毛臻(新疆天業天智辰業,新疆 石河子 832000)
氯堿工業是我國的主要基礎化學工業之一,氯堿產品在輕工業、紡織工業與冶金工業等領域都有著廣泛的應用。燒堿的生產方法有很多種,如苛化法、水銀法、隔膜法與離子膜法等,但對于飽和的食鹽水電解來進行燒堿生產的方法主要采用后兩種。
氯堿工藝中對于鹽水在入槽時的氯化鈉濃度有一定的要求,一般控制在320g/L左右,隔膜制堿工藝中沒有關于硫酸根的積累情況,在鹽水處理中也就無需對硫酸根離子進行處理。目前我國燒堿工業園區多富有地下鹽礦,可以利用囪水進行制堿,從而極大節約了資源,充分利用地區優勢。但為了使制堿工藝設備的長時間運行,所以需要對鹽水中的Ca2+、Mg+、SO42-等進行處理,同時對于固態懸浮的也進行處理,不斷降低含量,避免對設備造成腐蝕、留下渣等。[1]一般在企業中對于精制鹽水的處理方法主要為,首先對鹽水進行循環使用,溶解后,將其中的氫氧化鈉,溶解時會與其中的鎂離子產生化學反應,生成的氫氧化鎂絮狀物,形成一定的沉淀,其次加入一定量的碳酸鈉,繼續進行沉淀,在反映結束之后,對精鹽水進行澄清。最后將澄清鹽水進入過濾器進行過濾與電解,不斷提高鹽水的質量。
后來出現了一種薄膜過濾器一次鹽水精制工藝。對于氯堿工藝存在問題的企業更是使用了這一技術,在工藝問題中,原鹽料對于鹽水的精制造成了嚴重的影響,容易造成鹽水的質量發生波動問題。傳統的鹽水過濾后,還存在著SS超標的問題。工藝改造后,鹽水精致質量明顯提高。
隔膜工藝電解出的溶液需要進行蒸發處理。隔膜方式的電解液氫氧化鈉質量分數約為10%,含有很多鹽。蒸發階段需要使用配套的蒸發程序,通過這種過程增加電解液的濃度與純度。在蒸發過程中使用蒸汽能源較大,利用離子膜法電解出的燒堿,其中的氫氧化鈉的質量分數往往高達30%左右,質量標準高,可以直接成為成品進行出售,其質量要遠高于利用隔膜法燒堿工藝制成的產品。
隨著現代工業的發展,對環境造成了嚴重的影響。近年來,環境問題受到了越來越多的關注,尤其是化工領域,對環境的影響,已經成為國家產業結構調整的主要領域。氯堿工業生產過程中,將會使用大量的氯化鉀鹽水,其本身含有一定量的氨氣。根據氯化鉀鹽水的化學性質,通過不斷進行實驗驗證,氯化鉀鹽水中主要包含有兩種氨氣。由苛化麩皮水帶入的氨氣占到氨氣總量的三分之一,在氯堿生產過程中,僅有10%會轉化成為三氯化氮。對于氯堿安全生產造成嚴重威脅的應該民氯化鉀鹽水本身中所包含的氨氣導引發的。
氯堿行業是典型的高能耗、高污染與高物耗行業。從建設資源節約型、環境友好型社會的角度出發,需要對氯堿行業進行產業結構調整,通過引起新技術、引起新工藝、淘汰產能不足的設備等方法,進一步降低投資成本,提高經濟效益,實現行業、經濟與環境的可持續發展。
首先需要從技術方面對氯堿生產工藝過程進行改善,以技術為手段實現節能降耗。選擇最先進的生產工藝路線,從本質與源頭兩個方面實現節能降耗,不斷加大對節能型設備、裝置的投入,利用新技術與新設備,提高設備的節能水平,逐步淘汰技術落后的設備;針對目前在產的運行裝置進行改造與升級,進一步挖掘節能降耗的潛力;充分回收余熱。
其次通過管理模式創新實現節能降耗。不斷完善能源管理體系,加強氯堿生產工藝流程中的水、電、氣等能源的計量,使節能降耗體現于生產運營的每一個環節,建立節能降耗的獎懲制度,對于對節能做出重要貢獻的行為、個人、集體進行表揚獎勵,對于浪費能源的現象進行嚴肅處理;從管理到設備的操作,實行精細化管理,制定細化目標,定期對執行情況進行總結,及時糾偏,對于發現的問題及時解決;促進清潔生產,加大污染治理力度,建立循環經濟網絡,加強次生資源的利用,綜合利用余熱,實現廢水零排放;對行業企業所有人員進行培訓,樹立良好的節能減排意識與觀念。
另外,還可以通過具體的措施促進節能減排的實現。采用先進的離子膜法工藝路線,不僅提高生產質量,而且不會形成浪費,工藝流程相對簡單;要選擇合適的電解槽,對于技術落后的電解槽進行改造升級,提高電極性能;對其他電氣設備的選擇,要選擇采用節電型設備,采用大型節能氯氣壓縮機來降低能耗。
隨著現代氯堿行業的不斷發展,其生產工藝研究也不斷深入。氯堿生產工藝中的鹽水標準問題、氯化鉀除氨問題與電解、蒸發工段都需要進一步優化,不斷提高工作效率,提高產品質量,降低成本。最后對氯堿行業的節能降耗措施進行分析,以促進現代化工行業的可持續發展。
[1]侯穎.淺談氯堿生產過程中的氯化鉀鹽水除氨[J].黑龍江科技信息,2013,02:76.
[2]史國月.氯堿生產工藝方法的比較[J].化學工程與裝備,2013,07:156-158.
[3]陳秀清.氯堿生產工藝研究探討[J].廣州化工,2011,03:157-159.