introductory

隨著我國(guó)化工行業(yè)的迅速發(fā)展，氯堿工業(yè)也得到了發(fā)展。但是，氯堿生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備仍然比較落后，無(wú)法適應(yīng)新的發(fā)展形勢(shì)。尤其是廢氯氣處理技術(shù)不成熟，嚴(yán)重影響了我國(guó)的 生 態(tài) 環(huán) 境 保 護(hù) 。為 了 推 進(jìn) 氯 堿 工 業(yè) 的 可 持 續(xù) 發(fā) 展 、緩 解 廢氯氣對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，應(yīng)繼續(xù)加大對(duì)廢氯氣處理方法的研究力度，從而為氯堿企業(yè)治理廢氯氣提供可靠的參考。

1 廢氯氣性質(zhì)廢氯氣是指以氯氣為主的混合氣體，屬于有毒物質(zhì)，不僅會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境，還會(huì)威脅到人們的身體健康。例如，車(chē)內(nèi)空氣中的氯氣質(zhì)量濃度不能超過(guò)1 mg/m3。如 果 超 過(guò) 這 一標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)造成人體中毒。氯堿工業(yè)是指通過(guò)電解氯化鈉溶液來(lái)制取氫氧化鈉溶液、氯氣、氫氣并以其為原料的工業(yè)，在生產(chǎn)中難免會(huì)出現(xiàn)廢氯氣。若是不能及時(shí)處理這些廢氯氣，直接將其排放到空氣中，就會(huì)造成大氣污染。當(dāng)其質(zhì)量濃度積累到一定值時(shí)，有可能引發(fā)爆炸事故。

2 廢氯氣處理方法

2.1 堿液吸收方法堿液吸收方法是指用氫氧化鈉溶液吸收氯氣，使其發(fā)生反應(yīng)，生成穩(wěn)定的次氯酸鈉、氯化鈉、水等物質(zhì)。其中，次氯酸鈉可作漂白劑。需要注意的是，該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生大量的熱。所以，要采取合適的方法及時(shí)轉(zhuǎn)移熱量，并控制反應(yīng)溫度，以免氯發(fā)生分解，導(dǎo)致廢氯氣吸收效果受到影響。另外，還需控制廢氯氣的通氯量。因?yàn)橥攘窟^(guò)大會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)的次氯酸鈉再次發(fā)生分解，生成氯氣。一 般 情 況下 ，要 保 證 氫 氧 化 鈉 溶 液 過(guò) 量 不 會(huì) 超 過(guò)1%。在 實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 ，需 要 處 理 的 廢 氯 氣 不 僅 有 各 種 極 槽 開(kāi)停車(chē)帶來(lái)的廢氯氣，還有各生產(chǎn)槽溢出的廢氯氣。例如，設(shè)置二級(jí)塔進(jìn)行廢氯氣處理，以一級(jí)塔為主塔、二級(jí)塔為保護(hù)塔，配備堿液循環(huán)槽、循環(huán)泵、冷卻器等設(shè)備。這些設(shè)備都可以吸收廢氯氣，而且，即使其中一個(gè)塔發(fā)生故障，另一個(gè)塔也會(huì)正常吸收氯氣。同時(shí)，為了保證廢氯氣裝置不會(huì)停止運(yùn)行，可加裝自控閥。除此之外，還需注意以下問(wèn)題：

（1）嚴(yán)格控制操作溫度。堿吸收廢氯氣屬于放熱反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的熱不僅會(huì)影響堿液的吸收能力，還會(huì)加速次氯酸鈉分解。因此，可采取調(diào)節(jié)冷卻器進(jìn)出口閥門(mén)的方法，控制其反應(yīng)溫度 ， 從 而 提 升 廢 氯 氣 吸 收 效 果 。

（2）時(shí) 刻 關(guān) 注 氯 氣 系 統(tǒng) 壓力。如果發(fā)現(xiàn)吸收塔進(jìn)出口真空度發(fā)生變化，就要及時(shí)檢查風(fēng)機(jī)、絲網(wǎng)捕集器以及其他設(shè)備。總之，一定要將廢氯氣系統(tǒng)壓力控制在負(fù)壓狀態(tài)，以免出現(xiàn)氯氣泄漏現(xiàn)象[2]。

（3）如果循環(huán)泵發(fā)生故障，就要及時(shí)維修。

2.2 合成鹽酸法對(duì)廢氯氣進(jìn)行干燥、凈化后，通入適量的氫氣，可合成氯化氫。氯化氫溶于水就可合成鹽酸。但是需要注意的是，廢氯氣不等同于純氯氣，不能直接用于鹽酸合成。所以，要設(shè)計(jì)完整的回收、利用工藝，提升廢氯氣的處理效果。例如，某廠(chǎng)應(yīng)用了三合一鹽酸爐對(duì)廢氯氣進(jìn)行處理，具體流程包括：首先，利用廢氯分配臺(tái)引出廢氯氣，經(jīng)過(guò)廢氯緩沖罐后送入三合一爐。然后，用原氯氣點(diǎn)燃三合一爐，待火焰穩(wěn)定后通入廢氯氣，并逐漸關(guān)閉原氯氣閥。同時(shí)，氫氣也會(huì)提前通過(guò)緩沖罐，進(jìn)入三合一爐，與氯氣接觸、燃燒，生成氯化氫氣體。接下來(lái)，氯化氫氣體和稀鹽酸混合，生成高純鹽 酸 。最 后 ，經(jīng) 過(guò) 爐 底 、液 封 罐 流 入 貯 槽 。在 這 一 過(guò) 程 中 ，未被吸收的氯化氫氣體、惰性氣體等會(huì)被水流噴射到回收塔中用于二次吸收。另外，為了提高三合一爐的安全性，可將廢氯氣管道、原氯氣管道在三合一爐進(jìn)口前連接在一起。應(yīng)用該處理方法需注意：

（1）要 合 理 控 制 廢 氯 氣 壓 力和氫氣壓力。同時(shí)，為了控制廢氯氣壓力，要及時(shí)收集其他工段的生產(chǎn)情況。

（2）控制氯氣的液化效率及廢氯氣純度。

（3）重點(diǎn)觀(guān)察三合一爐的火焰顏色。其正常顏色為青白色。若出現(xiàn)其他顏色，要及時(shí)調(diào)節(jié)，以免氫氣或氯氣過(guò)量，影響鹽酸合成的效果。

（4）在 停 爐 時(shí) ，要 緩 慢 地 減 少 廢 氯 氣 、氫氣的通入量，直到通氣量為零，才能關(guān)閉氣閥。同時(shí)，在確定火焰完全熄滅后，才能關(guān)停循環(huán)泵，但要繼續(xù)保持水流泵運(yùn)行 ， 從 而 盡 可 能 地 將 爐 內(nèi) 的 有 害 氣 體 清 除 干 凈 。

（5）為了 保 證高純鹽酸的質(zhì)量，可在尾氣塔、酸罐上使用襯膠。同時(shí)，還要嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)的操作，以免雜質(zhì)流入其中。

2.3 生成液氯法如果廢氯氣的純度比較高，則可用于液氯生產(chǎn)。液氯屬于最常見(jiàn)且價(jià)格低、效果好的消毒劑，日常消耗量非常大。這樣就可提高廢氯氣的利用價(jià)值，促進(jìn)化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的 提 升 。廢 氯 氣 合 成 液 氯 的 流 程 包 括 加 干 燥 劑 、冷 卻 加 壓 、液氯、鋼瓶封裝。這種方法只限于氯堿廠(chǎng)、有色金屬冶煉廠(chǎng)排放的廢氯氣處理。雖然從原理上來(lái)說(shuō)，可以使廢氯氣轉(zhuǎn)化為液氯，但是從工藝上來(lái)說(shuō)比較難以實(shí)現(xiàn)。而且，該工藝對(duì)廢氯氣的純度要求比較高。所以，化工企業(yè)要結(jié)合實(shí)際情況，充分考慮現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，確認(rèn)是否能應(yīng)用這種處理方法。

2.4 溶劑吸收法溶劑吸收法是指應(yīng)用除水以外的有機(jī)或無(wú)機(jī)溶劑吸收廢氯氣，再對(duì)溶劑進(jìn)行加熱或減壓等操作，從已經(jīng)吸收廢氯氣的溶劑中解吸出純氯氣。然后，循環(huán)利用溶劑，繼續(xù)進(jìn)行氯氣的吸收、處理。也可以將已經(jīng)吸收氯氣的溶劑用于再生產(chǎn)。從中能夠看出，這種處理方法比較簡(jiǎn)單、有效。最重要的是 ，可 循 環(huán) 利 用 吸 收 廢 氯 氣 的 溶 劑 。但 是 從 目 前 來(lái) 看 ，該 工 藝的成本比較高。我國(guó)尚未有關(guān)于這種工藝的報(bào)道。常用的溶劑包括四氯化碳、二氯化碘、氯磺酸等。這些溶劑主要在低溫狀態(tài)下進(jìn)行廢氯氣的吸收，然后在較高的溫度、壓力下解吸出高純度氯氣。工藝成本比較高是因?yàn)槿軇﹥r(jià)格高，且需要密封性好的設(shè)備、管道。即使溶劑可二次回收利用，其投入成本仍比其他處理工藝成本高。

2.5 水吸收法水吸收法的原理是使氯氣溶于水，形成氫離子、氯離子、次氯酸離子平衡的溶液。但是，這種方法只適合低濃度廢氯氣的處理。因?yàn)槁葰庠谒械娜芙舛扔邢蓿胰菀资艿焦庹沼绊懀霈F(xiàn)氯氣逸出現(xiàn)象。一旦廢氯氣濃度過(guò)高，水無(wú)法溶解，就會(huì)導(dǎo)致廢氯氣逸散，造成二次污染。不過(guò)，國(guó)外有在低溫、高壓狀態(tài)下回收廢氯氣再進(jìn)行加熱或減壓解吸氯氣的處理工藝。所以，化工企業(yè)要結(jié)合實(shí)際情況，靈活考慮是否應(yīng)用這種處理方法。畢竟，這種處理方法的局限性比較大，不值得大面積推廣。

2.6 廢鐵屑處理法應(yīng)用廢鐵屑處理廢氯氣的原理是讓廢鐵屑與酸洗廢液反應(yīng)，生成氯化亞鐵溶液、廢鐵屑混合溶液，然后，用強(qiáng)氧化劑進(jìn)行處理，使其發(fā)生氧化還原反應(yīng)。這樣氯化亞鐵會(huì)被氧化成氯化鐵。由于鐵屑的存在，三價(jià)鐵會(huì)再次被還原成二價(jià)鐵。接下來(lái)，就可以繼續(xù)通入廢氯氣，將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，并再次被鐵屑還原成二價(jià)鐵，如此反復(fù)，就可繼續(xù)吸收廢 氯 氣 ，實(shí) 現(xiàn) 循 環(huán) 吸 收 。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，廢鐵屑吸收廢氯氣屬于吸收凈化法。這是工業(yè)廢棄治理常用的一種方法。具體還可將其細(xì)分為物理吸收和化學(xué)吸收。其中，物理吸收的原理是利用氣體污染物在溶劑中的溶解度；化學(xué)吸收則是利用氣體污染物與其中活性成分的反應(yīng)選擇能力。應(yīng)用廢鐵屑吸收廢氯氣，不僅可以生成氯化亞鐵，還可以生成聚合氯化鐵，這種物質(zhì)比較穩(wěn)定，溫度、酸堿度的適用范圍比較廣，且可繼續(xù)用到排水工業(yè)中。由此可見(jiàn)，廢鐵屑處理廢氯氣工藝不但所需成本低，而且方法簡(jiǎn)單，可循環(huán)吸收、利用。尤其是適用于不同濃度的廢氯氣，非常適合化工企業(yè)使用。另外，生成的產(chǎn)物還可繼續(xù)利用，能有效促進(jìn)化工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

2.7 分離回收氯法分離回收氯主要指從含氯、二氧化碳、不凝性氣體等混合氣體中分離回收氯。對(duì)此，我國(guó)許多專(zhuān)家學(xué)者都進(jìn)行了研究，并取得了一定的研究成果。例如，針對(duì)含氯、二氧化碳、氧、氮、一氧化碳的混合氣體，提出了進(jìn)行混合壓縮、冷卻、全 回 流 精 餾 塔 、液 化 、加 熱 蒸 發(fā) 操 作 的 方 法 ，實(shí) 現(xiàn) 氣 體 分 離 ，進(jìn)而得到高純度氯；針對(duì)氯氣中含有少量有機(jī)雜質(zhì)的情況，可用液氯進(jìn)行氯氣洗滌的方法提純氯氣；針對(duì)氯氣中含有不凝性雜質(zhì)的情況，可采用在液化塔內(nèi)低溫處理的方法，分離氯氣與不凝性雜質(zhì)；針對(duì)含有不凝性氣體、氮、氯的混合氣體，可采用壓縮、冷卻、熱交換、再次冷卻的方式進(jìn)行氯氣與其他氣體的分離。但是這些方法也有缺點(diǎn)，化工企業(yè)要結(jié)合實(shí)際，靈活選擇分離工藝或者進(jìn)行分離工藝的優(yōu)化、改造，使其符合實(shí)際生產(chǎn)要求。

3 結(jié)語(yǔ)氯堿生產(chǎn)中的廢氯氣對(duì)生態(tài)環(huán)境、人體安全的影響非常大。化工企業(yè)應(yīng)當(dāng)高度重視對(duì)廢氯氣處理工藝的研究。從目前來(lái)看，雖然廢氯氣的處理方法非常多，但是化工企業(yè)必須結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，靈活選擇處理方法，這樣才能提高廢氯氣處理的成效，實(shí)現(xiàn)廢氯氣的回收利用，提高自身的經(jīng)濟(jì)效益。

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