氯氣尾氯回收綜合利用創(chuàng)新與應(yīng)用

潘 瑞，駱秋福，高 娃

(內(nèi)蒙古蘭太實業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古阿拉善 750336)

1 前言

金屬鈉生產(chǎn)工藝技術(shù)主要有燒堿熔融電解法、食鹽熔融電解法和電解鈉汞齊法等。目前,工業(yè)化生產(chǎn)都采用氯化鈉熔融電解法生產(chǎn),燒堿熔融電解法在有特殊需要、需求量小的情況下使用，電解鈉汞齊法已被淘汰。熔融氯化鈉電解法生產(chǎn)金屬鈉過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品氯氣，屬于劇毒品。為將氯氣安全儲存需將其液化成液氯儲存，氯氣在液化生產(chǎn)系統(tǒng)中有少量未液化的含氯不凝尾氣。一般的處理方法是使用液堿吸收反應(yīng)制次氯酸鈉，然而，次氯酸鈉化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、易分解，且周邊沒有穩(wěn)定的次氯酸鈉銷售客戶。為降低尾氣處理成本，積極尋找公司相鄰的液氯用戶企業(yè)，經(jīng)與該企業(yè)積極溝通與協(xié)商，通過氣體衡算、液體衡算、工藝衡算及管道通徑的詳細計算和論證，通過降低液化效率直接將尾氯和氯氣供給該企業(yè)進行使用并在氯氣管道上安全聯(lián)鎖以保證安全使用。該技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，不僅解決了氯氣系統(tǒng)中尾氣的處理問題，節(jié)約液堿費用和電費，降低生產(chǎn)成本；而且降低公司液氯包裝崗位人員充裝鋼瓶的工作量、同時也省去該拉運液氯的費用，達到雙贏的效果。

1 關(guān)鍵技術(shù)難點及解決措施

(1)高純度氯氣和尾氣混合輸送至氯氣用戶進行使用。

解決措施：通過氣體衡算、工藝衡算、降低冷凍機運行負荷來降低液化效率，保證氯氣純度以滿足用戶安全使用要求。

(2)氯氣遠距離管道輸送，直接輸送至氯氣用戶使用。

解決措施：通過計算確定管徑，在氯氣輸送管道上加裝滑動支撐、補償器、在兩端安裝氯氣緩沖罐，以保證氯氣安全輸送。

(3)根據(jù)用戶需要，對氯泵泵后壓力進行調(diào)節(jié)，保證用戶用氣壓力和泵后壓力穩(wěn)定。

解決措施：為保證輸送安全，在氯氣生產(chǎn)單位氯氣分配臺出口加裝電動閥，并與泵后壓力進行連鎖當(dāng)泵后壓力≥0.30 MPa時，開啟連鎖1，尾氯進入吸收池，保證氯氣系統(tǒng)安全、平穩(wěn)運行。安全連鎖示意圖如圖1。

圖1 安全連鎖示意圖Fig.1 Schematic diagram of safety interlock

2 與當(dāng)前國內(nèi)外同類技術(shù)比較

氯氣作為金屬鈉和氯堿生產(chǎn)企業(yè)的副產(chǎn)品，因本身是一種劇毒氣體，因此，國家對氯氣的生產(chǎn)、儲存及使用有著非常嚴格的要求。傳統(tǒng)使用方法是將其液化成液氯進行儲存，然后，人工充裝到液氯鋼瓶中銷售給客戶再進行氣化使用。氯氣液化系統(tǒng)冷凍機負荷為滿載100%時，液化效率在97%左右，尾氯的處理一直困擾著生產(chǎn)企業(yè)。該技術(shù)在完全滿足《氯氣安全技術(shù)規(guī)程》的基礎(chǔ)上，成功將氯氣進行遠距離輸送與應(yīng)用，供氯時根據(jù)用戶可將冷凍機負荷減載至40%～70%，降低運行電流，節(jié)約電費；同時，液化效率降至50%，尾氯純度由35%提高至90%以上，通過調(diào)節(jié)氯泵泵后壓力、增加安全聯(lián)鎖，滿足氯氣用戶的使用要求，填補了國內(nèi)氯氣長距離輸送直接使用的技術(shù)空白。

3 經(jīng)濟效益

經(jīng)濟效益方面，解決氯系統(tǒng)尾氣處理時液堿的使用，降低冷凍機負荷運行，節(jié)約尾氯處理成本和冷凍機的耗電量，效益可佳。以下為項目實施后液堿使用對比分析：

(1)主要技術(shù)經(jīng)濟指標分析。

項目實施前液堿消耗312.263 t/月，項目實施后液堿消耗 0 t/月。

(2)成本與效益分析。

2×5.02 2x

71 80

每日消耗折百液堿x=10.073 t，則每月消耗折百液堿10.073×31=312.263 t

月節(jié)約液堿費用：312.263×2 900元/t=90.556萬元

年節(jié)約費用：90.556萬元×12 =1 086.672萬元。

4 社會效益

此項目成功實施后解決了生產(chǎn)的次氯酸鈉無銷售市場的問題，加快熔融鹽生產(chǎn)金屬鈉行業(yè)的發(fā)展。同時，降低單位液氯包裝崗位人員的工作量和用氯單位拉運液氯的費用，避免液氯鋼瓶的搬運、裝卸等危險，提高氯氣使用過程的安全系數(shù)。

5 總結(jié)

氯氣是一種高度危險介質(zhì)，屬于危險化學(xué)品，對輸送的安全性要求很高，此次氯氣尾氯回收綜合利用技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用成功推廣并應(yīng)用于公司三個氯氣生產(chǎn)單位，成功將尾氯供給廠區(qū)周圍用氯企業(yè)使用，在節(jié)約大量生產(chǎn)成本的同時更積累了很多氯氣輸送和使用方面的寶貴經(jīng)驗。