淡鹽水脫氯工藝小結

黃秋麗

（廣西柳化氯堿有限公司 廣西 鹿寨 545600）

精制鹽水在電解槽內發生電解后，其濃度降低，成為含有游離氯的淡鹽水，需將其返回一次鹽水工序重新飽和后再使用，如果不將其中的游離氯除去，不僅會腐蝕鹽水精制系統的設備和管道，還會阻礙一次鹽水精制過程中沉淀物的形成，損害二次鹽水工序過濾器的過濾元件和螯合樹脂，危害極大。因此，柳化氯堿有限公司采用真空脫氯和化學脫氯的方法，去除淡鹽水中的游離氯。

1 去除游離氯方法的原理及工藝流程

1.1 真空脫氯原理

由于氯在水（包括鹽水）中的溶解度非常小，要把生成的氯氣從溶液中析出，要不停降低液面氯氣的分壓才能達到目的。在實踐中加足夠量的酸，并使淡鹽水中不斷地產生氣泡或增加氣、液兩相接觸面，加快氣相流速，加大氣液兩相中不平衡度，使液相中的溶解氯不斷地向氣相轉移。連續進行上述操作，就能把淡鹽水中的游離氯基本除掉。此方法采用破壞化學平衡和相平衡的原理來脫去游離氯，游離氯不能百分百除去。

1.2 化學脫氯原理

由于淡鹽水中的游離氯具有強氧化性，因此，可用還原物質如亞硫酸鈉和ClO－發生反應，可以將游離氯徹底去除。反應方程式：

1.3 流程敘述

從淡鹽水泵來的一部分淡鹽水加入適量的鹽酸，混合均勻后進入脫氯塔脫氯，其中一小部分淡鹽水經冷卻檢測pH值后進入D－280。淡鹽水在一定真空度下急劇沸騰，（真空度為－75 kPa），產生的水蒸氣攜帶著氯氣進入脫氯塔冷卻器，水蒸氣冷凝后去陽極液排放槽，氯氣經真空泵出口送入氯氣總管。

在脫氯后的淡鹽水中加入32%的堿調節其pH值為9～11，再加入亞硫酸鈉（Na2SO3）除去殘余的游離氯，ORP值控制在50 mV以下，最后用脫氯鹽水泵把淡鹽水送到一次鹽水工序。（若膜除硝開車，則出脫氯塔的淡鹽水加堿控制其 pH 值為 2．0～3．0）；其中一小部分經冷卻后送至檢測pH值和游離氯后進入D－280。淡鹽水脫氯工藝流程見圖1。

圖1 淡鹽水脫氯工藝流程

2 主要工藝設備（見表1）

表1 主要工藝設備

3 真空脫氯系統工藝指標（見表2）

表2 真空脫氯系統工藝指標

脫氯前淡鹽水NaCl質量濃度200～215 g/L亞硫酸鈉溶液配制濃度 8．0%～9．0%（質量分數）;

加亞硫酸鈉后淡鹽水ORP值小于－50 mV，脫氯塔液位控制50%～60%。

4 影響脫氯效果的因素

4.1 真空度

淡鹽水中溶解的氯氣量與氯化鈉濃度、溫度、壓力和溶液pH值有關，生產過程中，淡鹽水的濃度、溫度變化不大，所以脫氯主要取決于淡鹽水的壓力（真空度）。真空脫氯是降低淡鹽水液面上方氯氣分壓，促使液相中氯氣向氣相逸出，從而達到脫除液相中氯氣的目的，只有保證一定的真空度，才能使淡鹽水在脫氯塔中內達到沸騰狀態，使氯氣充分析出。如果真空度過低，脫氯效果很差；脫氯真空度越高，淡鹽水中的游離氯脫除效果越好，但真空度過高會使真空泵的吸氣量有所降低，影響真空的穩定性。根據工藝要求，公司脫氯塔系統的真空度都保持在－75 kPa。由于在實際生產操作中發現，脫氯塔的液位波動，也會引起真空度的波動，同樣影響脫氯效果。因此，必須控制好脫氯塔的液位，近4個月脫氯塔的液位變化引起的真空度變化，見表3。

表3 脫氯塔液位變化引起的真空度變化

4.2 pH值

淡鹽水中的pH值較大時，鹽水中的氯以氯酸鹽和次氯酸的形式存在，在這種條件下，采用真空脫氯是無法脫除這部分游離氯的。由于在酸性淡鹽水中，氯氣溶解度隨pH值的降低而減小。因此，只有向淡鹽水加入鹽酸，調節淡鹽水中的pH值，才能使淡鹽水中以氯酸鹽及次氯酸根形式存在的游離氯轉換成Cl2脫出；在實際操作中發現，當pH值低于1時，不僅不能提高淡鹽水中游離氯的脫出率，而且還會腐蝕裝置；所以加酸后，進脫氯塔淡鹽水pH值一般控制在1．2～1．5為宜。由于淡鹽水中的pH值的控制是化學脫氯的關鍵，因此，出脫氯塔后淡鹽水還要加NaOH調節pH值到堿性，如果pH值過低，會消耗過多的堿，造成浪費，而且還會影響一次鹽水系統的生產。所以，在實際生產中，脫氯塔出口加堿后淡鹽水 pH 值一般控制在 10．0～11．0，這樣脫氯效果較好。

4.3 亞硫酸鈉Na2SO3加入量和配制

由于存在著化學平衡，采用真空脫氯不能將淡鹽水中的游離氯百分之百地除去，剩余微量的游離氯（一般10～30 mg/L）用亞硫酸鈉使其發生氧化還原化學反應而將其徹底除去，所以經過脫氯塔脫氯后的淡鹽水還要加入Na2SO3，進行化學脫氯。由于亞硫酸鈉的加入是游離氯脫除的最后一道關卡，控制它的加入量很重要。如果Na2SO3，加入量過多，容易混有雜質，加入量太少也容易造成游離氯高。所以，在正常生產情況下，公司是根據脫氯塔出口加堿淡鹽水中的pH值的大小來決定亞硫酸鈉的加入量。

亞硫酸鈉溶液的配制也對脫氯效果有一定的影響。因為Na2SO3在酸性和中性條件下易分解而失去還原能力，所以在配制亞硫酸鈉時，要加入適量的NaOH溶液使其呈堿性，但pH值也不能控制過高，否則會增加NaOH的消耗，同時要保持Na2SO3溶液的配制濃度穩定，以防濃度變化影響化學脫氯效果。

4.4 淡鹽水的溫度

在正常生產條件下，淡鹽水的溫度取決于電解槽的溫度，淡鹽水溫度越高，氯氣的溶解度越小，越有利于氯氣的析出。公司每年都要停車檢修，因此受電解槽開停車影響，淡鹽水的溫度在開車停車階段變化較大，也會影響脫氯效果。

5 真空脫氯系統不正常現象及處理方法

真空脫氯系統不正常現象及處理方法見表4。

表4 真空脫氯系統不正常現象及處理方法

6 結語

脫氯系統具有工藝流程簡單，容易操作等優點，如果設備能力好，管線無泄漏，運行起來是非常穩定的。由于在生產過程中，每一步操作都關系到整個生產系統的安全和穩定，這就要求每位操作人員熟悉前后工序的簡單工藝流程，掌握本崗位生產原理，按照崗位工藝要求，將工藝指標控制在正常范圍內。正常運行操作時，前后崗位加強聯系，確保無誤后方可操作。同時要求員工增強自身安全意識，提高業務素質，保證運行設備處于完好狀態。