離子膜法燒堿生產中廢水回收利用
隨著氯堿工業的不斷發展，離子膜法燒堿生產工藝已成為氯堿行業的主導，其具有占地面積小、產品質量好、電效高、能耗低(相對其他工藝)、污染小等優點，但生產實踐中仍有許多細節可以優化。新疆天業股份有限公司化工廠(以下簡稱“石河子化工廠”)以離子膜法燒堿生產中降低水消耗為主題，通過調查研究和深人分析，找到降低水消耗的有效途徑。
1 停車洗槽水回收
將陽極部分的洗槽水排至淡鹽水貯槽，因其中含NaC1，可減少污水中氯化物含量。陰極部分的洗槽水中NaOH質量分數偏低(4％左右)，不能直接回收；中和處理排放，會增加中和用酸，增加中和成本；如暫時排放到貯槽，由于北方冬季天氣寒冷，必須采取伴熱，且貯存量大，占用空間過大，同時須消耗大量蒸汽；電解槽停車后陰極有大量的鐵粉，如電解系統回用該洗槽水，會增加鐵含量，影響離子膜，降低電流效率。討論后認為，將該洗槽水用泵打至二次鹽水工序室內次氯酸鈉備用貯罐，用于生產次氯酸鈉，既減少了排放量又利用廢堿生成了次氯酸鈉產品。如還有剩余，可打至中和處理槽中和排放。
陰極洗槽水量及利用后產生的經濟價值如下。單臺電解槽陰極室容積為0．068×100=6．8(m )，共有6臺電解槽，總容積為6．8×6=40．8(m)，按1年系統檢修2次，如全部回收，可節約40．8×2=81．6(m)；若1年中單槽異常停車總次數按1臺平均1次計算，則可節約水40．8 m。：則總洗槽水量為122．4 m。如全部回用，其含堿質量分數為4％，堿相對密度按1．28計，可節約用堿122．4×4％×1．28≈6．27(t)。堿價格按2 400 t／元計算，可節約6．27×2400≈1．5萬(元)。由于不使用酸中和排放，又可節省酸約4．5 t，且減少了廢水的排放，達到環保的要求。
2 樹脂塔酸堿再生水
二次鹽水用樹脂塔，每48 h就有1臺樹脂塔下線進行再生，其再生步驟為：一次水洗一反洗一酸再生一二次水洗一堿再生～三次水洗—鹽水置換。樹脂塔吸附二價陽離子飽和后，酸再生溶離下來，如反復利用再生水會造成二價有害陽離子在系統中的累積，對離子膜產生危害，因此將酸堿再生水回收中和，達標后排放。樹脂塔酸堿再生過程中酸堿的量是不平衡的(一般情況下堿過量)，因此，在處理這部分水時，須消耗部分酸。分析及討論后認為，堿再生過程中，其中部分堿性水可以回收，因堿再生時，是樹脂轉型過程，其中無其他雜質，通過工藝改造，可以回收部分堿液至次氯酸鈉備用貯罐，作為生產次氯酸鈉用，這樣，既減少了中和用酸及排放量，又生產了次氯酸鈉。石河子化工廠還計劃將此部分水作為一次鹽水前反應罐折流槽加堿使用，降低前工段的消耗。樹脂塔再生水的回收量為7 m／d，1年按357天計算，則回收7 m×357=2 499 m ；按堿質量分數3％、相對密度1．28計算，全年可節約用堿2 499×3％×1．28≈96(t)，可產生經濟效益2 400×96=23．04萬(元)。
3 機封冷卻水
由于石河子化工廠離子膜電解采用的是強制循環工藝，機泵機封冷卻所需的去離子水用量較大，因此，將機封冷卻水進行了回收利用(循環利用工藝圖如圖1所示)。對改造后泵機封水質進行了跟蹤調查，機封水品質完全達標(水質跟蹤數據如表1所示)。據測算，21臺泵每月使用機封水共2 037m ，大大降低了生產成本，同時減少了廢水排放量。
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圖1 機封冷卻水循環利用工藝流程
4 氯氫氣水封用水
氯氣水封用水含氯，氫氣水封用水呈堿性，因其水量較小，根據實際情況，將根據液位不定期加水改為定期加水，減少加水量，并將這部分很少的排水，引至中和水池進行處理。
表1 機封水質跟蹤數據統計表
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5 取樣時產生的廢液
石河子化工廠離子膜工序取樣主要集中在以下幾個方面：①電解槽陰陽極液，②淡鹽水，③成品堿，④過濾鹽水，⑤樹脂塔再生水，⑥脫氯淡鹽水，⑦氯氣吸收塔次氯酸鈉。回收辦法如下：①～③采用集中后回收到貯罐；因現場與二次鹽水反洗水池距離較近，④～⑥采取將取樣盒引至反洗水池的辦法回收；由于次氯酸鈉遇酸分解后產生氯氣且易揮發，⑦采用回收現場取樣盒后用泵抽回系統的辦法回收。采取以上措施后，盡可能地減少了酸、堿、鹽的排放量，提高了全員節能減排意識。各處取樣時所產生的廢液量如下：電解槽陰極液，5 832 L／a；陽極液淡鹽水，6 156 L/a；成品堿，72 L／a；過濾鹽水，648L／a；樹脂塔再生水，324 L／a；脫氯淡鹽水，108 L／a；氯氣吸收塔次氯酸鈉，648 L／a。
6 異常情況時產生的酸、堿廢液
對可能出現異常情況的點進行現場防護及做好應急處理措施的準備J二作，例如：酸堿罐周圍做防護圈，同時將防護圈可能出現的泄漏引到異常處理池，降低異常情況造成的損失。
7 取得的效果
改進后，節約去離子水價值為6．5萬元/a(工藝改造費用1．2萬元)，回收廢堿價值為28萬元；減少了廢水排放量，達到環保要求。
參考文獻
[1]張明，王風新，顏景河．氯堿企業節水途徑探討[J]．氯堿工業，2009，45(9)：43—45．
[2]牛建生．氯堿生產中的節能減排措施[J]．氯堿工業，2010，46(2)：42—43．
[作者簡介]曹新峰(1970-)，男，現任新疆天業股份有限公司化工廠副廠長。
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