，先由人工向搅拌池内加入含水33%干电石渣，加入量40 t/d，一是为反应提供Ca（OH）2，二是降低搅拌池内料浆水分，若水分低于65%时，加入滤液补充。重复上一过程，化验达到指标要求后压滤，完成处置过程。

（5）处置指标

pH：≥9；

SO3：34%～36%；

水分：68%～72%。

（6）处置后利用

处置后废渣主要含CaSO4·2H2O，即工业石膏，替代天然石膏做水泥原料，经过试验得出结果：完全替代天然石膏配料时，P·C32.5水泥氯离子超标，P·O42.5水泥28天抗压强度低于国标；部分替代天然石膏时，水泥各项指标均达到国标要求，见表1。

表1　不同工业石膏与天然石膏参杂比例的性能测试结果

经过逐渐改进控制流程、处置装置、控制指标，制定安全操作规程，可以达到安全稳定处置废硫酸，使废硫酸得到无害化处置。

1.2高效清液冷却塔抗堵塞的技术开发及清液平衡

新型高效渣浆循环凉水塔的开发：将原有普通填料全部更换为自主研发的抗堵塞式填料。需在原有凉水塔侧面安装爬梯，加装底部密封板，将原有分布器拆除，用盲板封死后，安装新分布管，根据现场情况，布置安装八边形筒体以及填料支撑柱，依次填料2层。该项目实施后，降低清液温度8℃左右，满足乙炔发生生产要求。通过改造水泥厂凉水塔使返回氯乙烯厂的清液温度降低8℃左右，从而降低一次水补水。

清液平衡：（1）在氯乙烯一期、二期清液管上增加阀门，观察清液池液位，发现清液有溢流迹象，及时调整阀门，保证清液不能外溢；（2）在氯乙烯一期、二期清液池之间加调节管进行自调，保证一期清液池液位控制在50%～90%，二期清液池液位70%～90%，防止一个清液池缺水，一个清液池溢流现象；（3）发现清液异常时，氯乙烯调度可直接与水泥厂调度联系解决问题，同时报氯碱调度及集团调度，可以及时解决清液平衡问题；（4）在水泥厂凉水池加溢流管至事故池，保证凉水池清液溢流至事故池；（5）将配置次钠废水由原100m3/h降低至65 m3/h，从而减少废次钠排入清液量35 m3/h；（6）将氯乙烯所有一次水补水阀门盲死，防止因阀门故障，导致一次水进入渣浆清液系统，破坏清液平衡；（7）将氯乙烯冲洗乙炔发生器液位计的水由一次水改为用清液冲洗，减少一次水3 m3/h。

通过新型高效渣浆循环凉水塔的开发及清液平衡措施后，清液基本达到平衡，减少清液溢流73m3/h，为污水达标排放奠定基础。

1.3氯碱工程一体化水平衡和综合利用优化

1.3.1减少不合理污水排放及排放不合格的污水

（1）通过优化工艺操作，加强管理控制超标水质，尽可能的实现污水达标排放；

（2）在原有污水泵房的西侧新建两座6 000 m3的钢筋混凝土缓冲池，并在池中增加曝气装置，将排到原有中和调节池的污水酸碱中和后用污水泵打入新建缓冲池储存、沉淀、中和，经化验满足污水处理厂的进水要求后，方可排放；

（3）生活污水中的氨氮及悬浮物可能会造成总排口的水质超标；考虑员工安全情况，生活污水必须与工业污水分系统排放。将原有排入生产污水系统的生活污水重新铺设管道引入生活污水系统，将原生产污水口堵死，保证达标排放。

1.3.2循环水系统的优化

通过监测、控制循环水主要水质指标，加强药剂使用的管理，提高浓缩倍数，使换热器的腐蚀、污堵现象有了很大的改善，补排水量大大减少。

1.3.3纯水超滤浓水用于绿化及循环水补水

目前，烧碱蒸发工艺冷凝水及超滤浓水送至乙炔清净配置次钠，蒸汽泠凝水的流量为40 m3/h，超滤浓水的流量为28 m3/h；经过对超滤浓水与片碱蒸汽冷凝水水质进行化验，此部分水质较好，可以作为循环水补水，现新建一座超滤水及凝液水回收池，将超滤浓水及蒸发片碱工艺冷凝水回收至该水池，混合降温后，送至烧碱循环水池，可以保证烧碱循环水正常补水需要。从运行1年来看，对循环水的水质没有造成影响，可继续使用，可节约一次水68 m3/h，减少排水20 m3/h。

1.4母液水的合理利用

母液回收工序经过反渗透装置产水为68 m3/h，其中，23 m3/h回用至气提、干燥等工序，46 m3/h水量作为补水送至循环水，产生32 m3/h浓水外排。通过1个月的实验证实，此部分水与地表水参差用于循环水补水，未对循环水水质造成影响，节约一次水46 m3/h。但产生的母液浓水32 m3/h外排，经过对该部分水质进行化验，可以满足乙炔清净工序配制次钠要求，因此，将此部分浓水用于配制次钠，减少排污量32 m3/h。

1.5含汞废水深度处理

含汞废水深度处理技术采用化学和物理方法相结合的方式，往除汞器加入复合型专用除汞剂，形成难溶于水的汞化合物，再通过沉淀分离和过滤分离方式将汞与水分离，除去废水中大部分汞及汞化合物，最后采用一级和二级强制反应器系统，利用特种树脂吸附水中微量的游离汞，处理后的废水含汞量＜5×10-9，实现含汞废水的达标回用。

工艺流程说明：各种废水经混合后，需要收集到调节池中和预处理，预处理后的pH值5～10，送入中和反应器，并加酸或碱调节pH值到6～9。经中和反应后的出水，自流入混凝反应器，投加混凝剂发生混凝反应，经过分离器沉淀分离后除去水中的悬浮物质。

初步处理的水，经过保安过滤器后，进入改性的纤维过滤器，过滤后的洁净水，由活性炭过滤器进行去浊度功能，之后再顺序进入一级和二级强制反应器系统。系统出来水进入乙炔发生系统，工艺流程图见图1。

中盐吉兰泰盐化集团有限公司40万t/a聚氯乙烯装置，系统处理单元处理水量4 m3/h。污水装置年操作时数8 000 h，该装置可在设计能力的60%～115%负荷下操作，装置产水率达95%以上。

装置自2015年4月投用至今，出水水质稳定达标，汞含量＜5×10-9。天运行成本，节约费用明显。系统为全自动运行系统，运行记录见表2。

图1　含汞废水深度处理工艺流程简图

表2　装置运行记录

2　技术难点及创新点

2.1硫酸清净产生的废硫酸处置问题

PVC生产过程中利用硫酸清净乙炔气中的水分和杂质，当硫酸浓度达到70%～80%时无法再使用，需无害化处置，每天产生废酸20 t。此废硫酸的处置问题已成为影响企业正常生产的主要瓶颈，为此专门成立了以副总经理为组长的专项攻关小组。首先，在化验室做实验，发现方案可行，然后，在室外用小型混凝土搅拌机做实验，发现反应不太彻底，反应散发出的气味非常刺鼻；再找专业机械加工厂制作成品反应器，效果比较好，反应也比较彻底，但是处理量比较少，无法满足要求。

2014年，由于水泥市场不景气，公司决定对水泥限产，因此，闲置一座搅拌池，可以作为废硫酸与电石渣浆中的Ca（OH）2反应容器，得到工业石膏，实现无害化处置。通过反复试验及经验摸索，已经可以熟练掌握该工艺。目前，该项目已作为水泥厂生产工业石膏的主要工艺流程，逐步向外推广、应用。

2.2高效清液冷却塔抗堵塞的技术开发及清液平衡

新型高效渣浆循环凉水塔的开发项目是将原有普通填料全部更换为抗堵塞式填料。需在原有凉水塔侧面安装爬梯，加装底部密封板，将原有分布器拆除，用盲板封死后，安装新分布管，根据现场情况，布置安装八边形筒体以及填料支撑柱，然后依次填料2层。该项目实施后，降低清液温度8℃左右，满足乙炔发生生产要求。通过改造水泥厂凉水塔使返回氯乙烯厂的清液温度降低8℃左右，从而降低一次水补水。高效清液冷却塔抗堵塞的技术开发有效的降低清液温度8℃，而且抗堵塞，清理方便。目前，该技术已经得到充分的验证，效果良好，已经成为渣浆清液平衡方面不可或缺的工序。

3　结论

经过本次节水减排改造，减少了污水排放量，保护了水资源，该项目基本达到了预期要求。其中，废硫酸处置项目实现了废硫酸的无害化处理，达到了变废为宝，清洁生产的目的。在环保要求越来越高的当下，氯碱工业节水成套技术具有巨大的市场前景，会推动氯碱行业的清洁生产水平，为中国氯碱工业的可持续发展做出重要贡献。

参考文献：

［1］李刚.氯碱企业节水探讨.中国氯碱，2012，（4）：42-44.

［2］章萍.氯碱节水成套技术开发及效果评估.中国氯碱，2011，（2）：38-40.

Development and application of water saving technology in chlor alkali enterprises

SHAO Chuan
（CNSG jilantai salt chemical industry group co.，Ltd.，Alashan 750336，china）

Abstract：This paper introduces the key technology and innovation of water saving technology in chlor alkali enterprises. The article covers the content of the disposal of waste sulfuric acid，the anti clogging technology development of efficient cooling tower，the balance and complex utilization of wastewater in chlor alkali process，the rational use of centrifugal mother liquid，the mercury-containing wastewater treatment in VCM synthesis process.

Key words：water saving and emission reduction；innovation；complex utilization；economic efficiency

中图分类号：TQ085

文献标识码：B

文章编号：1009-1785（2016）05-0043-03

收稿日期：2016-03-02