氯碱生产及其污染与控制

氯碱生产及其污染与控制一、氯碱生产简介氯碱工业是国民经济的重要组成部分，是基础化工原材料行业，其碱、氯、酸等产品广泛地应用于建材、化工、冶金、造纸、纺织、石油等工业，在整个国家工业体系中占据着十分重要的基础性地位。氯碱工业以盐为原料，电解工业盐水制成烧碱、盐酸、氯气、氢气，氯气进一步制成以聚氯乙烯为代表的多种耗氯产品，目前我国能够生产200多种耗氯产品，主要品种70多个。氯碱生产工艺有隔膜电解、水银电解和离子膜法。水银法电流效率高，产品质量好，但污染严重,易发生炸槽事故；隔膜法生产效率低，产品质量差，所用石棉污染环境，对人体有危害；离子膜法电流效率高，产品质好且无污染，但膜与机框的成本高。目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。这一技术在20世纪50年代开始研究，80年代开始工业化生产。二、离子交换膜法工艺简介离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。右图表示的是一个单元槽的示意图。电解槽的阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许Na+通过，而Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。下图是一台离子交换膜电解槽（包括16个单元槽）。精制的饱和食盐水进入阳极室；纯水（加入一定量的NaOH溶液）加入阴极室。通电时，H2O在阴极表面放电生成H2，Na+穿过离子膜由阳极室进入阴极室，导出的阴极液中含有NaOH；Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水从阳极导出，可重新用于配制食盐水。离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示：电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有泥沙，精制食盐水时经常进行以下措施（1）过滤海水（2）加入过量氢氧化钠，去除钙、镁离子，过滤Ca(2+)+2OH(-)=Ca(OH)2（微溶）Mg(2+)+2OH(-)=Mg(OH)2↓（3）加入过量氯化钡，去除硫酸根离子，过滤Ba(2+)+SO4(2-)=BaSO4↓（4）加入过量碳酸钠，去除钙离子、过量钡离子，过滤Ca(2+)+CO3(2-)=CaCO3↓Ba(2+)+CO3(2-)=BaCO3↓（5）加入适量盐酸，去除过量碳酸根离子2H(+)+CO3(2-)=CO2↑+H2O（6）加热驱除二氧化碳（7）送入离子交换塔，进一步去除钙、镁离子（8）电解2NaCl+2H2O=(通电)H2↑+Cl2↑+2NaOH离子交换膜法制碱技术，具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点，是氯碱工业发展的方向。三、以氯碱工业为基础的化工生产NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料，可以进一步加工成多种化工产品，广泛用于各工业。所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域。由电解槽流出的阴极液中含有30％的NaOH，称为液碱，液碱经蒸发、结晶可以得到固碱。阴极区的另一产物湿氢气经冷却、洗涤、压缩后被送往氢气贮柜。阳极区产物湿氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到液氯。2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2OH2O+Cl2=HCl+HClOH2+Cl2=2HCl2NaOH+CO2=Na2CO3(苏打)+H2ONaOH+CO2=NaHCO3(小苏打)四、三废处理4.1废水处理4.1.1盐酸包装酸雾吸收水，靠位差汇人合成盐酸水流泵工作水循环池并用作成品盐酸吸收水，杜绝酸性水外排。4.1.2聚氯乙烯水洗闭路循环吸收合成气中过量的HCI制酸。该系统设备包括泡沫筛板塔、酸槽、石墨冷却器、酸泵、填料水洗塔等。合成气经除汞器入泡沫塔、水洗塔洗去大部分过量HCI，再进人碱洗塔除去剩下的HCI；补充新鲜水由自控阀控制加入水洗塔，水洗塔内液体靠酸泵经石墨冷却器自身循环，并移走热量，石墨冷却器后经流量计分流，部分液体人泡沫塔吸收合成气中的HCI，成为25％一30％盐酸进入酸槽系统中新鲜水的补充量为25％～30％盐酸量。此工艺运行彻底消除了大量水洗稀酸的外排，提高了氯乙烯收率，环保、节水综合效益明显。4.1.3抽触媒含汞废水闭路循环，该工艺包括触媒贮斗、分离缓冲罐、承环真空泵、水洗喷淋塔及带有过滤功能的循环水槽和水循环泵，水循环泵抽取循环水槽中清水向水环真空泵及喷淋塔供水，水又回至循环水槽循环使用；触媒由转化器抽人触媒贮斗，再经分离缓冲罐除去气体中的触媒颗粒后，由水环真空泵至喷淋塔洗去夹带颗粒后排空。定期清理滤砖上的含汞活性炭，并包装后随废触媒返销触媒生产厂，滤清液闭路循环。该工艺的运行杜绝了触媒含汞废水的外排，基本解决了汞污染问题，节约了用水。4.1.4含氯乙烯废水回收，氯乙烯气柜水封、机前冷却器、分水槽、尾气冷凝器、全凝器、单体贮槽及汽提冷凝水在生产中均间断有废水排放，这部分废水含氯乙烯约为0．15％，直接排放造成下水COD超标以及存在消仿隐患。治理措施为设槽汇集，集中送至废水汽提贮槽，定期开废水汽提塔回收氯乙烯后排放。4.1.5离心母液部分循环利用，设离心母液贮槽及耐酸泵，送至离心机作冲洗水循环利用，送至浆料槽及浆料过滤器作冲洗水使用，减少了软水用量。4.1.6电石渣上清液的闭路循环，主要设备为旋转喷雾型凉水塔、热水池、冷水池及输送泵等。来自浓缩池的上清液经缓冲池，由热水泵送人凉水塔，降温后落人冷水池，再用泵送往发生器回收利用，实现了上清液游路循环。电石渣下水闭路循环后，基本可以达到环保排放标准。由于上清液回用发生器而取代清净废液解决了总下水一含量超标问题，但又带来了清净废水的排放问题．下一步我们打算将清净废液经曝气处理后重新用于配制次氯酸钠，实现次氯酸钠系统的闭路循环，这样乙炔部分的水就整体实现了闭路。4.1.7含氯废水的回收利用，以往电解工段及氯氢工段氯气输送及处理过程中产生和分离下的含氯废水都是直接排放，既污染厂区大气．又造成总下水不合格，还腐蚀水沟。可将将各处产生的含氯废水集中起来．泵送至聚氯乙烯分厂乙炔工段配制次氯酸钠清净液，将这部分氯水回收利用．既消除了排放造成的污染，又回收了其中的氯气。4.2废气治理(主要指含氯乙烯废气)4.2.1精馏尾气排放治理，采用活性炭吸附真空解吸工艺，另加上了容积式活性炭吸附器，同时用直接蒸汽正压解吸工艺，既保证了吸附周期，又消除了解吸氯乙烯的含氧问题，可大大改善了厂区大气环境，经济及环境效益可观。4.2.2聚合汽提回收残留氯乙烯，采用汽提及未聚合单体压缩冷凝回收工艺，浆料只须在汽提塔中经数分钟高温就能保证浆料残留标准，既保证残留指标，还回收了大量的氯乙烯单体，同时保证厂区环境的清洁。4.3废渣治理4.3.1烧碱生产中的盐泥我们采用洗涤达标后，再经板框压滤，清水回收利用，干渣运走深埋。4.3.2吸附工段的石棉绒经过滤后清水回收送至盐水工段用于化盐，石棉短绒晾干后出售。4.3.3电石法聚氯乙烯生产中最主要的废渣是电石渣，可建设电石渣水泥厂，从而彻底解决电石渣的治理问题。4.3.4触媒废渣的治理：严格管理，从含汞触媒的卸车、装车、仓贮或转化器、除汞器的装、抽及废触媒回收设专人管理，责任到人，真正严格起来，触媒渣的污染问题即可得到了根本解决。五结语“三废”治理强调的是资源的重复利用，必须从源头抓起，着眼于生产的全过程。尽可能地减少“三废”的排放，并积极开发和利用“三废”治理的先进技术，从而作到“三废”资源的回复利用，减少对环境的污染，同时也降低了生产成本，提高了企业的竞争力，使之能够在激烈的市场竞争中立于不败之地，实现了经济效益和环境保护的“双赢”。参考文献：[1]徐铜文，孙树声，刘兆明，等．双极膜电渗析的组装方式及其功用[J]膜科学与技术，2OO0，120(1)：53—59．[2]廖尚志，莫剑雄双极膜制酸碱的实验[J]．水处理技术，1998，24(2)：78—82．[3]林爱光．蒋维韵．余立新双极性膜电渗析技术在Vc生产中的应用研究[J]．膜科学与技术．1998．18(5)：24—27．[4]化工六院，氯碱用离子膜国外技术交流资料汇编。1993[5]化工部氯碱工业信息站，氯碱工业专辑，1994，（3）：1~9一辈子时光在匆忙中流逝，谁都无法挽留。多少人前半生忙忙碌碌，奔波追逐，后半生回望过去，难免感叹一生的碌碌无为，恨时光短暂，荒废了最好的光阴。人过中年，不停跟时间妥协，之所以不争抢，处世淡然，完全是经过世故的淬炼，达到心智的成熟。有朋友问我，怎样写出滋润心灵的文字？是要查字典，引用名言，还是有什么规律？我笑着回，随心随意，不为难自己。你为难自己，就要刻意去效仿，你不随心随意就要被名利世俗困扰，自然心态会有偏差，文字也染上了俗气。现实生活中，不乏完美主义者，终日在不食人间烟火的意境中活着，虚拟不切合实际。如此，唯有活在当下，才是真正的人生笺言。常常想，不想活在过去的人，是经历了太多的大起大落，不想被束缚在心灵蜗居里的人，是失去的太多，一番大彻大悟后，对视的眼神定会愈发清澈，坦然笑对人生的雨雪冰霜。对于随波逐流的人们，难免要被世俗困扰，不问过去，不畏将来又将是怎么样的一种纠葛，无从知晓。不得不说，人是活在矛盾中的。既要简单，又难淡然，挣扎在名利世俗中，一切身不由己，又有那样的生活是我们自己想要的呢？人前，你笑脸相迎，带着伪装的面具，不敢轻易得罪人；人后，黯然伤怀，总感叹命运的不公平，人生的不如意；常常仰望别人的幸福，而忽视了自己，却不知你与他所想要的幸福，都只得一二，十之八九只有在希冀中追求，不是吗？人活一辈子，心怀梦想，苍凉追梦，难能可贵的是执着向前，义无反顾，最惧怕瞻前顾后，退缩不前。一生短暂如光影交错，有几个人能放下牵绊，有几个人能不难为自己，活的精彩呢！我们的一生，是匆忙的行走，谁的人生，不是时刻在被命运捉弄中前行。我想，我是无法和命运抗衡的，却又时刻想做真实的自己。眼下的生活是一面镜子，对照着卑微的自己，心有万千光芒，无法放弃的却总是太多太多。中年，人生的分水岭，不再有小女孩的浪漫情怀，撒娇卖萌，穿着也越发简单，舒适即可。年轻时可以穿紧身裙，牛仔裤，甚至小一码的高跟鞋，不惜磨破了脚板，夹痛了脚趾，依旧笑魇如花，人前卖弄。年少时，青春做砝码，别人的一句赞美能心头飘飘然，走在马路上，陌生男子的回头率，成了青春的资本，忘乎所以。年龄越大，对身边的一切似乎没了热情，争吵，攀比，打扮，都没了兴趣。有人说，女人要爱自己，打扮的漂漂亮亮的才行，而我却恰恰相反，正如有一天涂了口红出门，儿子吓了一跳，一句太庸俗，再昂贵品牌的口红你都不适合，让我哑然失笑。原来，他宁愿喜欢素面朝天的妈妈，也不想要矫揉造作的中年妇女，我必须保持最初的简洁，亦或简单。居家女人虽平庸，却总想活出真我。不喜欢的东西，学会舍弃，生活趋于安静。每天打理家务，照顾子女，空闲的时间看看书，散散步，陪婆婆去买菜，少一些功利心，多一些平常心，生活便达到了想要的简单。人过中年天过午，流逝的时间不会等我的。不想为难自己了，几十年光阴里，不停做着事与愿违的选择，极力说服自己，多替别人想想，多顾及别人的感受，却忽视了委屈的自己。我承认，给自己负担，就是难为自己。不愿意放下，就是心态使然。其实，你大可不必为了别人改变自己，为自己活着，才是真理。从今天起，不愿意迎合的人，选择放手；卑鄙下流，虚情假意的损友，拒绝交往，只要随心随意，什么都不是难题。要明白，他们走近你的世界，只想利用你，却从不顾及你的感受，既保持若即若离，又想无偿索求，时刻为难着你，美其名曰这是一份难得的缘一辈子时光在匆忙中流逝，谁都无法挽留。多少人前半生忙忙碌碌，奔波追逐，后半生回望过去，难免感叹一生的碌碌无为，恨时光短暂，荒废了最好的光阴。人过中年，不停跟时间妥协，之所以不争抢，处世淡然，完全是经过世故的淬炼，达到心智的成熟。有朋友问我，怎样写出