氯碱化工氯气废气处理系统安全环保研究

薛俊军 周永卫 俞衢飞

（浙江巨化股份有限公司电化厂，浙江 衢州 324000）

氯碱生产是化学工业中比较传统的生产和应用技术。经过多年的发展，其产品已广泛用于社会发展的许多领域。随着隔膜法工艺逐渐退出，离子膜法制碱工艺是当今最常见的生产工艺，随着装置体量不断提升，生产过程中一旦发生氯气泄漏，不仅危害一线作业人员的生命和健康，而且对大气环境构成严重威胁，使化学工业面临更加苛刻的环境保护压力。因此，改进氯碱工业事故氯气及废氯处理系统，已成为从业人员的一个紧迫问题。

一、氯碱化工行业概述

（一）氯碱化工行业

氯碱的化学生产是专业间生产中常见的原料生产过程。由于氯气是在实际生产过程中释放出来的，因此会造成污染和严重的环境损害。必须改进氯碱化学废气的净化和处理。一方面氯气对人类有毒如果生产人员吸收了由于操作错误而泄漏的氯，可能存在中毒现象，甚至严重的情况也可能影响身体的功能。在氯碱的化学生产过程中，必须妥善处理废气，加强废气的密封，并要求工人在进入生产现场时穿防护服。另一方面，直接向自然环境排放氯可能对臭氧层造成重大损害。溶解在水中的氯形成一种具有较强氧化作用的次氯酸盐溶液。当与某些有机物质结合使用时，它会产生致癌物质，不仅对河流周围生长的植物有毒，而且对居民消费也会有毒。

（二）废氯气处理方法

目前，氯碱生产过程中产生的氯废物主要通过两种方式处理。首先，生产过程中生产的氯可通过碱性溶液吸附形成氯碱溶液，并成为化工企业在生产过程中使用的原料之一。这种方法具有很大的经济价值，但也有缺点。由于氯气在水溶液中的溶解度有限，有必要设计健全的处理系统，以确保氯气完全溶解在碱性溶液中，否则可能会泄漏。其次，氯气也可以通过氧化减少，并可转化为工业生产的其他原料。这种处理方法需要更高的系统设计要求，而且氧化还原反应的原材料成本也更高。氯气通常可用作化学反应中的氧化剂。可以根据需要使用不同的减速器，但在反应过程中可能需要高温、高压和催化剂。

（三）事故氯气处理

在对氯碱生产产生的氯进行无害环境处理时，应考虑到环境保护和经济因素。将氯气转化为其他化学品的含氯产品是一种更适当的办法。然而，在使用常用的氯气吸收塔方面仍然存在许多问题，包括堵塞喷嘴、吸收效率低下和设备维修困难。作为化学生产管理者，我们必须充分了解生产链在运行过程中的缺陷，共同完善生产链和加工系统，以取得更好的效果。优化化工生产技术有利于提高产品的纯度和质量，为生产企业创造更好的经济价值，保证生产过程中的安全问题，有效保证员工的安全。氯碱化工对生产技术要求很高，而且只有强调技术升级和现代化，生产企业才能保持良好的竞争优势。

二、我国氯碱产业存在的问题

（一）技术问题和规模问题

目前国内大多数氯碱生产企业使用的烧碱设备，每台设备年产量在40kt 左右，只有少数企业能达到100kt 左右。由于大多数氯碱企业生产规模小，地理分布分散，与国外大型生产企业差距较大。国外氯碱企业集中度高。氯碱产能居欧盟前5 位，占欧盟国家烧碱产能的50%。美国5 大氯碱生产企业占美国氯碱产能的80%，而中国5 大氯碱生产企业仅占中国氯碱产能的16%。生产设备规模小，投入生产成本高，导致我国氯碱生产企业与国外氯碱生产企业差距较大。

（二）氯产品的结构问题

中国氯碱工业的氯气生产主要由无机氯和有机氯组成。尽管在社会现代化程度不断提高的背景下，产品开发和生产有了显著改善，但与外国发达国家相比，仍有很大差距。从氯气消费结构来看，无机氯气消费仍占氯化产品氯气消费总量的主导地位。尽管中国多年前禁止使用BHC 等粉末产品，但聚乙烯树脂消费却有所增加。特别是二十世纪末，中国大力推广塑料建筑材料的使用，减少了木材的使用，塑料替代木材的概念在建筑业的相关生产中迅速发展。发达国家的氯气消费结构与中国大不相同。在二十世纪，有机化学品和无机氯的消费量分别占美国氯气消费量的76%和12%，占欧洲有机化学品消费量的84%，占有机氯消费量的96%，占日本氯碱消费量的55%和96%。中国的有机氯产品相对于发达国家的比例较低并不意味着中国社会对有机氯产品的需求较低。根据对我们有机氯产品实际使用需求的大量调查和实际研究，可以看出，近年来，我国氯化产品总使用量的20%以上是从国外进口的。

三、氯碱化工氯气废气处理系统安全环保的具体措施

（一）优化氯气废气处理系统

目前废氯气处理系统大都采用碱液吸收方式，等氯气处理达标后排放到大气中去，碱液再由两塔吸收。但是目前许多企业的生产工艺中还存在一些问题，例如循环板式冷却器易阻等，因此设计师在进行工作开展时需充分搜集并了解生产中问题所在，并结合企业自身情况进行生产系统的改进，以保证生产出的产品能够满足人们需求。

（二）对氯气废气处置系统进行技术改进和项目优化

加强对氯气废弃处置系统的优化改造一般可以从以下两方面入手：第一是提高系统对氯气处理能力，第二是利用生产装置将废气转变成有价值产品，进而产生经济效益。目前对氯气废气处置系统进行技术改进主要是再吸收塔增加废气次氯酸钠的高位槽，再经循环再次与氯气反应生成次氯酸成品，将废气再处理再循环，将成品再用于其他行业；同时还可以通过调整工艺参数、改造管道、运用尾气塔循环液分支处理技术等方式优化工艺流程，避免产生过多的污染，导致安全环保事故的发生。通过对对氯气废气处置系统进行一系列技术改造，不仅能够增强氯气废气处理装置运行的安全性和环保型，也能够为化工行业带来一定的经济利润。

四、废氯气的处理工艺

电解工序来的事故氯气或氯氢处理工序的开、停车废氯气及正常生产中液氯来的包装抽气。液氯储槽来的安全阀氯气、氯氢处理工序超压排放的氯气和液氯来的液化尾气等进入一级废氯气吸收塔下部。在填料层与塔顶循环喷淋下来的15%稀碱液逆流接触，进行吸收反应。从塔顶出来的含氯尾气再进入二级废氯气吸收塔底部。在填料层继续与15%稀碱液反应。达到环保排放标准的尾气经塔顶导出，通过引风机排入大气。通过压力自动控制调节风机人口对空的开度，保证系统操作压力的稳定。

一级废氯气吸收塔和二级废氯气吸收塔中的碱液吸收氯气后温度升高，从塔底流出分别进入一级碱液循环槽和二级碱液循环槽。一级碱液循环槽中的碱液由一级碱液吸收循环泵经一级碱液冷却器冷却后打上一级废氯气吸收塔与氯气继续反应。同理，二级碱液循环槽中的碱液由二级碱液吸收循环泵经二级碱液冷却器冷却后打上二级废氯气吸收塔与氯气继续反应。一级碱液冷却器和二级碱液冷却器通循环冷却水或8℃冷冻水闻接冷却循环碱液。

碱液循环槽中的循环碱液在循环吸收氯气过程中浓度不断降低，当吸收塔碱浓度低于10%时，应尽快重新配置。可将槽中次氯酸钠溶液作为初品经次氯酸钠成品泵输送到初品罐，作为原料供次钠装置生产使用。装置中的碱液高位槽设置有自动开关阀，并与一、二级碱液吸收循环泵连锁。当一级碱液吸收循环泵或二级碱液吸收循环泵在停电或者发生故障停泵时自动打开。15%稀碱液从碱液高位槽进入一级废氯气吸收塔或二级废氯气吸收塔吸收废氯气，避免因停泵而发生跑氯事故。

五、合理的废气处理系统布局

为了使废气处理系统实现安全环保的目标，布局设计思路显得十分的重要。现如今，废气处理系统的布局必须要有一个全局观念，要考虑排放的废弃的相关性质和显著特点的基础上再来对结构做出规划，与此同时必须要考虑到布局的性价比和实用性，要尽可能的有最少的钱实现最高的效率。除此之外还有进行相关的计算，更具对风量和风压得计算结果来对各部分进行合理的布局。一方面，计算风量的时候要将通风系统支管路内的风速、干管路内的风速、顶部排风设计的风量以及整体排风的换气数考虑进去。另一方面，在风压计算的时候要将排风系统的压降、万向排风罩的压降、吸收塔的压降等统统考虑进去。

六、氯碱工业发展循环经济的技术体系

对于氯碱化工企业的废气处理系统进行有效管理，与此同时，需要制定并完善相关的废气处理系统的管理制度。作为循环经济和谐发展的载体，技术能够准确把握循环经济的基本特征，因此循环经济的技术方法应具有以下特点。更有效地利用资产和减少生产过程中的能源和资源消耗，不仅是提高经济效率，而且也是减少污染物排放的关键。采取有效措施，扩大和扩大生产技术能力，使氯碱生产企业能够处理和回收国内污染物，减少生产过程中的污染物排放。生产过程中产生的废物得到综合回收，由此产生的废物得到逐步处置和充分利用，从而最大限度地减少资源开采，从而减少污染物和废物的排放。生产企业加大了废物回收、处理和再利用的力度，大力支持资源再生产业和环境保护产业的发展。

结束语：氯碱化工中氯气废气产生不可避免，加强企业废气处理系统的安全环保非常重要。实现废气的净化处理，需严格控制废气排放浓度，不但要优化废气处理系统，还要努力实现合理的废气处理系统布局，并完善废气处理管理体制。相关企业需切实重视到环保的重要性才能够真正解决废气问题，才能落实好国家可持续发展战略，为我国化工行业的发展贡献自己的一份力量。