含氯尾气吸收处理工艺改进

【摘 要】现有含氯尾气吸收系统虽然运行稳定，但缺点也很明显，本文通过对现今国内外的含氯尾气吸收工艺优缺点进行比较，结合企业现有生产条件，寻找到一条最适合企业的含氯尾气吸收处理工艺改进之路，为提高含氯尾气排放水平和企业可持续发展。

【关键词】含氯尾气；处理工艺；改进

0 引言

氯气在人类的生产、生活过程中用途非常广泛，特别是在化工领域它是重要的原材料，但也常常是化工生产中的附产物，因氯气有毒且具有强烈的刺激性，对人的身体健康有严重的影响，所以对含氯废气的处理和排放要求也极其严格化工生产中含氯废气的治理主要是通过湿法来净化，一般是采用化学中和法、氧化还原法等过程，对氯气进行吸收，做到综合利用。

1 氯气吸收系统及现状

现有氯气吸收系统采用湍球吸收塔，吸收塔采用塑料球作为填料，采用每两个塔串联为一组的2级吸收。前级塔吸收由排烟道引入的氯气（电解生产产生），后级塔吸收前级塔反应后的余氯。前级塔使用后级塔循环后母液，后级塔用石灰 乳作为吸收液。后级塔出口与储液室相连，接抽风机，尾气再通过排气筒排空。

现有工艺运行良好，但因各种原因，偶发超标排放事件，给企业生产经营活动还来了较为不利的影响。因此有必要对氯气吸收系统进行升级改造，进一步提高氯气排放要求，杜绝超标排放事件的发生。

2 实施氯气吸收系统工艺改进的必要性

氯气是一种有毒气体，具有刺激性气味，比空气重2.5倍。如果空庵新绕尝试超标，会对人体造成较为严重的伤害。同时随着产品生产规模的不断扩大，氯气产生量也逐渐增大，若不以更高标准的处理就直接排入大气，将会对企业的发展造成极其严重的影响。因此严于国家标准的氯气吸收系统，是公司发展壮大重要一环，有利于将来的发展。

3 工艺介绍

国内外氯气吸收与回用的主要工艺有：碱液吸收法、生产液氯法、合成盐酸法、水吸收法、溶剂吸收法，废铁屑吸收制聚合氯化铁法。几种方法及工艺比较见下表：

3.1 碱液吸收法

吸收剂主要是NaOH、Na2C03、Ca（0H）2等碱性水溶液或浆液，尾气氯气与其反应生成次氯酸盐和氯化盐。其优缺点：吸收废氯气的吸收效率高，吸收速率快， 设备和工艺流程简单，应用广泛。其主要缺点是吸收费用较高，吸收废氯气之后的产物回收利用困难，排放掉又会造成二次污染。

3.2 生产液氯法

对废氯气进行净化、干燥处理，然后冷却及加压，使氯气转化为液氯，封装钢瓶。其优缺点：仅局限于氯碱厂、有色金属冶炼厂排放的纯度高且量大的废氯气，工艺上难度大。液氯是水厂最为常用、经济、简单并效果良好的消毒剂。

3.3 合成盐酸法

废氯气经干燥、净化处理后，和氢气燃烧生成HCl气体，HCl气体溶于水或用水喷淋即成盐酸，回收盐酸后电解盐酸回收高浓度氯气。其优缺点：使氯气得以循环利用，电解时产生的H2可返回燃烧Cl2，使之生成HCl气体。合成盐酸的工艺条件要求较高，运行成本也较高。

3.4 水吸收法

氯气溶于水后，溶解的氯气与溶液中HOCl、H+、Cl-达成平衡。其优缺点：一般仅适于低浓度废氯气的回收。由于氯的溶解度有限，且在光照下容易逸出，若不回收吸收液中的氯，则同样会造成二次污染。因此，这种方法存在很大的局限，是不值得推广的方法。

3.5 溶剂吸收法

是用除水以外的有机或无机溶剂吸收废氯气，然后将吸收了氯之后的溶剂加热或减压，解吸出纯氯气，解吸后的溶剂循环使用；或者将含氯的溶剂作为生产原料用于生产过程。其优缺点：常用的溶剂为：一氯化硫、四氯化碳、二氯化碘水溶液及氯磺酸。它们都是在较低温度和较高压力下把废气中的氯气吸收下来，而后在较高的温度和较低的压力下解吸，可以得到纯度很高的液氯，使氯在闭路中循环利用。这类净化方法回收设备不太复杂，回收率很高，溶剂可以循环使用，无二次污染。缺点是这几种溶剂价格都高，有刺激性，设备及管道要严格密封，而且解吸时还需要一定的能量。所需生产成本较高。

3.6 废铁屑吸收制聚合氯化铁法

二氯化铁溶液作为循环吸收液，遇到强氧化剂（氯气）时，生成比较稳定的三氯化铁，三氯化铁再与废铁屑反应重新转化为二氯化铁。通过聚合反应器，加入催化剂和稳定剂，同时通入空气（氧气），对二氯化铁进行催化、氧化，生成聚合氯化铁（PFC）。其优缺点：聚合氯化铁（PFC）是一种新型无机高分子絮凝剂（IPF），可广泛应用于给水、排水领域，具用量少，沉降速度快，去除率高，无二次污染等优点，具有原料便宜，工艺简单，操作方便等特点。

4 工艺选择

因为原料关系，原氯气吸收系统采用氢氧化钙作为氯气吸收液，其反应式如下：

反应1：CaO + H2O = Ca（OH）2

反应2：2Cl2 + 2Ca（OH）2 = CaCl2 + Ca（ClO）2 + 2H2O

反应3：

该工艺主要产物为氯化钙。从技术经济的角度来看，采用原吸收工艺最为经济节约，但原工艺流程的反应产物主要为氯化钙溶液，市场价值极低。

结合现今国内外工艺特点和企业生产实际情况，通过综合考虑，提出工艺改进的新思路，即：控制氯气吸收系统的反应产物为漂白粉（漂白精）该产物广泛用于造纸、皮革及污水处理等工程。该思路采用“一套吸收系统，两种运行模式”，工艺改进完成后，可根据需要选择吸收液反应终产物，且以后该系统还可使用氢氧化锂吸收氯气，可以方便企业根据不同的市场情况采用不同的运行模式。即：模式一：采用原氢氧化钙吸收液（石灰浆），反应产物为氯化钙；模式二：采用原氢氧化钙吸收液（石灰浆），反应产物为氯化钙、次氯酸钙（漂白粉）；该产物可用于污水处理的深度处理工艺段，作为除磷剂、脱色剂、消毒剂。同时由于对尾气排放要求提高，在原有一级吸收塔的基础上增加两级吸收装置。

5 新工艺设计要点

首先对现有系统进行诊断，提出改进设计的方向和关键点；以氯气日产量进行设计计算；完善上述尾气吸收、处理、排放的自动控制系统；明确系统运行模式，考虑系统正常转料和故障状况下系统处理能力，系统处理冗余度不小于30%；尽可能利用现有设备及管线；尾气中氯含量排放验收标准设定，在满足低于国家排放标准值1/3的前提下，应使周界氯不可嗅。

6 改造后的工艺流程

模式一：石灰浆作为吸收液，产物为氯化钙。

含氯气的尾气一部分通过一级、二级吸收塔处理产生的物质外运或进行深加工，另一部分经过蒸汽催化剂处理进入三级吸收装置，三级吸收装置内设应急鼓风设施，加入Na2CO3或NaOH溶液，产生的吸收液可用于污水处理。

模式二：石灰浆作为吸收液，产物为漂白粉（漂白精）。

含氯气的尾气经过一二级吸收塔进入除雾室产生反应物可用于污水处理，剩余物质进入到三级吸收装置，进入高25米的新排气塔，在三级吸收装置里通过应急鼓风装置，加入Na2CO3或NaOH溶液，经过风机内的吸收装置处理产生漂白粉，用于污水处理。

7 结语

1）随着公司的发展，氯气量日益增加，对氯气吸收系统进行的升级改造，为改善氯气排放现状和周围居民生活环境，以及企业未来发展铺平了道路。

2）对氯气吸收系统进行的升级改造，结合了企业的生产现状，以提高吸收处理能力的同时，充分利用了现有的氯气吸收系统，充分节约企业资金的同时，实现了吸收效果和吸收能力的提高。

【参考文献】

[1]方度，等，主编.氯碱工艺学[J].化学工业出版社.

[2]陈马亮，刘芳.氯气处理工艺总结[J].2014.

[3]张吉兵.2套电解装置的氯气处理并网工艺[J].2014.