離子膜法燒堿淡鹽水脫氯工藝的改進(jìn)

離子膜法燒堿淡鹽水脫氯工藝的改進(jìn)離子膜法燒堿淡鹽水脫氯工藝的改進(jìn)離子膜法燒堿淡鹽水脫氯工藝的改進(jìn)V:1.0精細(xì)整理，僅供參考離子膜法燒堿淡鹽水脫氯工藝的改進(jìn)日期：20xx年X月離子膜法燒堿淡鹽水脫氯工藝的改進(jìn)平煤集團(tuán)開封東大化工有限公司(簡稱“平煤開封東大公司”)原有2萬t/a離子膜法燒堿裝置,淡鹽水脫氯采用空氣吹除法,吹出的氯氣純度很低,不能進(jìn)入氯氣總管。低純度的氯氣只能用于生產(chǎn)次氯酸鈉,其價(jià)格低,而且不易久存。2004年年底,公司新建2萬t/a離子膜法燒堿裝置時(shí),決定采用真空脫氯工藝,以期達(dá)到回收資源、提高物料利用率和經(jīng)濟(jì)效益的目的。1脫氯的目的在離子膜法燒堿生產(chǎn)過程中,精制飽和鹽水經(jīng)電解后成為淡鹽水。鹽水在濃度降低的同時(shí),被電解過程中產(chǎn)生的氯氣所飽和,因此出槽的淡鹽水中常含有一定量的游離氯,而且溫度較高。在淡鹽水進(jìn)入重飽和工序之前,必須先經(jīng)過脫氯工序除去其中的游離氯,以減少對設(shè)備管道的腐蝕,防止螯合樹脂和碳素管過濾器中毒失效,節(jié)約重精制處理的費(fèi)用,并回收純度較高的氯氣,提高資源利用率。2脫氯原理在離子膜法燒堿生產(chǎn)工藝中,返回的淡鹽水中存在下列化學(xué)平衡:

Cl2+H2OHClO+HCl;

HClOH++ClO-。

脫氯會破壞上述平衡關(guān)系,使反應(yīng)向生成氯氣的方向進(jìn)行。氯氣在水中的溶解度很小,根據(jù)Henry定律,氯氣在水中的溶解度與溶液表面的氯氣分壓成正比,要使氯氣從溶液中析出,除增大淡鹽水的酸度外,還要不停地降低液體表面的氯氣分壓。在一定的真空條件下,使較高溫度的淡鹽水處于沸騰狀態(tài),產(chǎn)生大量挾帶液相中溶解氯的氣泡,不斷地向氣相轉(zhuǎn)移,從而達(dá)到驅(qū)除淡鹽水中游離氯的目的,即為真空脫氯。但是該物理方法不能100%去除游離氯,還必須加入還原性物質(zhì)Na2SO3,它和ClO-反應(yīng),將游離氯徹底除去。反應(yīng)式為:3脫氯工藝流程目前,淡鹽水脫氯一般有2種工藝:空氣吹除脫氯和真空脫氯兩種工藝。3.1空氣吹除脫氯工藝流程電解槽陽極室出來的淡鹽水,經(jīng)過加鹽酸,調(diào)節(jié)pH值至0.8～1.5,通過淡鹽水泵打入脫氯塔的頂部;同時(shí),脫氯鼓風(fēng)機(jī)將空氣從塔底吹入,使空氣和淡鹽水逆流接觸,淡鹽水中的氯氣被空氣吹除,從塔頂出來后,用堿液吸收成次氯酸鈉。淡鹽水由脫氯塔泵經(jīng)液面控制閥送至一次鹽水工序,用于化鹽;在脫氯塔泵的入口加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的NaOH中和鹽酸,調(diào)整淡鹽水的pH值為10～11,再加入Na2SO3進(jìn)行化學(xué)脫氯,使送回一次鹽水工段的淡鹽水檢測不出游離氯。3.2改造后的真空脫氯工藝流程在真空脫氯之后,淡鹽水中游離氯含量為15～30mg/L,如果直接用化學(xué)脫氯法處理剩余的游離氯,消耗Na2SO3的量就多。為此,平煤開封東大公司在改造時(shí)充分利用原有的空氣吹脫塔,讓真空脫氯后的淡鹽水再經(jīng)過空氣吹脫塔,吹出剩余的游離氯,用堿液吸收,產(chǎn)生的少量低濃度次氯酸鈉送往公司成品次氯酸鈉工段,繼續(xù)氯化成商品級產(chǎn)品。具體工藝如下:在進(jìn)入真空脫氯塔前,向淡鹽水中定量加入鹽酸,將pH值調(diào)節(jié)至0.8～1.5,然后進(jìn)入已處于真空狀態(tài)的脫氯塔內(nèi),脫出的高溫濕氯氣經(jīng)鈦管冷卻器冷卻后,由水環(huán)式真空泵抽至氣液分離器,分離出的氯氣并入電解氯氣總管;產(chǎn)生的氯水作為密封液,經(jīng)過氯水泵、冷卻器后被吸入真空泵。脫氯后的淡鹽水經(jīng)液封管進(jìn)入淡鹽水受槽,由淡鹽水泵送出。同空氣吹除脫氯工藝一樣,在泵進(jìn)口處加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的液堿,調(diào)節(jié)pH值為10～11,之后在管線中加入Na2SO3,至淡鹽水檢測不出游離氯后,送化鹽崗位使用。4操作中應(yīng)注意的問題(1)為保證脫氯效果,要確保進(jìn)真空脫氯塔的淡鹽水pH值在0.8～1.5之間。雖然pH值越低越好,但pH值太低,不僅浪費(fèi)鹽酸,而且在化學(xué)脫氯時(shí)多浪費(fèi)NaOH。(2)脫氯真空度的控制:實(shí)際運(yùn)行表明,脫氯真空度越高,淡鹽水中的游離氯脫除效果越好,但過高會使真空泵的吸氣量有所降低,進(jìn)而影響真空的穩(wěn)定性,生產(chǎn)中常控制真空度為55～65kPa。5改造效果

在正常生產(chǎn)情況下,平煤開封東大公司出槽淡鹽水中游離氯的質(zhì)量濃度在2～3g/L,采用空氣吹除法能降為25～30mg/L。采用真空脫氯工藝后,出脫氯塔淡鹽水中游離氯的質(zhì)量濃度可降為15～20mg/L,再經(jīng)過空氣吹除和化學(xué)處理后,徹底除凈游離氯。經(jīng)過改造后,淡鹽水處理過程中所消耗的亞硫酸鈉、高純鹽酸以及堿液均比改造前有不同程度的降低,同時(shí)還增加了氯氣的產(chǎn)量6結(jié)語

擴(kuò)建后的真空脫氯裝