氯化法鈦白生產的三廢治理回收利用
鈦白粉(Ti02)是目前世界上性能最佳的白色顏料。鈦白粉與關系著人民生活水平的住宅、汽車產業密切相關，已成為全球第3大無機化工產品，被廣泛應用于涂料、塑料、造紙、油墨、橡膠、化纖等工業，其銷售值位于無機化工產品的前3位。鈦白粉生產主要有硫酸法和氯化法2種。相比而言，氯化法鈦白粉生產方法技術比較先進，工藝流程短，自動化程度高，噸產品廢料產生量低。但氯化法鈦白粉在生產工藝、裝置和廢物處置等方面仍有一些技術問題需要吸收消化國外先進技術來加以解決。本文介紹氯化法生產R一909涂料鈦白粉車間的生產中三廢綜合利用和凈化處理的具體方法。
1 三廢治理措施
1．1廢氣治理措施
氯化鈦白生產有組織排放廢氣污染源有以下幾種。
1．1．1原料備料車間廢氣
高鈦渣在篩分、輸送、石油焦破碎以及高鈦渣和石油焦配料、干燥過程中均有含塵廢氣產生。
1．1．2氯化車間廢氣
氯化過程產生的混合爐氣經粗TiCl4沉淀過濾產生的泥漿直接噴淋冷卻后再經旋風除塵器分離出大部分粉塵，分離后爐氣進入4級噴淋冷卻塔，以冷凍鹽水間接冷卻后的粗TiCl。液體為冷卻介質，采用直接接觸急冷方式冷凝回收爐氣中的TiCl4，主要廢氣源是末被冷凝的氯化尾氣G4。氯化尾氣主要成分見表1。
氯化尾氣主要成分表1 |
由于氯化爐內含有C12和CO，因此構成了產生光氣的物質基礎，在無催化劑的情況下，沸騰氯化爐中仍有可能產生少量的光氣，由于氯化爐中的溫度為800～1000℃，而光氣在高于550℃條件下會分解，因此產生的少量光氣在氯化爐中的高溫下分解。同時C02、02、S的存在會破壞光氣的產生，生成光氣時要求CO2：CO<92：1，氯化尾氣含有較多的CO2（C02：C0約為1：2)，又沒有催化劑，氯化尾氣離開沸騰氯化爐降溫后僅產生微量的光氣，微量光氣在含氯廢氣處理設施中的水洗過程中能被迅速分解成氯化氫和二氧化碳，產生的氯化氫迅速被水吸收，因此，氯化尾氣外排出的光氣極少。這也是未見國內外四氯化鈦生產企業發生光氣污染的相關報道的原因。
1．1．3精制車間廢氣
TiCl4精制工段除釩工序冷凝器回收TiCl4時產生不凝尾氣，精餾塔塔頂在冷凝回收低沸物時連續產生不凝尾氣，2種不凝尾氣G6中均含有微量Cl2、HCl等酸性污染物，并入含氯廢氣處理系統處理。
1．1．4氧化車間廢氣
氧化工序生成的含氯尾氣G7在正常生產時經過氯壓機增壓后全部直接返回氯化爐，該氣體的氯氣(68％～79％)能夠滿足直接返回氯化工段利用的要求。
一旦氯化工段氯化爐停車，則立即啟動氧化爐的停車程序，并立即切斷氧化爐尾氯通向氯化爐的通道，含氯尾氣G7并入含氯廢氣處理裝置進行處押。
1．1．5有組織廢氣處理與排放
有組織廢氣產生、處理及排放情況見表2。
表2有組織廢氣產生、治理及排放情況 |
1．1．6廢氣無組織產生、治理、排放
廢氣污染物無組織產生、治理及排放情況如下：氯化爐排灰和排渣過程所產生的無組織排放是目前國內類似企業的主要環境問題之一？刹捎眯切烷y等除灰措施，杜絕氯化爐排灰時廢氣散排，最大限度地降低該過程無組織排放。氯化鈦白生產排灰、排渣的工藝流程見圖1。
 圖1氯化車間排灰、排渣流程 |
氯化系統在排灰和排渣時不與外界連通，爐渣和收塵灰殘留的TiCl4和SiCl4直接在渣漿罐的堿液中水解，水解產物HCl迅速被堿液吸收，少量無組織散發的HCl和C12在渣漿罐上方被收集并由抽氣系統抽至含氯廢氣處理系統進行處理，最大限度減輕了排灰、排渣中無組織排放HCl、 C12。
根據遵義市環保局對遵義鈦廠無組織排放含氯廢氣進行的現場調研結果，氯化車間含氯氣體的無組織排放主要來自循環泵、過濾器的沖洗過程，約占氯化車間無組織排放含氯氣體的80％。企業在循環泵、過濾器的沖洗過程中應注意車間的通風，減少沖洗次數，縮短沖洗時間，避免HCl、C12超過車間允許濃度范圍。
精制車間的釩渣泥漿出渣時采用密閉渣罐負壓收集，以消除含氯廢氣的無組織排放。釩渣泥漿密閉輸送回氯化車間與沉淀泥漿一起噴淋冷卻氯化爐爐氣。
液氯庫通過強化生產、設備和工藝技術的管理來確保設備完好率，降低系統泄漏。
主要廢氣無組織排放量見表3
表3主要廢氣無組織排放量 |
1．1．7開停車廢氣污染物排放及治理
開停車時產生的氯化尾氣、TiCl4精制尾氣、氧化爐含氯尾氣等采用正常生產同一凈化系統凈化后達標排放。
開、停車過程持續時間短。開車時按照含氯廢氣處理系統→氯化爐→精制工段→氧化爐，在1個工段開車正常后才開啟下1個工段，開車時的大氣污染物產生情況與正常生產時相近。停車時氧化爐和氯化爐同時連鎖停車，最后停含氯廢氣處理系統，由于停車時氧化爐產生的含氯尾氣不能進入氯化爐回用，必須通過含氯廢氣處理系統進行處理，因此停車時大氣污染物產生量略大于正常生產情況，此時氯氣供應系統切斷，處理的含氯廢氣為爐內和管道內殘留的含氯氣體。氯化鈦白生產停車時的大氣污染物產生及排放情況見表4。
表4停車大氣污染物產生及排放情況 |
1．2廢水治理措施
各類廢水產生、治理及排放分述如下：
(1)凈水循環系統排污水W1：氯化車間氯化混合氣水冷夾套、精制車間冷卻器、真空設施、公用系統空壓機組、低溫鹽水機組等運行過程中需進行間接循環冷卻，冷卻水經凈水循環水池冷卻后循環使用，凈水系統循環排污水為清下水，直接達標排放。
(2)含氯廢氣處理系統水洗流程產生的稀鹽酸WZ：含氯廢氣經循環水洗去大部分的氯化氫，產生質量分數約20%的稀鹽酸，作為副產品外售，不外排。
(3)氯化尾氣堿洗流程產生的廢堿液W3：含氯廢氣經循環堿液洗滌后產生廢堿液，連續產生，主要污染物為pH、ClO-、Cl-。由于堿液洗滌前2處理工序已除去大部分的氯化氫和氯氣，因此產生的廢堿液量少，全部用于氯化車問濕法除灰和除渣的補充堿液，最終隨灰渣漿進入工業固廢固化設施作為水泥固化配水，不外排。
(4)后處理工段鈦白粉洗滌廢水W5：后處理用脫鹽水對半成品鈦白粉進行洗滌，廢水中主要污染物為低濃度的SS、磷酸鹽和SO42-，進生產廢水處理站處理。
(5)全廠設備清洗、實驗室廢水及沖洗地坪水W6：原料庫、精制車問、準備車間、還原蒸鎦車間、破碎及包裝車間在生產過程中產生設備清潔及沖洗地坪水，問斷產生，主要污染物為pH、SS、Cl-收集進入生產廢水處理站處理。
(6)脫鹽水站酸堿廢水W7：脫鹽水站樹脂再生時將產生酸堿廢水，收集引入生產廢水處理站中和處理，作為清下水直排。
(7)全廠生產廢水處理站：采用清污分流、分類收集、分類處理的方式。含氯廢氣處理產生的稀鹽酸和廢堿液等高Cl-廢液均綜合利用，不外排也不進入全廠生產廢水處理站。其他低濃度廢水如后處理洗滌廢水、脫鹽水站酸堿廢水和全廠設備清洗入沖洗地坪水等進入全廠生產廢水處理站進行處理，達標后外排。
生產廢水處理站采取中和、混凝、沉淀等物理化學方法，廢水中主要污染物pH、SS達標后的尾水部分回用(用于地坪沖洗)，剩余部分達標排放。
生產廢水產生、治理及排放情況見表5。
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表5生產廢水產生及排放情況  |
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