白轮
陕西金泰氯碱神木化工有限公司 陕西榆林 719000
摘要：氯碱生产主要由盐水精制、电解、淡盐水脱氯、氯氢处理、废气处理、氯气液化、冷冻、盐酸、循环水组成。为减少电解过程的副反应，避免氯酸盐富集，含氯淡盐水脱氯过程中需要分解氯酸盐，降低氯酸盐浓度。降低氯酸盐含量一般采取两种方法：一种是蒸汽去除法；另一种是药剂分解法。
关键词：氯碱生产；二氧化碳；回收利用
引言
物理吸附法中，二氧化碳首先被吸附介质吸附，其中可能包括与吸附介质发生的化学反应。在回收塔中，通过降低压力或增加温度的方法使二氧化碳分离，这种方法被称为变压吸附。膜分离法是二氧化碳依靠分子通过膜结构的运动、分子粒径及电厂分布等级被分离（目前还没有工业化使用）。低温分离技术是将混合气体冷却并压缩液化，通过蒸馏使二氧化碳分离。目前低温分离技术和物理吸附法与化学吸收法相比，具有投资高、运行成本高的特点，而膜分离方法还没有成功工业化使用，因此这些技术不适用于从低浓度低压力的气体中分离二氧化碳。
1二氧化碳的危害
1.1堵塞填料塔
废气处理的工艺原理是将来自电解开停机、脱氯、液氯及充装的废氯气进行处理，从而使排放尾气达到国家要求的排放标准。反应原理是氢氧化钠与氯气反应，生成次氯酸钠，作为副产品销售。化学反应式为：
Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O
如果氯气中含有二氧化碳，二氧化碳将会和氢氧化钠反应，化学反应式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
另外氯气与水反应生成盐酸和次氯酸钠，化学反应式为：
Cl2+H2O=HCl+HClO
盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠，化学反应式为：
HCl+Na2CO3=NaCl+NaHCO3
从以上化学反应式可知，次氯酸钠的生产过程中伴随着碳酸钠和碳酸氢钠的产生，碳酸钠的溶解度比较低，为此容易产生碳酸钠晶体析出堵塔。废气处理作为氯碱生产的安保系统，采用填料塔喷淋吸收氯气，然后自流进循环槽，通过循环泵输送至填料塔顶进行喷淋，这样循环吸收。在循环吸收的过程中，填料塔内容易生成碳酸钠，碳酸钠浓度逐步提高，最后析出结晶的碳酸钠堵塞填料塔。
1.2二氧化碳回收装置的工艺流程
在中国石油有限公司广州分公司炼油部产生的二氧化碳尾气点采样分析，建立二氧化碳尾气回收档案。对广东各石化基地炼油产生的二氧化碳尾气点采集尾气样品，建立全省石化基地二氧化碳回收档案，确定各种尾气最佳回收方法，对回收的高纯二氧化碳进行规模化生产试验，构建富含二氧化碳炼油尾气回收和应用关键技术。
1.3化学吸收法
化学吸收法是通过把烟气引入到吸收塔内，在其顶部喷洒特定的吸收剂，两者在充分接触后发生化学反应，通过这一过程吸收液转变为富含二氧化碳的富液，然后将其引入到解吸塔内，将其加热到一定的温度之后，实现将富液中的二氧化碳气体释放出来，从而实现二氧化碳的分离和捕集目的，解吸出来的吸收液也可以进行循环使用[1]。
化学吸收CO2的方法也较多，有传统的MEA法、FT-1气标法、BV法、空间位阻胺法等多种方法。烟囱排放气，如：锅炉套筒窑废气、石灰窑气、高炉气、煤气、碳化尾气等具有低浓度低压力的特点。国内外低分压回收CO2主要采用MEA法。MEA法回收CO2，具有吸收速度快，吸收能力强，CO2纯度高、投资少等优点。但MEA法存在能耗高、MEA降解损失大、设备腐蚀问题等缺点。化学吸收法分离二氧化碳的工艺流程如图1所示。随着科学研究的逐渐深入，化学吸收法在捕集烟气中的二氧化碳的研究和应用日渐成熟，其中最常用的吸收液有MEA、氨等。虽然这种方式在捕集二氧化碳方面的效果较为稳定，但是在具体的应用过程中，还存在一定的问题：在烟气进入吸收塔之前需要先将其冷却降温，导致烟气余热难以回收利用，也增加了应用工艺的复杂性，增加了能源消耗；在应用过程中，吸收液的消耗量较大，而且吸收液还很可能对仪器设备造成腐蚀等消极作用；应用费用比较大；整个捕集过程需要庞大的设备，应用工艺缺乏灵活性。因此，需要对不同类型的吸收溶液的应用工艺进行深度研究，掌握其研究发展状态，从而为今后的深度研究奠定基础。
2导致次氯酸钠分解
碳酸氢钠与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学反应式为：NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O次氯酸钠在没有氢氧化钠的条件下很容易分解，分解的化学反应式为：2NaClO=2NaCl+O2次氯酸钠在生产过程中会不断分解，依《GB19106-2003次氯酸钠溶液》测定次氯酸钠溶液中游离碱含量的方法，会将碳酸钠和碳酸氢钠当作“游离碱”计算，即次氯酸钠合格时溶液中已没有氢氧化钠，所以次氯酸钠溶液就很容易分解，溶液中的有效氯含量成反抛物线形式下降，导致次氯酸钠报废。
4亟待解决的问题
考察调研广东各石化基地炼油二氧化碳尾气情况，了解各尾气大概成分组成及各基地处理尾气的措施，掌握石化基地二氧化碳尾气来源及尾气成分第一手资料；取样检测各基地二氧化碳尾气组成成分，理论分析各尾气规模捕集的技术方法和工艺条件；建立各石化基地二氧化碳尾气档案。根据前期调研的相关数据，目前只能采用理论分析的方法，对二氧化碳捕集方法和提纯技术进行规模生产试验。对实际生产中可能会遇到的问题进行分析探讨，针对问题进一步完善相关技术和工艺条件，构建集捕集，分离和提纯于一体的二氧化碳尾气处理关键技术，全面分析将此关键技术应用于实际生产，实现生产转化。
5二氧化碳的回收原理
二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠，在废气处理会导致次氯酸钠报废，但采用独立的系统回收二氧化碳就可将碳酸钠变废为宝。吸收二氧化碳还是有堵塞填料塔的问题，问题的根源是反应生成的碳酸钠浓度太高，采用低浓度的氢氧化钠和无填料的喷淋塔吸收二氧化碳，即可避免堵塞填料塔和管道。在氯碱生产系统中，利用螯合树脂的吸收作业深度除却盐水中的Ca2+、Mg2+等金属离子，得到超精盐水供电解槽使用。螯合树脂塔吸附一段时间后，需要再生处理，再生过程中会产生低浓度的氢氧化钠溶液，利用该溶液吸收二氧化碳，即可达到中水回用的效果。同时生成的碳酸钠，可在离子膜烧碱系统的一次盐水工序在粗盐水制取阶段需添加少量碳酸钠溶液（作为除Ca反应剂），可将此部分碱性废水输送至一次盐水工序化盐水收集槽，作为化盐水使用。
6注意事项
（1）主要隐患：①处理不当，肉类果蔬与干冰直接接触，温度过低会对物品由不利影响。②干冰升华过程中产生大量二氧化碳，使肉类果蔬长期处于高浓度二氧化碳环境中，产生损害。（2）应对措施：①将肉类果蔬和干冰分隔放置，防止直接接触。②设计合理的干冰添加量，使二氧化碳的浓度保持在安全范围内。
结束语
回收利用氯酸盐分解的尾气后，没有二氧化碳去废气处理，不影响次氯酸钠的产品质量，废气处理也不会出现管道堵塞的问题。可回收利用鳌合树脂塔再生后的氢氧化钠溶液，减少污水量。鳌合树脂塔再生后，低浓度的氢氧化钠溶液吸收后生成的碳酸钠和碳酸氢钠的浓度也比较低，不容易结晶堵管道。氯酸盐分解尾气的液体可回收至配水桶去化盐，回收液中含有碳酸钠，可减少化盐系统中碳酸钠的加入量
参考文献
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