去除稀硫酸中游离氯方法的对比

周宇华，邹建生，郑阳伟

(乳源东阳光电化厂，广东 韶关 512700)

乳源东阳光电化厂(以下简称“乳源东阳光”)隶属于乳源瑶族自治县东阳光实业发展有限公司，离子膜法烧碱产能为25.5万t/a。在烧碱生产后处理过程中，用质量分数为98%的浓硫酸作为干燥剂，吸收氯气中的水分，而浓硫酸浓度降低成为稀硫酸，同时有大量氯气被吸收到稀硫酸溶液中。稀硫酸质量分数为72%～76%，其中含氯以游离氯计质量分数为(1～2)×10-3。经处理,将稀硫酸中的游离氯质量分数降到3×10-4以下，即可供给客户使用。

1 去除稀硫酸中游离氯的方法[1-2]

1.1 气体吹除法

气体吹除法去除稀硫酸中游离氯的原理主要是采用工业压缩空气、仪表气或氮气通入稀硫酸液下进行连续鼓泡，使稀硫酸中的游离氯与气体一起带出去废气处理工序。盛装稀硫酸的罐体一般为玻璃钢材质，通入稀硫酸液下的管道采用CPVC材质，气体从顶部进入，与顶部对接的气体管道采用碳钢材质，进稀硫酸罐的管道上应安装压力表。运行时，操作人员只须在地面上开少许阀门，具体开度依处理后稀硫酸中的游离氯含量而定。如果稀硫酸中游离氯质量分数高于3×10-4，应开大阀门，增加气体压力；反之，应调小阀门。

1.2 亚硫酸钠吸收法

乳源东阳光采购回来的无水亚硫酸钠为袋装的粉末，使用时须将无水亚硫酸钠溶于水，无水亚硫酸钠倒入配制槽时须不断搅拌，再通过计量泵将亚硫酸钠溶液输送至稀硫酸中间槽，亚硫酸钠与游离氯发生反应，反应的化学方程式如下：

亚硫酸钠吸收游离氯工艺流程如图1所示。

图1 亚硫酸钠吸收游离氯工艺流程图Fig.1 Process flow diagram of absorbing free chlorine by sodium sulfite

1.3 双氧水分解法

部分氯碱企业配备有双氧水生产项目，可将质量分数为27.5%的双氧水溶液通过管道输送至双氧水高位槽，通过重力压差将双氧水加至稀硫酸中间槽，通过阀门控制双氧水的加入量。双氧水与游离氯的化学反应方程式如下：

从双氧水与游离氯反应的化学方程式可知：该反应会产生氧气，氧气逸出的同时会夹带出部分氯气，为此，在稀硫酸中间槽的顶部须装设一条管道，将逸出的气体引出至废气处理工序。

2 去除稀硫酸中游离氯方法的比较

2.1 装置投资分析

除稀硫酸中游离氯的装置投资情况见表1。

表1 去除稀硫酸中游离氯方法的装置投资一览表Table 1 Investment on the plant for removing free chlorine from dilute sulfuric acid

由表1可见：气体吹除法、亚硫酸钠吸收法和双氧水分解法这3种去除稀硫酸中游离氯方法中，气体吹除法的装置投资费用最低。

2.2 运行费用分析

去除稀硫酸中游离氯方法运行费用见表2。由表2可见：气体吹除法、亚硫酸钠吸收法和双氧水分解法这3种去除稀硫酸中游离氯的方法中，气体吹除法的运行费用最低。

表2 去除稀硫酸中游离氯方法运行费用一览表Table 2 Operation cost of removing free chlorine from dilute sulfuric acid

2.3 操作强度分析

亚硫酸钠吸收法去除稀硫酸中游离氯，须先将无水亚硫酸钠逐包倒入配制槽，同时用搅拌泵进行搅拌，再用计量泵输送至稀硫酸中间槽。亚硫酸钠每包25 kg，配制时的劳动强度最大，涉及设备也较多，有搅拌泵、计量泵等，设备故障时还须维修。

双氧水分解法须将质量分数为27.5%的双氧水溶液充入高位槽，再由高位槽自流入稀硫酸中间槽。虽然不用人工搬抬，但手动切换的阀门较多。

相比之下，气体吹除法操作最简单，只要控制好一个进气阀就可以了，操作人员的劳动强度最低。

3 结语

综合投资费用、运行费用和操作强度的对比分析，气体吹除法、亚硫酸钠吸收法和双氧水分解法这3种去除稀硫酸中游离氯方法中优选气体吹除法。该法投资费用低，运行费用少，操作简单，劳动强度低。