乙炔清净废次氯酸钠溶液循环利用技术

韩启龙，梁多奇，石玉英

(中盐吉兰泰盐化集团有限公司，内蒙古 阿拉善 750306)

目前，在以电石为原料的PVC生产企业中，乙炔清净工艺主要有硫酸清净和次氯酸钠清净两种。对比这两种工艺，硫酸清净后废硫酸处理难度较大，而废次氯酸钠溶液直接进入发生系统即可，所以，目前的PVC生产企业采用次氯酸钠清净的较多。随着环保形势日趋严峻，大量企业采取制水泥的方法消化电石渣，但原始的次氯酸钠清净工艺会使废次氯酸钠溶液进入电石渣浆，使渣浆中氯离子含量超标(约30 000 mg/kg)，无法满足干法水泥的生产需求(≤300 mg/kg)。所以，中盐吉兰泰盐化集团有限公司(以下简称“公司”)结合自身实际，新建了一套废次氯酸钠溶液循环利用装置，使废次氯酸钠溶液不再进入电石渣浆中，满足了干法水泥的生产需求。

1 公司情况

公司有一、二期各20万t/a的PVC生产线，其中一期乙炔采用次氯酸钠溶液清净工艺，二期采用浓硫酸清净工艺。从2017年起，公司开始将原有湿法水泥改造成干法水泥，但由于一期废次氯酸钠溶液进入发生系统，导致渣浆中氯离子含量严重超标，无法满足干法水泥的生产需求。

2 方案论证及选择

为解决电石渣浆中氯离子超标的问题，公司在项目建设前期进行了两种方案的对比论证，方案一为将一期改为浓硫酸清净；方案二为废次氯酸钠溶液循环利用。

经过论证，方案一存在废硫酸处理难度大、改造投资大等弊端，且由于一期处于连续生产状态，改造施工周期长，将造成巨大的经济损失。而方案二可重新选址，在不影响正常生产的情况下独立建设，完工后并入系统，存在问题仅为约10 m3/h的高盐、高氯废水处理。结合其他企业生产经验，该部分废水可用于电厂拌灰，所以，公司最终决定采用方案二。

3 技术方案

废次氯酸钠溶液长期循环利用后SS、COD、硫化物、磷化物、氯离子等将会大量富集，间断排污和补充新鲜水无法降低SS、COD、硫化物、磷化物含量，为避免影响清净效果，且达到污水排放要求，故设置废次氯酸钠污水处理工序。设计单位为公司提供的初步方案为：来自清净的废次氯酸钠溶液→真空脱析→调节池→空气氧化→混凝絮凝→沉淀→二级氧化→混凝絮凝→沉淀→过滤→清水池→送乙炔装置作为复配水回用。

公司认为上述方案过于复杂，经考察，了解到周边企业废次氯酸钠溶液水处理装置基本闲置，废次氯酸钠溶液经过真空脱析、凉水塔、曝气后可直接与来自烧碱除害塔有效氯浓度为10%浓次氯酸钠进行二次配制，加药池和沉降池等只作为流通通道。

基于考察学习结果，结合公司实际并与设计院讨论，最终确定方案为新建一套次氯酸钠复配装置，工艺流程为：原厂有效氯浓度为0.065%～0.12%次氯酸钠的文丘里作为一次配，利用一次水、稀碱和氯气有效氯浓度为1%的次氯酸钠溶液，通过槽用泵送至复配装置次氯酸钠高位槽。随后自流至二次配文丘里反应器，与经过真空脱析、调节pH值、凉水塔降温后的废次氯酸钠溶液进行混合，成有效氯浓度为0.065%～0.12%的次氯酸钠溶液。溶液出二次配文丘里反应器后，经过手动取样分析，不合格产品送回废次氯酸钠调节池，合格产品送入稀次氯酸钠中间槽，随后通过泵打回原厂次氯酸钠清净高位槽供清净使用。

4 公司工艺特点

4.1 二次配制

目前，同行业中循环利用废次氯酸钠溶液时大多采用一次，即利用烧碱除害塔产生的有效氯浓度约为10%的次氯酸钠溶液与废次氯酸钠溶液直接得到有效氯浓度为0.065%～0.12%的稀次氯酸钠溶液。但公司除害塔产生的次氯酸钠溶液量较小、浓度不稳定且pH值较高，无法满足复配需求，所以公司利用原有文丘里和新增文丘里采用二次工艺。二次也避免了氯气与含有微量乙炔的废次氯酸钠溶液直接接触，有更高的安全系数。

4.2 省去水处理工序

设计院的初步设计方案中有水处理工序，但经过考察验证，水处理装置基本处于闲置状态，所以，经过论证省去了水处理工序。为避免溶液在循环利用过程中离子富集，在一次时采用一次水。从水平衡角度计算，清净循环系统中将多出部分废次氯酸钠溶液，量等于加入的1%浓次氯酸钠溶液量。所以将部分经过真空脱析和冷却后的废次氯酸钠溶液送至电厂拌灰，在维持水平衡的同时也作为置换水，带走部分富集的离子。

5 存在问题及改进

5.1 一次配文丘里重新选型

在利用原有文丘里有效氯浓度为1%的次氯酸钠溶液时，槽氯气溢出严重，但有效氯浓度始终无法达到1%。经过原因分析，原有文丘里稀次氯酸钠溶液量约为100 m3/h，而用作浓次氯酸钠溶液时量仅为10 m3/h，且原有文丘里为水与氯气先混合，然后与稀碱混合，导致三种物料混合不充分，氯气未充分反应就溢出，经过计算重新对文丘里进行了选型，问题得以解决。

5.2 新增槽

最终方案是利用原有文丘里和槽有效氯浓度为1%的次氯酸钠溶液，但在生产过程中若复配装置出现故障，原稀次氯酸钠槽内存有有效氯浓度为1%的浓次氯酸钠溶液，乙炔生产线就需要停车将清净切换回原有工艺，这对连续稳定生产造成影响。因此，公司新增了一台浓次氯酸钠槽及配套输送泵，使好的浓次氯酸钠溶液直接进入槽，然后通过输送泵送至复配装置高位槽进行二次。这样当复配装置出现故障后，在缓冲时间内可利用原有文丘里和槽出有效氯浓度为0.065%～0.12%的次氯酸钠溶液供清净使用，可保证乙炔生产线连续运行。

6 安全注意事项

二次是利用有效氯浓度为1%的浓次氯酸钠和废次氯酸钠进行混合，有效氯浓度为0.065%～0.12%的次氯酸钠溶液直接进入稀次氯酸钠中间槽，然后通过输送泵送至清净高位槽供清净使用。若在过程中由于废次氯酸钠泵故障而使得废次氯酸钠溶液流量降低或断流，则有效氯浓度为1%的次氯酸钠溶液就会进入稀次氯酸钠中间槽，通过输送泵送至清净塔，进而发生爆炸事故。

针对该问题，公司经过分析讨论后制定了改进方案。在有效氯浓度为1%的次氯酸钠溶液进二次文丘里的管线上加装自动切断阀并与流量进行连锁，当流量小于设定值后切断阀自动关闭。通过加装自动切断阀，问题得到有效解决，保证安全生产。

7 结语

采用二次循环利用废次氯酸钠溶液的工艺，适用于除害塔产出的浓次氯酸钠溶液无法满足清净生产需求的企业，最终能够实现废次氯酸钠溶液的循环利用。省去水处理工序后，采用一次水有效氯浓度为1%的次氯酸钠溶液，同时连续向电厂排放相应数量的废次氯酸钠溶液，长期运行能够避免离子富集的问题，在满足生产需求的情况下节约了大量投资。该套装置投用后，达到了废次氯酸钠溶液不进入渣浆系统的目的，电石渣浆中的氯离子含量将至300 mg/kg以下，满足了干法水泥的生产需求。该项技术的应用，对电石渣干法生产水泥的企业意义巨大，值得推广。