对氯碱生产工艺的思考

2022-09-12

氯碱工业是我国的主要基础化学工业之一, 氯碱产品在轻工业、纺织工业与冶金工业等领域都有着广泛的应用。烧碱的生产方法有很多种, 如苛化法、水银法、隔膜法与离子膜法等, 但对于饱和的食盐水电解来进行烧碱生产的方法主要采用后两种。

1 化盐阶段对盐水的要求

氯碱工艺中对于盐水在入槽时的氯化钠浓度有一定的要求, 一般控制在320g/L左右, 隔膜制碱工艺中没有关于硫酸根的积累情况, 在盐水处理中也就无需对硫酸根离子进行处理。目前我国烧碱工业园区多富有地下盐矿, 可以利用囱水进行制碱, 从而极大节约了资源, 充分利用地区优势。但为了使制碱工艺设备的长时间运行, 所以需要对盐水中的Ca2+、Mg+、SO42-等进行处理, 同时对于固态悬浮的也进行处理, 不断降低含量, 避免对设备造成腐蚀、留下渣等。[1]一般在企业中对于精制盐水的处理方法主要为, 首先对盐水进行循环使用, 溶解后, 将其中的氢氧化钠, 溶解时会与其中的镁离子产生化学反应, 生成的氢氧化镁絮状物, 形成一定的沉淀, 其次加入一定量的碳酸钠, 继续进行沉淀, 在反映结束之后, 对精盐水进行澄清。最后将澄清盐水进入过滤器进行过滤与电解, 不断提高盐水的质量。

后来出现了一种薄膜过滤器一次盐水精制工艺。对于氯碱工艺存在问题的企业更是使用了这一技术, 在工艺问题中, 原盐料对于盐水的精制造成了严重的影响, 容易造成盐水的质量发生波动问题。传统的盐水过滤后, 还存在着SS超标的问题。工艺改造后, 盐水精致质量明显提高。

2 隔膜工艺蒸发工段

隔膜工艺电解出的溶液需要进行蒸发处理。隔膜方式的电解液氢氧化钠质量分数约为10%, 含有很多盐。蒸发阶段需要使用配套的蒸发程序, 通过这种过程增加电解液的浓度与纯度。在蒸发过程中使用蒸汽能源较大, 利用离子膜法电解出的烧碱, 其中的氢氧化钠的质量分数往往高达30%左右, 质量标准高, 可以直接成为成品进行出售, 其质量要远高于利用隔膜法烧碱工艺制成的产品。

3 氯化钾盐水除氨分析

随着现代工业的发展, 对环境造成了严重的影响。近年来, 环境问题受到了越来越多的关注, 尤其是化工领域, 对环境的影响, 已经成为国家产业结构调整的主要领域。氯碱工业生产过程中, 将会使用大量的氯化钾盐水, 其本身含有一定量的氨气。根据氯化钾盐水的化学性质, 通过不断进行实验验证, 氯化钾盐水中主要包含有两种氨气。由苛化麸皮水带入的氨气占到氨气总量的三分之一, 在氯碱生产过程中, 仅有10%会转化成为三氯化氮。对于氯碱安全生产造成严重威胁的应该民氯化钾盐水本身中所包含的氨气导引发的。

4 氯碱生产工艺实行节能降耗思考

氯碱行业是典型的高能耗、高污染与高物耗行业。从建设资源节约型、环境友好型社会的角度出发, 需要对氯碱行业进行产业结构调整, 通过引起新技术、引起新工艺、淘汰产能不足的设备等方法, 进一步降低投资成本, 提高经济效益, 实现行业、经济与环境的可持续发展。

首先需要从技术方面对氯碱生产工艺过程进行改善, 以技术为手段实现节能降耗。选择最先进的生产工艺路线, 从本质与源头两个方面实现节能降耗, 不断加大对节能型设备、装置的投入, 利用新技术与新设备, 提高设备的节能水平, 逐步淘汰技术落后的设备;针对目前在产的运行装置进行改造与升级, 进一步挖掘节能降耗的潜力;充分回收余热。

其次通过管理模式创新实现节能降耗。不断完善能源管理体系, 加强氯碱生产工艺流程中的水、电、气等能源的计量, 使节能降耗体现于生产运营的每一个环节, 建立节能降耗的奖惩制度, 对于对节能做出重要贡献的行为、个人、集体进行表扬奖励, 对于浪费能源的现象进行严肃处理;从管理到设备的操作, 实行精细化管理, 制定细化目标, 定期对执行情况进行总结, 及时纠偏, 对于发现的问题及时解决;促进清洁生产, 加大污染治理力度, 建立循环经济网络, 加强次生资源的利用, 综合利用余热, 实现废水零排放;对行业企业所有人员进行培训, 树立良好的节能减排意识与观念。

另外, 还可以通过具体的措施促进节能减排的实现。采用先进的离子膜法工艺路线, 不仅提高生产质量, 而且不会形成浪费, 工艺流程相对简单;要选择合适的电解槽, 对于技术落后的电解槽进行改造升级, 提高电极性能;对其他电气设备的选择, 要选择采用节电型设备, 采用大型节能氯气压缩机来降低能耗。