乙炔清凈廢次氯酸鈉溶液循環利用技術

韓啟龍，梁多奇，石玉英

(中鹽吉蘭泰鹽化集團有限公司，內蒙古 阿拉善 750306)

目前，在以電石為原料的PVC生產企業中，乙炔清凈工藝主要有硫酸清凈和次氯酸鈉清凈兩種。對比這兩種工藝，硫酸清凈后廢硫酸處理難度較大，而廢次氯酸鈉溶液直接進入發生系統即可，所以，目前的PVC生產企業采用次氯酸鈉清凈的較多。隨著環保形勢日趨嚴峻，大量企業采取制水泥的方法消化電石渣，但原始的次氯酸鈉清凈工藝會使廢次氯酸鈉溶液進入電石渣漿，使渣漿中氯離子含量超標(約30 000 mg/kg)，無法滿足干法水泥的生產需求(≤300 mg/kg)。所以，中鹽吉蘭泰鹽化集團有限公司(以下簡稱“公司”)結合自身實際，新建了一套廢次氯酸鈉溶液循環利用裝置，使廢次氯酸鈉溶液不再進入電石渣漿中，滿足了干法水泥的生產需求。

1 公司情況

公司有一、二期各20萬t/a的PVC生產線，其中一期乙炔采用次氯酸鈉溶液清凈工藝，二期采用濃硫酸清凈工藝。從2017年起，公司開始將原有濕法水泥改造成干法水泥，但由于一期廢次氯酸鈉溶液進入發生系統，導致渣漿中氯離子含量嚴重超標，無法滿足干法水泥的生產需求。

2 方案論證及選擇

為解決電石渣漿中氯離子超標的問題，公司在項目建設前期進行了兩種方案的對比論證，方案一為將一期改為濃硫酸清凈；方案二為廢次氯酸鈉溶液循環利用。

經過論證，方案一存在廢硫酸處理難度大、改造投資大等弊端，且由于一期處于連續生產狀態，改造施工周期長，將造成巨大的經濟損失。而方案二可重新選址，在不影響正常生產的情況下獨立建設，完工后并入系統，存在問題僅為約10 m3/h的高鹽、高氯廢水處理。結合其他企業生產經驗，該部分廢水可用于電廠拌灰，所以，公司最終決定采用方案二。

3 技術方案

廢次氯酸鈉溶液長期循環利用后SS、COD、硫化物、磷化物、氯離子等將會大量富集，間斷排污和補充新鮮水無法降低SS、COD、硫化物、磷化物含量，為避免影響清凈效果，且達到污水排放要求，故設置廢次氯酸鈉污水處理工序。設計單位為公司提供的初步方案為：來自清凈的廢次氯酸鈉溶液→真空脫析→調節池→空氣氧化→混凝絮凝→沉淀→二級氧化→混凝絮凝→沉淀→過濾→清水池→送乙炔裝置作為復配水回用。

公司認為上述方案過于復雜，經考察，了解到周邊企業廢次氯酸鈉溶液水處理裝置基本閑置，廢次氯酸鈉溶液經過真空脫析、涼水塔、曝氣后可直接與來自燒堿除害塔有效氯濃度為10%濃次氯酸鈉進行二次配制，加藥池和沉降池等只作為流通通道。

基于考察學習結果，結合公司實際并與設計院討論，最終確定方案為新建一套次氯酸鈉復配裝置，工藝流程為：原廠有效氯濃度為0.065%～0.12%次氯酸鈉的文丘里作為一次配，利用一次水、稀堿和氯氣有效氯濃度為1%的次氯酸鈉溶液，通過槽用泵送至復配裝置次氯酸鈉高位槽。隨后自流至二次配文丘里反應器，與經過真空脫析、調節pH值、涼水塔降溫后的廢次氯酸鈉溶液進行混合，成有效氯濃度為0.065%～0.12%的次氯酸鈉溶液。溶液出二次配文丘里反應器后，經過手動取樣分析，不合格產品送回廢次氯酸鈉調節池，合格產品送入稀次氯酸鈉中間槽，隨后通過泵打回原廠次氯酸鈉清凈高位槽供清凈使用。

4 公司工藝特點

4.1 二次配制

目前，同行業中循環利用廢次氯酸鈉溶液時大多采用一次，即利用燒堿除害塔產生的有效氯濃度約為10%的次氯酸鈉溶液與廢次氯酸鈉溶液直接得到有效氯濃度為0.065%～0.12%的稀次氯酸鈉溶液。但公司除害塔產生的次氯酸鈉溶液量較小、濃度不穩定且pH值較高，無法滿足復配需求，所以公司利用原有文丘里和新增文丘里采用二次工藝。二次也避免了氯氣與含有微量乙炔的廢次氯酸鈉溶液直接接觸，有更高的安全系數。

4.2 省去水處理工序

設計院的初步設計方案中有水處理工序，但經過考察驗證，水處理裝置基本處于閑置狀態，所以，經過論證省去了水處理工序。為避免溶液在循環利用過程中離子富集，在一次時采用一次水。從水平衡角度計算，清凈循環系統中將多出部分廢次氯酸鈉溶液，量等于加入的1%濃次氯酸鈉溶液量。所以將部分經過真空脫析和冷卻后的廢次氯酸鈉溶液送至電廠拌灰，在維持水平衡的同時也作為置換水，帶走部分富集的離子。

5 存在問題及改進

5.1 一次配文丘里重新選型

在利用原有文丘里有效氯濃度為1%的次氯酸鈉溶液時，槽氯氣溢出嚴重，但有效氯濃度始終無法達到1%。經過原因分析，原有文丘里稀次氯酸鈉溶液量約為100 m3/h，而用作濃次氯酸鈉溶液時量僅為10 m3/h，且原有文丘里為水與氯氣先混合，然后與稀堿混合，導致三種物料混合不充分，氯氣未充分反應就溢出，經過計算重新對文丘里進行了選型，問題得以解決。

5.2 新增槽

最終方案是利用原有文丘里和槽有效氯濃度為1%的次氯酸鈉溶液，但在生產過程中若復配裝置出現故障，原稀次氯酸鈉槽內存有有效氯濃度為1%的濃次氯酸鈉溶液，乙炔生產線就需要停車將清凈切換回原有工藝，這對連續穩定生產造成影響。因此，公司新增了一臺濃次氯酸鈉槽及配套輸送泵，使好的濃次氯酸鈉溶液直接進入槽，然后通過輸送泵送至復配裝置高位槽進行二次。這樣當復配裝置出現故障后，在緩沖時間內可利用原有文丘里和槽出有效氯濃度為0.065%～0.12%的次氯酸鈉溶液供清凈使用，可保證乙炔生產線連續運行。

6 安全注意事項

二次是利用有效氯濃度為1%的濃次氯酸鈉和廢次氯酸鈉進行混合，有效氯濃度為0.065%～0.12%的次氯酸鈉溶液直接進入稀次氯酸鈉中間槽，然后通過輸送泵送至清凈高位槽供清凈使用。若在過程中由于廢次氯酸鈉泵故障而使得廢次氯酸鈉溶液流量降低或斷流，則有效氯濃度為1%的次氯酸鈉溶液就會進入稀次氯酸鈉中間槽，通過輸送泵送至清凈塔，進而發生爆炸事故。

針對該問題，公司經過分析討論后制定了改進方案。在有效氯濃度為1%的次氯酸鈉溶液進二次文丘里的管線上加裝自動切斷閥并與流量進行連鎖，當流量小于設定值后切斷閥自動關閉。通過加裝自動切斷閥，問題得到有效解決，保證安全生產。

7 結語

采用二次循環利用廢次氯酸鈉溶液的工藝，適用于除害塔產出的濃次氯酸鈉溶液無法滿足清凈生產需求的企業，最終能夠實現廢次氯酸鈉溶液的循環利用。省去水處理工序后，采用一次水有效氯濃度為1%的次氯酸鈉溶液，同時連續向電廠排放相應數量的廢次氯酸鈉溶液，長期運行能夠避免離子富集的問題，在滿足生產需求的情況下節約了大量投資。該套裝置投用后，達到了廢次氯酸鈉溶液不進入渣漿系統的目的，電石渣漿中的氯離子含量將至300 mg/kg以下，滿足了干法水泥的生產需求。該項技術的應用，對電石渣干法生產水泥的企業意義巨大，值得推廣。