次钠复配技术及其应用情况总结

2022-09-10

前言

作为能耗大户的氯碱行业, 如何做好节能减排不但关系到企业的发展, 更决定着氯碱行业的未来。我公司使用电石法生产PVC, 采用质量分数为0.085%~0.120%的次氯酸钠对粗乙炔气进行清净, 清净后的废次钠在2007年以前均加入发生系统做为反应水使用。2007年因公司上了电石渣制水泥项目, 要求控制渣浆中氯根含量, 废次氯酸钠不能再加入发生系统。因此公司设计了次钠复配工艺, 解决了电石渣中氯根及将清净废水排放量大的问题。同时针对次钠复配工艺带来的新问题、新难点进行攻关。

一、次钠复配工艺简介

1. 工艺运行控制

因配置所有的水为循环利用水质浑浊 (主要是形成了硫酸钙、氢氧化镁和碳酸钙) , 为防止碰头堵塞和填料结垢, 曝气池采用的是喷雾空塔。进出口温差设计为10℃, 循环量与使用量的比值为4:1, 理论设计废次钠液进出降温为30~40℃, 从而确保从水洗塔出口的废次钠温度降低到40度以下。

二、次钠复配对乙炔气清净工艺的影响

1. 采用次钠进水洗塔的工艺

由于次钠液从清净塔一塔流出时温度在40℃以下, 表一为常压下乙炔在水的溶解度, 而清净塔的压力一般在70KPa (表压) 左右, 因此40℃次钠液中溶解的乙炔气是远远大于0.65的, 为避免该部分的乙炔气的损失, 采用了次钠液进水洗塔中将去曝气池的次钠液控制在60℃以上, 从而将溶解损失的乙炔气降低一半左右。

该工艺降低了溶解造成的乙炔消耗, 但带来以下问题:

(1) 升压机工作液和去气柜大管偏酸

由于次钠液进入水洗塔后造成出水洗塔的乙炔气偏酸, 在去气柜大管沿途导淋取样管内的凝液PH在2~3, 升压机工作面和叶轮腐蚀严重。为解决以上两个问题在在水洗塔前增加了水洗空塔, 将次钠由清净一塔直接进水洗空塔, 将水洗塔改造成自循环, 配加碱管线, 将塔内循环液PH值控制在10以上, 改造后去气柜导淋凝液PH值在6~7, 从而解决了该问题。

(2) 水洗塔填料结垢问题

由于次钠液在清净过程中产生了硫酸、磷酸等物质, 与发生器带来的氢氧化钙进行反应, 在水洗塔填料中生产了硫酸钙、碳酸钙和氢氧化镁等物质组成的垢, 在水洗塔填料采用的是波纹板陶瓷填料上进行不断结晶, 造成系统阻力缓慢升高, 填料每年必须更换, 不但造成生产的不稳定, 同时造成了生产成本提高, 检修期间工作量大的问题。针对该问题在水洗塔前增加了水洗空塔, 其主要是起到洗泥作用, 同时将80℃左右的乙炔气降温到60~70℃。改造前水洗塔填料每年都必须更换, 改造后使用三年水洗塔阻力没有增加。

(3) 曝气池水质问题

由于采用次钠进入水洗塔工艺, 清净塔清净过程产生的酸也与废次钠一起进入到了水洗塔内, 而乙炔发生器气相出口夹带的电石浆进入水洗塔内, 两者发生了中和反应。由于发生器渣浆分离器洗涤效果决定乙炔气夹带电石浆多少, 清净塔去中和塔乙炔气带走的酸雾量因塔内结构和清净液温度 (乙炔气内酸雾分压随温度变化) 而改变, 这就改变了去水洗塔废次钠液中酸的量, 因此从水洗塔洗涤完乙炔气的废次钠液可能出现PH值升高或下降的情况。配置次钠的PH对清净效果影响很大, 因而在曝气池中增加在线PH计从而更好的监控循环利用的配置水。

由于配置用水采用循环利用, 清净生产的硫酸盐、磷酸盐和浓次钠中的氯化钠在池中不断的富集, 生产的硫酸钙和磷酸钙造成水质变混, 在池壁形成了垢层, 为控制水质, 依据水浓缩的情况每7至15天进行换水。30万吨规模的生产线为例,

发生给清净带来的冷凝水量为6m3/h左右。因此通过水洗塔循环液冷却器冷凝的水进入了清净系统, 而该部分水量在冬季时是大于曝气池蒸发量的, 因此要排放。

(4) 配置水槽和配置槽空间乙炔气超标问题

由于去曝气池的废次钠在进行曝气时无法完全除去乙炔气, 因此造成配置水槽及和配制槽内空间乙炔气含量超标, 为确保安全, 我公司采用了防爆轴流风机进行不间断置换的方式。加风机抽空置换后效果明显。解决了配制槽和水槽乙炔含量超标的问题。