离子膜法制烧碱节能技术分析论文

关键词：离子

离子膜法制烧碱节能技术分析论文（精选5篇）

篇1：离子膜法制烧碱节能技术分析论文

1离子膜法制烧碱节电技术分析

1.1节约动力电

在当下烧碱生产设计过程中，经常会出现动力电消耗现象，尤其是氯碱生产中电解槽装置的电能消耗量，尤其明显，且大部分都是来自于回流电路。因此，只有控制好电解槽的电压，使其各项指标达到基准范围才能实现生产节约目标。可以利用离子膜法制烧碱节电技术来完成，具体做法可以从以下几方面进行分析。其一，更换电解槽中氯气输送水环泵，可以选用节能型氯气压缩机来替代。其二，利用中、高压法来进行液氯生产，最大化保证节能生产效果。其三，对电解槽所释放的热量进行有效回收，进而满足氯气和氢气排放需求。其四，针对一些大型氯碱生产电器，应采用变频调速技术，来进行节电控制，并严格检测进槽盐水的各项指标，防止电压过高产生大量的电能消耗，可以采用零极距电解槽来控制电压流动状态。其五，当条件允许时，可直接将氢气输送出临界面，从而减少动力消耗，提高电流效率。最后，在适当条件下，可通过降低氯压机和氢压机出口的压力，来实现动态节能生产[1]。

1.2节约照明用电

通常，工业照明用电，主要包括：室内照明，户外装置照明，站、场照明，地下照明，道路照明等。按照国家相应的建筑照明设计标准来看，现下，氯碱工业照明用电值要远远高于基准用电参数，因此，为了实现节电生产，应将其照明系统控制在40W范围内，就可完成基本生产。

2离子膜法制烧碱节水技术分析

氯碱工业生产属于用水量较大的生产行业，据相关数据证明，普通中小型企业年用水量就可高达数百万吨以上，而大型生产企业则要用到近千万吨用水量。除此之外，氯碱工业所产生的污废水排放量也要高于其它化工生产企业，随着其企业规模的不断扩大，生产用水及水环境污染情况也在日益加剧，因此，相关企业应大力实行节水环保的生产原则，全面提升企业水资源的合理利用。首先，可以循环利用设备冷却水，使其达到跨车间、跨工段、跨岗位的利用效率，并对一些用水量较大的生产车间，实行安装冷却用水闭路循环系统，这样就可在一定程度上，达到节水目的，控制水资源浪费情况。其次，要结合季节变化，采取不同的污水处理措施，如在炎热的夏季，可将工业废污水通过蒸发技术的处理，使其幻化成可以利用的化盐，从而实现零污染、零排放的生产目标；冬季由于气温较低，为了避免机封水的冻结，可以通过加快运行泵中冷却水的传输速度和备用泵中机封水流量，来减少回水的产生，但由于其会紊乱烧碱系统中的冷却水流速，所以，在未来发展中，还需创新出更为有效的水治理方法[2]。

3离子膜法制烧碱节能降耗技术分析

通常，氯碱生产企业在进行采卤工序时，都会运用到相应的采卤设备，其在运行过程中，会产生大量的动力消耗，因此，针对这种使用现象，可以通过离子膜法制烧碱节能降耗技术来进行解决，可以通过以下几种技术措施进行处理[3]。

3.1采卤泵换型技术

在多段速采卤环节中，可以根据实际生产情况和采卤曲线图，来完善现有的采卤系统，通过泄露测试来检测其使用性能，确保其低能耗、高质量的运行效果。同时，还可以引进先进的采卤泵及其快速消除井来进行氯碱生产，这两种新型设备具有简洁的系统结构、高效的使用性能，操作起来，极为简便，且处理采卤泵内部结晶的工作效率也是高于其它采卤设备很多倍，是现下氯碱生产企业中运用率最高的生产装置。

3.2盐泥泵换型技术

一般情况下，一次盐水工序会涉及两台盐泥泵，一台作为主机、一台作为辅机。因此，在选用盐泥泵设备时，一定要确保整机、电机、及电设机的质量，使其符合生产标准，能够有效达到节能操作效果。同时还要注重搅拌叶轮的安装质量，保证水底淤渣搅拌的细密度，防止出现堆积，影响盐泥泵的正常运转。

3.3降低高压蒸汽消耗技术

高压蒸汽是离子膜法制烧碱过程中不可缺少的组成元素，但是在盐酸合成工序中的使用率，就要低于副产蒸汽合成炉，这样就会使其形成大量的蒸汽消耗。因此，为了达到节能生产效果，应利用低压蒸汽来替代高压蒸汽，这样既能促进低压蒸汽的回收利用，又可以降低高压蒸汽的消耗量，进而实现良好的节能生产目标。

4结语

随着人们环保生产意识的不断提高，我国氯碱工业生产企业，也开始在技术上进行了全面的革新，不断采用节能减排的生产装置，即离子膜法制烧碱技术，不仅有效控制了能源消耗现象，增加企业的经济效益，而且在节电、节水、节能方面，也发挥了较大的功效，使氯碱企业在提高生产效率和生产质量的同时，也实现了低能耗、低污染、低排放的节能生产目标。

参考文献：

[1]宋爱清.浅谈离子膜法制烧碱过程的相关节能技术[J]中国石油和化工标准与质量.2016(07)10-11.[2]李玉.我国离子膜法烧碱生产技术进展[J]江苏氯碱.2016(03)18-19.[3]夏碧波.氯碱工业二次盐水的腐蚀性及解决方案[D].浙江工业大学.2016(05)16-17.

篇2：离子膜法制烧碱节能技术分析论文

3.1采卤泵换型技术

3.2盐泥泵换型技术

3.3降低高压蒸汽消耗技术

高压蒸汽是离子膜法制烧碱过程中不可缺少的组成元素，但是在盐酸合成工序中的使用率，就要低于副产蒸汽合成炉，这样就会使其形成大量的蒸汽消耗。因此，为了达到节能生产效果，应利用低压蒸汽来替代高压蒸汽，这样既能促进低压蒸汽的`回收利用，又可以降低高压蒸汽的消耗量，进而实现良好的节能生产目标。

4结语

参考文献：

[1]宋爱清.浅谈离子膜法制烧碱过程的相关节能技术[J]中国石油和化工标准与质量.(07)10-11.

[2]李玉.我国离子膜法烧碱生产技术进展[J]江苏氯碱.2016(03)18-19.

篇3：离子膜法制烧碱节能技术分析论文

1.1 节电

1.1.1 节约照明用电。

以前照明灯全用自镇流汞灯 (125W) , 很容易烧坏, 更换次数频繁。为了降低成本, 节约电能, 将照明灯全部更换为节能灯 (40W) , 节能灯耐用 (可用1年) 且省电, 1年可节电20000k W·h, 电费按0.4 (kw·h) 计, 折合资金0.8万元/年。

1.1.2 节约动力电。

为减少动力电消耗, 泵回流采用变频器调节, 即把阀门节流调节改为电动机变频调速, 这样可在较高效率点下工作, 并延长了电动机和泵的使用寿命, 减少了机泵的机械磨损及检修次数, 可节电28000k W·h/a, 折合资金1.12万元/年。

1.2 节水

随着生产规模的不断扩大, 生产用水随之增加。为了减少公用工程的过多建设, 节约水资源, 提高水资源的综合利用率, 对生产水进行了充分的综合利用。

1.2.1 泵机封冷却水循环使用。

把所有泵的冷却水、真空泵的冷却水、氯气水封的溢流水、蒸汽冷凝水都收到回收罐, 并且使泵的冷却水再循环1次后才排到回水罐, 然后经泵打到合成工段的凉水塔, 做到回收再利用, 1年可节省生产水1000t, 水价格按2t计, 折合资金0.2万/年。

1.2.2 回收树脂塔再生废水。

树脂塔在再生中水冲洗、水反冲洗、7%的酸洗、水冲洗酸管、4%碱洗、水冲洗碱管等6步共产生废水约60t/d。将其引到废水罐, 经废水泵打到一次盐水工段的配水罐, 1年可节约生产水10800t, 水价按2t计, 折合资金2.16万元/年。

2 开展节能工作的具体实施情况

2.1 企业生产中存在以下管理和技术问题

2.1.1 管理问题:

(1) 隔膜烧碱蒸发装置腐蚀较严重, 存在跑、冒滴、漏现象, 蒸汽和碱损失率较大。

(2) 节能目标分解落实不到位。能源、物料消耗虽有定额管理, 但分解精细化不够, 未分解落实到班组、个人, 节能奖惩管理薄弱, 员工自主节能意识有待进一步提高。

(3) 三级能源计量器具配置不能满足分级管理要求, 配备率达不到国家标准 (能源计量器具配备GB17167-2006) 的要求。

2.1.2 节能技术应用问题:

(1) 隔膜电解槽仍有一部分为普通隔膜电解槽槽电压高、电流效率低、电耗高, 应加快改性隔膜扩张阳极的改造。

(2) 隔膜碱采用三效四体顺流蒸发工艺, 存在着高温、高压、易堵、冲刷严重、腐蚀性强等问题。因设备、管道运行时间长, 真空度低, 蒸汽消耗高, 制约隔膜碱的正常生产, 应进行隔膜蒸发的整体改造。

(3) 生产余热未加以充分利用。电解工序人槽盐水的预热采用新鲜蒸汽, 未对出槽氯气和氢气的热量加以回收利用;在合成盐酸生产过程中, 生产1t氯化氢可产生2522MJ的反应热, 利用此余热可制备蒸汽或高温热水, 可将合成炉改造成副产蒸汽或热水的合成炉。

(4) 部分电器设备未进行无功补偿, 变频技术使用少, 只有部分低压电机和高压电机采用了变频调速技术, 照明灯还未全部采用节能灯。

2.2 选取对标类型、确定目标

根据对现状的分析, 确定能效对标的类型为企业以国内先进水平为对标标杆。能效对标试点时间为2008年8月到2009年6月。范围包括氯碱分厂的化盐、盐水精制、电解、氯氢气处理、整流、电解液蒸发等工段。

2.3 能效对标活动采取的措施

对能效对标工作进行过程管理与控制。对标过程中既要比指标, 更要比能效管理的流程, 通过能效管理手段和方法的比较, 优化能效管理流程, 实现管理创新、机制创新, 达到新的能效业绩指标水平。

2.3.1 建立及时、灵活的沟通机制, 定期召开工作例会。

2.3.2 建立信息报送制度。

每月月底将对标数据报送公司能源处, 一个对标期结束后, 由能源处将能效对标数据及总结上报中国化工节能技术协会。

2.3.3 能效对标的制度管理。

完善符合公司节能工作特点和目标要求的对标管理体系, 为开展能效对标提供可靠的制度保证。制定能效对标管理标准, 加强能效对标绩效考核。规范工作程序, 确保能效对标的科学、高效。

2.3.4 在一个对标期结束后, 及时对对标期

间所采取的技术、措施和取得的成果进行总结, 并将对标总结上报中国化工节能技术协会, 由协会组织专家对对标成果进行验收。

3 经验与体会

3.1 对标经验

3.1.1 领导重视。

能效对标工作是一项由上向下推动的工作, 并且需要资金的投入。没有领导的参与与重视, 能效对标工作很难开展下去。

3.1.2 全员参与。

能效对标工作是一项长期的工作。涉及到方方面面, 需要动员全体员工参与到能效对标活动中来。提高节能意识。

3.1.3 明确责任。

在能效对标工作中要明确参与对标的各部门及有关人员的职责, 确保能效对标工作的顺利开展。

3.1.4 科学计划。

能效对标工作必须制订对标工作计划, 确保能效对标有序开展。在进行了现场对标后, 通过对标现状分析, 找出差距、分析原因、制订措施, 分阶段提出工作内容, 确定完成时间及责任单位。

3.1.5 落实到位。该公司共制定节能措施9项, 目前有2项措施正在实施中。

3.2 对标体会

对标指标并不限于能耗指标, 原材物料消耗、产品质量指标、关键工艺参数和操作指标都可拓展为对标指标。因此开展对标活动不但可以深层次挖掘企业的节能潜力, 提高企业的能源利用效率, 而且还可以进一步推进企业质量管理体系、环境管理体系和职业健康安全管理体系建设, 提升企业管理水平。

开展对标活动为企业开创了一个信息交流的平台, 通过开展能效对标活动, 企业增加了与同行业、先进企业和行业专家沟通、交流的机会, 通过沟通与交流, 企业借鉴先进经验, 促进了企业科技创新, 提升了企业核心竞争力。

3.3 膜法盐水处理

膜分离是在20世纪初开发, 20世纪60年代后迅速崛起的一项分离新技术, 兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能, 又有高效、节能、环保、分子级过滤过滤过程简单、易于控制等特征, 依据膜孔径不同可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜, 根据材料不同可分为无机膜和有机膜。膜分离的优点:在常温下进行, 无相态变化, 无化学变化, 选择性好, 适应性强, 膜法盐水精制操作稳定, 自动化控制程度高, 盐水质量高。该工艺适合新建和改建氯碱装置采用, 是盐水精制技术的发展方向。

结语

随着科学技术的发展, 技术水平迅速提高, 新技术、新工艺层出不穷, 良好的离子膜烧碱生产系统为高电流密度电解槽的使用打下基础;国家产业政策要求氯碱行业向着清洁文明方向发展, 节能和减排同时作为企业经营考核的指标, 都将促进技术的创新与应用。

摘要：工艺离子膜烧碱生产对国内的市场进行全面发展, 为了提高产品的市场竞争力, 降低生产成本, 创造最佳工艺条件, 生产企业必须增强自主创新能力, 积极研发节能减排新技术, 保护环境, 努力实现稳定、快速、持续的发展。

关键词：生产工艺,离子膜烧碱,节能,生产系统

参考文献

[1]经建生, 马恒, 倪照鹏, 等.建筑设计防火规定[M].北京:中国计划出版社, 2006.

[2]化学工业部.爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范[S].北京:中国计划出版社, 2000.

[3]王世荣.离子膜烧碱生产[D].淄博:淄博职业学院, 2009.

[4]丁起.离子膜法制烧碱的生产工艺综述[D].荆州:长江大学化学与环境工程学院, 2007.

篇4：离子膜法制烧碱节能技术分析论文

第三章

工程分析

一、现有工程工程概况及污染源调查

（一）产品及规模

现有工程主要产品及生产规模为：

烧碱30000t／a，液氯18000t／a，盐酸21000t／a。

（二）生产工艺

该厂现有３万吨／年烧碱装置为金属阳极隔膜电解法，其工艺过程主要包括化盐、电解、氢处理、氯处理、液氯、碱蒸发、盐酸等工段。

1、盐水工段

盐水生产是将原料盐溶解成饱和的氯化钠溶液，并经精制反应、澄清、过滤、中和等过程使之成为电解所需的合格的精盐水。在盐水生产过程中，排放物主要是盐泥。

2、电解工段

将化盐工段送来的精制盐水连续均匀地分别输入各个电解槽，在直流电的作用下，盐水被电解生成H2、Cl2、NaOH溶液。

在阳极上产生的氯气经氯气管送至氯气处理工序；在阴极上产生的氢气导入氢气管送至氢气站，电解液自阴极箱导出管导出，流入电解液总管，送蒸发工段。反应原理为：

阳极反应：2Cl－2e

→

Cl2

阴极反应：2H2O＋2e

→H2↑＋2OH-

Na+

＋OH－→

NaOH

总反应式：2NaCl＋2H2O＝2NaOH＋Cl2↑＋H2↑

由上述食盐水溶液电解反应式可知，电解过程中每生成一吨100％NaOH电解液，可同时产生0.886吨氯气及0.025吨氢气，需要折合100％NaCl1.461吨。

3、氢气处理工段

自电解工段来的80～90℃的高温氢气通过冷凝，除去所含水份，再用罗茨鼓风机加压送入氯化氢合成工段。

4、氯气处理及液氯工段

由电解来的80～90℃的高温氯气首先经过冷却，然后经三组并联的泡沫干燥塔，在塔板上与溢流下来的浓硫酸呈泡沫状充分接触，氯气中的水份被浓硫酸除去。

冷却时产生的含氯废水，现有装置直接排全厂循环水池。

由氯气处工序来的压缩氯气，经液化机组以氨制冷，将氯气在低温下液化，冷凝下来的液氯进入计量槽和液氯贮槽，并灌瓶包装出售，液化尾气送盐酸工段。

5、电解液蒸发工段

来自电解工段的电解液含碱浓度只有10％左右，把电解液用泵送入三效蒸发器，经过蒸发，碱液被浓缩至32-35％，然后进行冷却、配碱，分配合格的碱用泵送入碱栈台。

6、盐酸合成工段

反应式：H2+Cl2=2HCl

自氯氢处理来的氯气和氢气分别进入各自的缓冲器，再经各自的阻火器后，进入合成炉反应，生成的氯化氢气体由顶部加入的来自尾气吸收塔的稀盐酸吸收，再冷却制成盐酸，未被吸收的氯化氢气体经尾气吸收塔用水吸收，生成稀盐酸流入合成炉，剩余尾气由水喷射泵抽走。制成的盐酸送入成品酸罐出售。

工艺流程见图3－1。

图3－1

工艺流程图

（三）主要原辅材料及能源消耗

主要原辅材料及能源消耗消耗情况见表表3－1。

表3－1

主要原辅材料及能源消耗一览表

序号

材料名称

单位

消耗量

来源

吨NaOH耗

年耗

１

原盐

1.67

5×104

外购

２

碳酸钠

0.023

700

外购

３

浓硫酸

27×104

外购

４

煤

0.85

2.55×104

外购

５

水

28.8

86.4×104

自采

６

电

Kwh

3100

9300×104

外购

（四）主要生产设备

表3-2

主要生产设备一览表

序号

设

备

数

量

化盐桶

２

道尔澄清桶

２

隔膜法金属阳极电解槽

氢气冷却塔

２

Ⅰ段钛冷却器

２

Ⅱ段钛冷却器

１

泡沫干燥塔

３

筛板干燥塔

１

氯压机

６

三效蒸发器

１

浸没蒸发器

３

闪蒸蒸发器

１

双级氨压缩机

３

合成炉

４

15一、二级吸收器

４

锅炉

４

（五）给排水

1、给水

该厂现有深井４眼，包括两眼400米深井，600米和800米深井各一眼，供水能力为180m3／h，实际供水110m3／h。

2、排水

该厂各工段废水全部进入废水处理池处理后，大部分循环使用，20m3／h废水排入厂外排干渠，干旱季节基本上被渗漏、蒸发，雨季可与雨水混合经由老黄南排干入海。

（六）供电、供热

公司电源引自距离1.5公里处的黄骅110KV变电站，厂内现有35KV变电站一座，动力变压器二台，总计4000KVA，整流变压器二台，总计15902KVA。

厂内现有20t／h蒸汽锅炉和10t／h蒸汽锅炉各两台，各开一备一，均燃用大同烟煤（低位发热值24000kJ/kg，灰分4－16％，全硫分1.5％），每天耗煤80吨。

（七）污染源调查与监测

1、废水（废液）

现有装置外排废水主要是氯处理工段产生的氯水、电解工段修槽工序产生的洗槽水、电解液蒸发工段产生的蒸发废水等，各工段废水全部汇入废水处理池（循环水池）絮凝沉淀后，回用工艺，废水处理池污水排放量为20m3／h。

氯处理工段产生废硫酸，浓度78％，产生量360t/a，出售给有关单位利用。

现有工程主要废水排放及治理措施见表3－3。

表3－3

现有工程主要废水排放及治理措施

名称

来源

污染物

mg/L

排水量

排放方式

处理措施

氯水

氯处理

活性氯

8234

0.5

m3/h

连续

排循环水池

洗槽水

修槽工序

227

m3/d

间断

排循环水池

循环水池中的水溢流外排，排水口废水流量为20

m3/h。根据监测，厂排水口废水中pH：11.4，SS:212mg/L，活性氯:36.4mg/L，皆超过《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》（GB15581-95）中的二级标准；

CODcr:138mg/L，符合《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中表4的二级标准。

全厂废水排放量为160000

m3/a，按照年产30000吨烧碱计，吨产品排水量为5.3m3/t，符合《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》。

2、废气

正常生产时，电解工段电解槽排放的含氢废气部分回收，部分直排大气；盐酸工段氯化氢尾气经尾气吸收塔吸收后，经15米排气筒排放。

液氯生产过程中由于泄漏等原因造成氯气的损失一般为0.1-0.2kg/t液氯；0.5m3/h高浓度氯水中50％的氯挥发进入大气，气态氯排放量为1.7kg/h。这两类氯气属面源无组织排放。

非正常生产时，电解槽开停车过程中及氯气系统事故状态下产生的废氯气，目前经由氯气管道上的水封外排。

辅助工程废气主要是锅炉烟气，该厂现有20t／h和10t／h蒸汽锅炉各两台，20t两台锅炉采用水膜除尘器，公用烟囱高30米；两台10吨锅炉各采用文丘里水膜除尘器，两烟囱各高25米。

废气污染物排放情况见表3－4。

表3－4

现有装置废气排放情况

污染源

处理前

处理措施

处理后

效率

高度

排气量

m3/h

浓度

mg/m3

排气量

m3/h

浓度

mg/m3

20t

锅炉

35140

SO2

2049

麻石水膜除尘器

38654

SO2

1332

烟尘

2134

烟尘

249.3

88.3

10t

锅炉

17880

SO2

2013

文丘里水膜除尘器

20563

SO2

1168

烟尘

2097

烟尘

239.4

88.6

HCl

尾气

－

尾气吸收塔

1050

99.8

电解氢气

1632

H2:62500

部分回收

多余排放

500

H2:62500

利用70

事故氯气

<1100m3/次

Cl2

950893

(60%)

水封吸收

无组织排放

基本不变

微

氯气无组织排放量

2.04kg/h

由表3－4可以看出，电解氢气只利用了70％，其余皆放空；

氯化氢合成尾气排放速率为0.022kg/h，符合《大气污染物综合排放标准》》（GB16297-1996）。

在调查监测期间,氯气无组织厂外监控点浓度低于《大气污染物综合排放标准》。

由于事故氯气没有得到有效的处理，一旦事故发生，由于氯气的溶解度较小，管道水封几乎起不到任何作用，将造成大量氯气的外泄，引起环境污染，对厂区及附近居民或农田造成危害。

10t/h锅炉烟气经文丘里水膜除尘器除尘和脱硫后，烟尘及SO2符合《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-91），但排放高度不达标，其高度应大于40米。

20t/h锅炉烟气经麻石水膜除尘器除尘和脱硫后，烟尘符合排放标准，SO2不达标，排放高度也不达标，其高度应大于45米。

3、废渣

盐水工段产生的盐泥，排放量为1680t／a，其中含NaCl9％、泥沙61％，目前排入废水处理池沉淀后，定期捞出沉淀物送盐泥池堆存；

漂白液废渣，产生量300t/a，主要成分为Ca(OH)2，漂白液废渣经压滤后用来铺路；

锅炉燃煤产生大量炉渣及除尘后的粉煤灰，产生量为5938t／a，粉煤灰、炉渣一起卖给用户烧砖。

废渣排放见表3－5。

表3－5

废渣排放一览表

序号

产生源

主要成分

产生量（t/a）

处置措施

盐水工段盐泥

泥沙、NaCl

1680

堆存

漂白液废渣

Ca(OH)2

300

铺路

锅炉粉煤灰

5938

出售

4、噪声

厂内噪声源主要来自各种泵、罗茨鼓风机、氨压缩机等。主要噪声源见表3－6。

表3－6

主要噪声源

序号

噪声源

排放方式

声压级dB(A)

降噪措施

氯压机

连续

室内布设

氢压机

连续

室内布设

纳氏泵

间断

室内布设

锅炉引风机

间断

隔声

厂区内高噪声设备较多，大部分设备位于车间内部，且厂区较大，厂界噪声经监测大部分点位符合《工业企业厂界噪声标准》，只有厂区西南角处厂界噪声夜间为56.1dB（A），超过标准值1.1dB，主要是锅炉房噪声所致。

（八）现有环保措施

根据1989年黄骅氯碱厂委托天津大沽化工厂设计所编制的《华北制药厂黄骅氯碱分厂1万吨/年烧碱改造扩建工程初步设计（环境保护篇）》，以及1991年7月1日编制的《华北制药厂黄骅氯碱分厂年产3万吨烧碱扩建项目工程可行性研究报告》，氯碱厂目前应有以下环保措施：

1、废水处理措施

（1）废氯处理设施，包括脱氯塔和漂液设施，氯水先经脱氯塔脱氯后，氯气回工艺，废氯水生产漂白液。

目前本装置未设脱氯塔，氯处理产生的氯水直排下水道，汇入循环水池；现有漂液装置的氯源为液氯工段的废氯。由于氯水中活性氯浓度极大，仅仅由于稀释的原因使得排水口浓度降低，但仍超标。

（2）修槽废石棉绒过滤池，修槽时含石棉绒的冲洗水经沉淀过滤，加以回收，外售作石棉瓦。

目前电解车间未设石棉绒过滤池，造成电解车间排水中石棉悬浮物浓度较高。

（3）废水处理（中和）池，各车间排出的废水通过下水道汇集在废水处理池中，通过检测pH值，适量加入酸碱，调整pH值，达到国家排放标准。

该厂现有循环水池一套，总面积13000m2，全厂所有废水都汇集于此，经沉淀，澄清后回用全厂循环水系统。水位高出一定水平时，池水溢流外排。

循环水池的利用提高了全厂水循环利用率，同时外排水经过较长时间的沉淀也在感官上较澄清。循环水pH值每天由环保科监测，但只考虑到工艺的满足条件，外排水碱性较大，超标严重。

2、废气处理措施

（1）开、停车氯气处理措施，开停车时由于设备内有空气存在，氯气的纯度较低，全部送漂液工段处理。

漂液装置与电解装置正处于厂区的对角位置，废氯输送较困难，并且漂液装置也并未用于事故氯气的处理。事故状态氯气由于压力升高会从氯气总管上的水封泄漏，以保证后续工段的安全，水封对氯气的吸收相当有限，基本上起不到吸收作用，因此该厂发生过氯气泄漏事故。

（2）HCl合成工段的HCl尾气吸收装置，吸收不完全的尾气经排气筒排放。

装置运行良好。

（3）蒸汽锅炉（20t）配备花岗岩水膜除尘器，烟筒直径1.8米，高30米。

目前10t/h及20t/h蒸汽锅炉的除尘装置已具备，但除尘器脱硫效率有限，致使20t/h锅炉烟气SO2浓度超标。

3、废渣的处理措施

（1）盐泥板框压滤机装置，盐水工段排放的盐泥经压滤后运至海边掩埋。

目前盐泥水直接排入循环水池，经沉淀后，将盐泥捞出，排入盐泥池堆存。

盐泥水排入烧碱废水不符合《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》，造成循环水及外排水悬浮物及全盐量较高。

（2）锅炉排放的炉渣（灰）出售。

（3）漂洗废渣出售。

4、厂区绿化

绿化面积25.16亩，占厂区面积的18.5％。

厂区绿化面积较小，远未达到原设计要求。

5、环保机构

设置安全环保科，分管环保三人。

有专门的环保科，机构健全，人员较多，但职能不健全，环保工作在全厂工作中没有得到应有的重视。

以上措施部分已得到落实，未落实的措施应在拟建工程建设过程中进行落实，并作为工程验收项目。

二、拟建项目工程分析

（一）工程概况

1、项目名称

沧州大化集团有限责任公司１万吨／年单极式离子膜烧碱技术开发。

2、项目性质

扩建。

3、产品及生产规模

产品品种、项目规模及商品量见表3－7。

表3－7

产品品种、项目规模及商品量

序号

产品品种

项目规模(t/a)

商品量(t/a)

32％离子膜烧碱

(折100％NaOH)

10000

9891

液氯

5800

31％高纯盐酸

10000

8350

拟建项目完成后，全厂氯的产耗对照见表3－8。

表3－8

氯产耗对照表

序号

装置名称

规模

t/a

单耗(产)

氯

产氯量

t/a

耗氯量

t/a

备注

隔膜法烧碱

30000

0．886

26580

原有

离子膜烧碱

10000

0．886

8860

新增

液氯

30000

1.005

30150

原有

液氯

10000

1.005

10050

新增

高纯盐酸

10000

0.31

3100

新增

工业盐酸

30000

0.31

9300

原有

合计

35440

52600

全厂氯加工能力大于产氯量，可保证氯碱生产系统安全生产。

4、工程投资

项目总投资4941.4万元，新增环保投资240.2万元，占拟建工程投资的4.9％。

5、占地面积

在现有工程原厂址就地建设，无需征地，装置占地面积3850m2。

6、劳动定员

新项目完成后，需新增各类人员140人，均在本公司内解决。

7、生产时间

拟建工程与现有工程相衔接，年生产时间8000小时。

（二）生产工艺

离子膜烧碱工艺与现有隔膜法烧碱工艺主要区别在于电解工艺，氯氢处理、高纯盐酸、液氯等工段仍采用现有工艺和装置。新上电解工艺主要包括二次盐水精制、电解及淡盐水脱氯。

1、二次盐水精制

现有装置生产的一次盐水经涂有α－纤维素的烧结炭素管过滤器除去悬浮物后，再经螯合树脂塔离子交换去除盐水中的钙、镁、铁等重金属离子，制成合格的二次盐水。

离子树脂的再生采用配制好的高纯烧碱和高纯盐酸，再生产生的酸碱废水，经中和后排放。

2、电解

二次精制后的盐水用纯水调节NaCl含量为305±5g/l后，送入阳极液循环槽中与淡盐水混合，用高纯盐酸调节pH值为2.5-3后泵入电解槽阳极室，在直流电的作用下，被电解成氯气。

在阳极液循环槽中，氯气从淡盐水中分离出来，送入氯气处理工序，一部分淡盐水在电解槽阳极室和阳极液循环槽之间循环，另一部分淡盐水送脱氯塔。

在电解槽阴极室，电解产生阴极液和氢气，一部分阴极液在电解槽阴极室和阴极液循环槽之间循环，另一部分阴极液作为成品碱，冷却后送到贮罐，出售给用户；氢气从阴极液循环槽内从阴极液中分离出来，送入氢气处理工序。

3、淡盐水脱氯

由阳极液循环槽来的淡盐水，加入盐酸调节pH为1-1.5，送脱氯塔顶部与塔底吹入的空气逆流接触，脱除其中大部分的游离氯，脱氯后的淡盐水游离氯含量为5-10mg/L，加烧碱调节pH值后，加入亚硫酸钠除去残留的游离氯，脱氯后的淡盐水送一次盐水工序。

淡盐水脱氯工段脱除的废氯气汇入湿氯气总管。

单极式离子膜烧碱生产工艺流程及排污节点见图3－2。

图3－2

单极式离子膜烧碱生产工艺流程及排污节点图

（三）主要原辅材料及动力消耗

主要原辅材料消耗及动力供应见表3－9。

表3－9

主要原辅材料及动力消耗

序号

材料名称

单位

消耗量

来源

吨碱耗

年耗

原盐

1.5

1.5×104

外购

亚硫酸钠95％

1.5

1.5×104

外购

α-纤维素

0.3

3000

外购

螯合树脂

0.016

160

外购

硫酸98％

9×104

外购

高纯盐酸31％

165

165×104

本厂

纯水

10.4

10.4×104

本厂

高纯碱31％

18.7

18.7×104

本厂

离子膜

0.01

外购

交流电

Kwh

1800

1800×104

电网

直流电

kwh

328

328×104

本厂

蒸汽

0.72

7200

本厂

工艺空气

Nm3

20×104

本厂

仪表空气

Nm3

66.4

66.4×104

本厂

（四）主要生产设备

本项目主要生产工艺生产装置为1万吨/年离子膜电解装置，包括纯水制备、二次盐水精制、电解及淡盐水脱氯等装置设备。其他皆在原装置基础上填平补齐：

氯处理工序增加氯气泵、硫酸干燥、气液分离等设备；

氢处理增加氢气泵、泵后冷却器等设备，提高氢气处理能力；

液氯工序增加冷冻机、液化槽等设备；

盐酸工序增加三合一合成炉，增加高纯盐酸相应装置；

新增主要设备见表3－10。

表3－10

新增主要设备一览表

序号

设备

规格

数量

备注

管式过滤器

壳Φ1100×4600

过滤面积6m2

壳体2万吨/年

过滤1万吨/年

螯合树脂塔

Φ1100×4600

树脂1380mm

离子膜电解槽

BMC-2.5型

单台年产1099吨

阴极液循环槽

阳极液循环槽

碱液贮槽

淡盐水贮槽

脱氯塔

阳离子交换器

Φ1000×4050

001×7树脂

阴离子交换器

Φ1000×4365

201×7树脂

混合离子交换器

Φ800×3750

001×7及201×7

（五）给排水

1、给水

本装置建成后，全厂新鲜水用量为131m3／h，循环水用量为654m3／h,循环水利用率80％；拟新增2眼新井，以满足需要。

现有循环水池系统容积为13000m3蓄水能力尚有余量，可满足本工程需要。

拟建工程建成后，全厂水量平衡表见表3－112、排水

生产中所产生的废水全部排入循环水池，絮凝沉淀后，循环使用，外排废水22m3／h；废水沿目前排水路线经排水渠汇入老黄南排干。

3、水平衡

拟建工程建成后，全厂水平衡见图3－3。

表3－11

全厂水量平衡表

单位：m3/h

序号

装置名称

新鲜水

脱盐水

耗水量

排水量

循环水

二次盐水精制及氯氢处理

40(进烧碱)

2(蒸发)

590

工业盐酸及高纯盐酸

0.5

4.5(进盐酸)

整流

2.5

2.5(损失)

锅炉

30(进蒸汽)

纯水站

13(进工艺)

其他

4(损失)

合计

123

96(损失)

654

循环水池

排入水40

系统补水8

26(蒸发)

654

（六）供电、供热

拟建项目在现有电源基础上，需再上一路35KV电源进线，距离公司2.5公里处有一220KV变电站一座，可为氯碱厂35KV变电站提供另一路电源，完全可以保证1万吨/年离子膜烧碱装置用电。

现有锅炉开2备2，供汽尚有余量，新项目投产后，现有4台锅炉仍然开2备2,可满足需要。年新增耗煤量1000吨。

图3－3

水平衡图

（七）主要污染物排放情况及治理措施

1、废水（废液）

拟建工程建成后，新增主要废水为：二次盐水精制工序离子交换树脂再生时产生的酸碱废水及纯水站离子交换树脂再生产生的酸碱废水，排放量8m3/h，自中和后排全厂废水处理池。

其他装置废水在原基础上有所增加，处置方式采用现有（或应有）措施，处理能力不足时，增加相应设施。

新增氯气干燥产生的废硫酸排放量为120t/a，仍然作为副产品回收。其他主要新增废水排放及处理情况见表3－12。

表3-12

主要新增废水的排放及治理

序号

名称

污染物

排放量

m3/h

排放方式

处理措施

螯合树脂塔及纯水站再生废水

盐类

间断

中和后排入废水处理池

氯处理氯水

Cl2

0.5%

0.2

连续

脱氯后排入废水处理池

经处理后，废水排放总量为40m3/h，汇入废水处理池后，大部分回用，22m3/h由全厂总排水口外排。

全部氯水经脱氯塔脱氯后，其中的活性氯一般可脱除90％，则活性氯浓度为820mg/L。按照厂排水口排水量推算，厂排水口活性氯浓度为26.1

mg/L。符合《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》混合排放废水标准。

落实修槽废石棉绒过滤池，将使电解车间排水中石棉悬浮物浓度降低。盐泥水不排废水处理池，改排盐泥池处理，也会降低废水中悬浮物的浓度。这样处理后，废水中悬浮物可低于147mg/L。符合烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》混合排放废水标准。

拟建工程建成后，由于盐泥水及修槽水的处理可使全厂排水口CODcr浓度降低10％，为124

mg/L。符合《污水综合排放标准》。

全厂废水排放量22m3/h，吨产品排水量4.4t。符合《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》。

2、废气

拟建工程建成后，废气排放位置不变。

采取氯水脱氯后，氯气的无组织排放基本上只是液氯生产过程中由于泄漏等原因造成氯气的损失，排放量为0.34kg/h。

20t/h锅炉麻石除尘器及10t/h锅炉文丘里除尘器除尘效率尚有提高的余地，应通过大修及改进结构使除尘效率达到一般水平（92％－94％）。两种除尘器脱硫效率已达到较高水平，要进一步降低SO2排放量，使之达标排放，可采用碱性水脱硫；由于全厂碱性水排放较多，如三效蒸发器排放的碱性蒸发水，甚至全厂循环水池的碱性水都可以提高脱硫效率，脱硫效率可提高10－15％，因此，应以废治废，采用碱性水脱硫，使SO2达标排放。

同时20t/h锅炉烟筒高度提高至45米；10t/h锅炉烟筒高度提高至40米。

增加事故氯气处理装置，杜绝事故状态大量氯气的泄漏。

离子膜烧碱装置投产后，废气排放情况见表3－13。

表3－13

废气排放状况一览表

污染源

处理前

处理措施

处理后

效率

高度

排气量

m3/h

浓度

mg/m3

排气量

m3/h

浓度

mg/m3

20t

锅炉

35140

SO2

1639

用碱性水运行

麻石水膜除尘器

38654

SO2

1065

烟尘

2134

烟尘

239.3

10t

锅炉

17880

SO2

1610

用碱性水运行

文丘里水膜除尘器

20563

SO2

934

烟尘

2097

烟尘

230.6

HCl

尾气

尾气吸收塔处理

1400

99.8

电解氢气

2200

H2:62500

部分回收

多余排放

670

H2:62500

利用70

事故氯气

<1100m3/次

950893

事故氯气处理装置

大部分氯气被吸收，其余装置顶部排气筒排放

氯气无组织排放

0.34kg/h

各种尾气采取相应的措施后，除事故氯气外，其余皆能达标排放。

3、废渣

拟建工程将新增过滤盐泥间断排放，新增排放量570t/a，排放总量变为2250t/a，送现有一次盐水工段回收NaCl，然后经板框压滤机压滤后，干盐泥送海边掩埋。

锅炉粉煤灰新增排放量300t/a，排放总量变为6238t/a，出售处理。

漂液生产改产NaClO，因此不再有漂液废渣排放。

4、噪声

连续噪声主要来源于氨压机及其它各种机泵，新增主要噪声源见表3－14。

表3-14

新增主要噪声源

序号

工段

噪声源

声压级

dB(A)

运行

台数

排放

方式

二次盐水及电解

精制盐水泵

连续

电解

烧碱液泵

连续

二次盐水电解

鼓风机

连续

氯处理

氯压机

连续

氢处理

氢压机

连续

对新增高噪声设备采取多种隔声、消声措施，使噪声对工人及外界的影响减小。

同时对现有锅炉风机靠近厂界一侧增加隔声墙，可使噪声降低10－20dB，保证厂界噪声达标。

第四章

大气环境质量现状及影响评价

四、卫生防护距离的计算

源强参数：Cl2无组织排放量为0.34kg/h，属面源排放。

卫生防护距离计算公式采用《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》（GB13201－91）中的公式，即：

Cm－标准浓度限值（mg/m3）

L－工业企业所需卫生防护距离（m）

r－有害气体无组织排放源所在生产单元的等效半径(m),根据生产单元的占地面积S(m2)计算，r=(S/p)0.5。

A、B、C、D－卫生防护距离计算系数，无因次。由《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》（GB13201－91）中表5查取。

Qc－有害气体无组织排放量可以达到的控制水平（kg/h）。

Qc取0.34kg/h，S为1000m2。

Cm为0.10mg/m3（一次浓度限值）时，A、B、C、D分别取470、0.021、1.85、0.84。

Cm为0.03mg/m3（日均浓度限值）时，A、B、C、D分别取350、0.021、1.85、0.84。

按照一次浓度限值计算本项目的卫生防护距离为200米，按照日均浓度浓度限值计算本项目的卫生防护距离为400米。

考虑目前到周围存在居民定居点，确定卫生防护距离为400米，从电解工段和氯处理工段的边界算起，目前新立村尚在卫生防护距离以外，今后在此距离内应禁止建设居民定居点。

第七章

环保措施可行性分析

一、废水（液）处理措施可行性分析

（一）再生废水的处理

在二次盐水精制过程中，离子交换树脂塔二台串联使用，相互切换，轮流再生，再生产生的酸碱废水，先经工段中和后排入全厂废水处理池。纯水站生产工艺为阴阳离子交换，离子交换树脂的再生，采用高纯盐酸和高纯烧碱，酸碱废水工段内中和后排厂废水处理池。

由于二次盐水工段进水为较清净的一次盐水，纯水站进水为新鲜水，所含杂质均较少，通过离子交换树脂去除的为钙、镁、铁等金属离子，所以再生废水中主要污染物为盐类，属于清净下水，工段内酸碱中和后经全厂废水处理池外排是可行的。

以上两种酸碱水，在工段内中和时，由于存在酸碱不平衡的情况，为减少酸或碱的用量，结合全厂各股用排水水质情况，当酸过量时，可引全厂循环水池中的水进行稀释，稀释后直排循环水池，可对降低循环水池的pH值有一定的积极作用；当碱过量时可引碱性水排锅炉房湿式除尘器的循环水池，增加除尘水的碱性，提高除尘器的脱硫效率。

（二）氯处理工段氯水处理

电解产生的高温氯气经钛管冷却器冷却时，产生含氯废水，送脱氯塔脱氯，脱出的氯气送氯气总管。

采用脱氯塔脱氯是目前各氯碱厂的通常做法，拟建工程建成后，对全厂的所有氯水也采用脱氯塔脱氯，脱氯原理是氯气总管的热量加热氯水，减小氯在水中的溶解度，同时用风机将逸散出来的氯气送走，低浓度氯水排放。

目前国内各隔膜法电解生产厂含氯废水的原始浓度一般在6－16g/L之间，设有专门脱氯装置的生产厂含氯废水中活性氯排放浓度在700－800mg/L之间（排放标准的确定原则是以最佳治理水平710mg/L除以氯水稀释倍数）。通过脱氯，一方面回收了部分氯，另一方面有效减少了活性氯的污染。

（三）修槽废水处理

目前国内各生产厂对修槽水的处理一般有以下方法：重力沉降技术、加压过滤技术、真空过滤技术、过滤池砂滤技术、石棉绒回收及废水循环利用技术。各项技术处理后石棉浓度一般都能控制在200mg/L以下，同时回收石棉。

修槽废水目前直排废水处理池，使石棉绒全部混入全厂废水中，根据氯碱厂修槽水的排放量，可采用原隔膜法烧碱设计方案中的沉淀处理方式，使修槽时含石棉绒的冲洗水经沉淀过滤，回收石棉后，过滤水再排全厂废水处理池。回收的石棉绒外售给有关用户综合利用。

（四）全厂废水处理

各车间排出的废水通过下水道汇集在废水处理池中，通过平流沉降，部分排污后，澄清水作为循环水补充水。

通过对现有工程的废水污染源监测可知，废水碱性较大，悬浮物浓度较高。

为控制外排水的pH值，应在全厂废水处理池出口处设置废水pH值调节池，装置自动监测、调节pH值的装置，使排放水pH在6－9之间。

氯碱厂废水中悬浮物主要来自盐泥水的排放，当废水中排入盐泥水时，悬浮物浓度很高，降低悬浮物的有效措施是采用板框压滤技术，滤出液回用，实现干排盐泥。盐泥水与其他废水不混合后，可使悬浮物浓度大为降低，符合排放标准。

（五）废硫酸处置

氯气干燥塔产生的废硫酸，浓度为78％左右，排放量60kg

/h，作为副产品回收后出售，目前该厂有稳定的废硫酸用户，出售是可行的。

二、废气处理措施可行性分析

（一）含氢废气处理

正常生产时，电解工段电解槽排放的含氢废气部分回收，部分直排大气。

氢气性质稳定，无味、无毒，对大气环境的影响较轻。

按理论计算，每年生产10000吨100％NaOH可产生247t氢气。以年产8350t31%的盐酸计，需氢气约71吨。因此60％以上的氢气流失。

建议企业增加氢气回收装置，减少过多氢气的逸散。

（二）脱氯废气处理

淡盐水脱氯工段脱除的废氯气汇入湿氯气总管；氯气处理工段废氯水脱出的氯气也汇入湿氯气总管回收利用；以上措施工艺上成熟可行，同时减少了废氯的外排。

现有液氯工段灌瓶排放的废氯气全部送漂液工段生产漂液，拟建工程建成后，将改产NaClO，生产工艺简单，无固体废物产生。

（三）合成尾气处理

高纯盐酸工段氯化氢尾气吸收塔排放的残余尾气，经二级水吸收后，排尾气吸收塔处理后经15米排气筒排放。

HCl处理装置示意图见图7－1。

图7－1

HCl处理装置示意图

HCl气在水中的溶解度很大，在0.1Mpa状态下，HCl气的溶解度见表7－1。

表7－1

气态HCl在0.1Mpa情况下的溶解度

温度

℃

溶解度Nm3/m3H2O

507

474

442

412

386

362

经过二级逆向水吸收，吸收效率一般在99.8％以上，再经尾气吸收塔处理后HCl排放浓度经监测为21mg/m3，排气量1400m3/h，排放速率0.029kg/h，符合《大气污染物综合排放标准》。

（四）非正常排放氯气的处理

非正常生产时，电解槽开停车过程中及氯气系统事故状态下产生的废氯气外溢会造成人员中毒、植物破坏、污染环境。

在现有装置中无事故氯气处理装置，原则上废氯气或事故氯气全部导入漂液装置处理，但从装置的布置及实际情况看，发生事故时，难以实施，废氯气通过氯气管道上的两个水封外泄，污染环境。

在拟建工程的可行性研究报告中提出：为防止系统内氯气外泄危害环境，由泵将这一部分氯气在负压状态下送到次氯酸钠系统用烧碱吸收。但可研报告并未对次氯酸钠系统及事故操作流程作进一步的交待。

据调查，氯气外泄事故的主要原因是停电或电解下游装置故障，造成氯气管道内部呈正压状态，从而造成氯气外泄。为预防氯气外溢，在电解槽出口，氯处理之前应设置氯气事故处理装置，其流程见图7－2。

图7－2

事故氯气处理流程

该流程主要设备有碱液贮槽、高位槽、喷淋塔、液下泵、引风机等。当系统内发生不正常情况，氯气压力超过一定值时，由于电器连锁装置的作用，立即启动液下泵和引风机，将碱液由液下泵打入喷淋塔内喷淋，同时氯气通过水封自动进入塔内被碱液吸收。尾气由引风机抽吸，排入大气。喷淋塔下来的碱液流入碱液贮槽，再由液下泵打入塔内，如此循环吸收氯气，直至事故处理完毕。

当动力全部中断，液下泵不能启动时，便由碱液高位槽直接向塔内喷淋，为保证停电时的氯气得到完全吸收，高位槽装纳的碱液应足以反应1100m3的氯气。

为了彻底消灭事故氯气的外逸，在液氯贮槽、汽化器、液化槽等部位的安全阀打开后，排除的氯气也可以导入这套装置处理。

这种装置的利用率虽然不高，却是安全生产中不可缺少的。

（五）锅炉废气处理设施

1、除尘器与除尘效率

目前，国内燃煤锅炉采用的除尘器主要有干法和湿法两种，干法除尘器采用较多的有旋风除尘器（多管旋风除尘器）、电除尘器及袋式除尘器等，湿法除尘器主要有麻石水膜除尘器、旋风水膜除尘器、文丘里水膜除尘器等。

旋风除尘器除尘效率可达85－90％，广泛应用于中小型锅炉除尘。电除尘器除尘效率高达99％以上主要应用于电站锅炉及大中型锅炉。袋式除尘器除尘效率高，但造价及运行费用较高，目前较少用于锅炉除尘。

湿式除尘器结构简单，造价较低，安装、维护、管理均较方便，除尘效率可达98％以上，能适应高温高湿气体以及粘性大的粉尘，并能净化部分有害气体。缺点是：需消耗一定的水量，排烟温度低，不利于扩散。

从本工程采用的锅炉及燃用煤质来看，除尘效率应在88％以上，才能使烟尘达标排放，工程现有锅炉采用湿式除尘器在一般运行状态下，可以保障烟尘达标排放。

2、脱硫与脱硫效率

燃煤锅炉降低SO2排放量的措施一般有三种，即燃烧前脱硫（洗煤降低煤中含硫量）、燃煤中脱硫（石灰石直接喷射入炉膛内脱硫）和燃烧后脱硫（烟气脱硫，如用湿法石灰石一石膏法和喷雾干燥吸收法）。从目前各类脱硫技术的发展水平来看，燃烧前脱硫技术成本较高，燃烧中脱硫则受燃烧条件的限制，而燃烧后的烟气脱硫技术发展较快，应用较广。

湿式除尘器除尘效率较高，也有一定的脱硫效率。尽管占地较大，需消耗大量的水，但建设单位场地相对较宽裕，除尘用水可循环使用，故本工程选用湿式除尘器是行之有效的方法。

湿式脱硫的效率很难超过40％，在湿式脱硫效率处于上限时，可采用碱性水脱硫，利用厂内各生产装置产生的碱性废水脱硫，是一种以废治废的好办法，脱硫效率可提高10－15％，可以使烟气中的二氧化硫达标排放，同时可适当将低全厂废水的碱性。

3、烟囱高度

据《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-91）中表4的要求，20t/h锅炉所在锅炉房烟囱高度应大于45米，10t/h锅炉所在锅炉房烟囱高度应大于40米，目前均不符合标准，企业应加高烟囱至标准高度以上。

三、固废处理措施可行性分析

拟建工程建成后，主要固体废物为一次盐水工序所排盐泥、锅炉排渣及除尘器所排粉煤灰。

（一）盐泥处理

现有工程将盐泥排入厂内盐泥池长期堆存。盐泥中主要成分为NaCl、Mg(OH)2、CaCO3等。应采用板框压滤机压滤盐泥水，滤出液可送一次盐水工序化盐，干盐泥送海边掩埋。外排干盐泥目前是各烧碱厂的通常做法，是可行的。

盐泥来源于原盐，生产中主要添加物为NaOH，海边掩埋，对海水的影响较小。

（二）炉渣处理

锅炉产生的炉渣粉碎后直接作为建筑材料，目前在当地农村有广泛的市场，供不应求，作为建筑材料出售是可行的。

（三）粉煤灰处理

粉煤灰由于活性较差，象炉渣那样作建筑材料效果不太好，目前，已有多种粉煤灰的综合利用途径：

制作加气混凝土砌块和空心砌块，利用粉煤灰、石灰、水泥和石膏为主要原料，经铝粉发气等工艺制成，它特别适用于高层建筑填充墙。粉煤灰混凝土小型空心砌块则是将粉煤灰、水泥、砂、石等原料加水搅拌，经振动加压成型，再经养护而成。可作民用和工业建筑的承重和非承重墙。

做筑路材料，用粉煤灰、石灰石及其他掺入材料按合适的比例，最佳含水量，合理的工艺配合拌制均匀而成的混合料修筑路基和代替土修筑路堤。

本企业所排粉煤灰数量不是很大，售给有关用户综合利用，是可以的。

粉煤灰在一定风速下会造成二次扬尘，考虑到本地风速较大，因此，对粉煤灰堆放场地，需采用相应的防尘措施，设置灰场喷淋洒水系统，定量喷水抑尘。

（四）回收石棉绒处理

回收的石棉绒每年约1吨，具有一定的经济价值，但由于量小，自身回收再利用不能保证质量，同时又产生酸性废水，目前，氯碱厂协议出售给有关用户回收利用是可行的。

四、噪声防治措施可行性分析

厂区所在区域不是噪声敏感区，厂界噪声达标率较高，在厂界噪声超标点对应的锅炉风机处加设隔声墙，简单易行，效果明显，且不受设备运行状况的影响，可保障厂界噪声完全达标。

第九章

事故分析

一、工程风险因素分析

（一）自然环境因素分析

由于拟建工程地处平原沿海地区，周围没有大的河流和山川，因而不存在洪水、泥石流等有关的自然风险因素。本区域在沧东坳陷构造区内，地表以下16米为第四纪全新统海相沉积，层位稳定，同土层的物理力学指标变化小，地震为7度时，一般没有发生液化的可能。该区位于5级地震预测区域内，虽然构造复杂，但从1974年海城7.4级地震和1976年唐山7.8级地震波及情况看，均未能引发大的地震，就地壳本身能量释放而言，在相当长的时间内本区域发生较大地震的可能性较小。因此，由于自然因素造成事故的的几率较少，可以通过设计中贯彻执行有关标准规范，采取相应的措施，尽可能加以预防。

（二）工程内部事故因素分析

1、物料危险因素分析

生产过程中主要物料及产品的特性如下：

（1）氯气（Cl2）

分子量70.9，熔点-100.98℃，沸点-34.6℃，黄绿色、有刺激性气味的气体，有剧毒，少量吸入即会有害于呼吸系统。

微溶于水，9.6℃时溶解度为1％，在阳光下氯水性能不稳定，常放出氧气，具有氧化性。能引起严重腐蚀，能与氢气、金属粉末等猛烈发生爆炸或生成爆炸性混合物。液氯能引起灼伤。

车间空气中最高允许浓度为1mg/m3。居住区空气中最高允许一次浓度为0.10mg/m3,日均浓度最高允许浓度为0.03mg/m3。

（2）氯化氢（HCl）

分子量36.46，沸点-84.8℃，无色有刺激性臭味的气体。

若刺激眼睛会出现眼睑浮肿，结膜炎，咳嗽胸闷，接触皮肤后会出现红点或小泡。

车间空气中最高允许浓度为15mg/m3。居住区空气中最高允许一次浓度为0.05mg/m3,日均浓度最高允许浓度为0.015mg/m3。

（3）氢气（H2）

分子量2，无色无味气体。

与空气可形成易燃易爆混合物，爆炸极限4.1-74.2％。氢氯混合气中氢气含量为3－15％（体积）时即能燃烧，含氢15－83％（体积）时，燃烧伴有爆炸。

（4）烧碱（NaOH）

分子量40，白色块状或片状物，在空气中易吸收水分和二氯化碳，溶于水、甘油和乙醇，溶液呈强碱性，可烧伤皮肤，稀碱液对皮肤有滑腻感。

（5）浓硫酸（H2SO4）

分子量98，具有强烈腐蚀性液体，人体皮肤接触，由于脱水作用而引起烧伤，必须

迅速用清水或弱碱性溶液冲洗，对混凝土亦产生强烈腐蚀作用。

2、生产装置火灾危险性分类

根据《炼油化工企业设计防火规定》（YHS01－78）生产装置的火灾分类见表9－1。

表9－1

生产装置火灾类别分类

序号

装置名称

火灾类别

二次盐水精制

戊

电解

甲

氯氢处理

甲

合成盐酸

甲

液氯

丙

盐酸包装

丙

二、生产过程潜在事故分析

在电解制碱技术中，电解产品氯气具有毒性；氢气易燃，能与空气或氯气混合形成爆炸性气体；烧碱能刺激粘膜和灼伤皮肤。此外电解生产时所用直流电的电压较高，有触电的危险。因此，氯碱企业的事故相对较多。

由事故情况看，主要也是多发的事故是氯气泄漏，原因主要是电解下游工段故障或停电，造成设备及管道内氯气压力上升，从而外泄。

三、事故状态氯气大气环境影响分析

每次事故排放氯气最大排放量为1100m3，当不设事故氯气处理装置，只靠氯气管道上的两个水封起作用时，致使大量废气进入大气环境，以此进行事故风险影响分析。

此时氯气泄漏进入环境的量大约为1000千克，排放时间设定10分钟。

从风速分布看，该区域年平均风速3.1米/秒，3～4.9米/秒和2～2.9米/秒风速出现频率最高，两者频率之和高达60％以上。从稳定度分析，则D类出现频率最高。本评价计算了有风（风速取3.1m/s）、D类稳定度条件，氯气泄漏对下风向的影响。

计算方法采用非正常排放模式：以排气源位置为原点，有效源高为He，平均风向轴为X轴，源强为Q（mg/s），非正常排放时间为T，则t时刻地面任一点（X，Y）的浓度为：

式中：

t£T

或:

t>T

有关符号意义同大气环境影响预测部分。

氯气泄漏对大气环境影响分析结果见表9－2。

表9－2

事故状态时D类稳定度、风速3.1m/s氯气浓度（mg/m3）

扩散

时间(s)

下风向距离

(m)

200

300

500

800

1000

1500

2000

2500

3000

4000

300

0.082

13.133

42.776

43.688

36.859

0.056

600

0.826

13.132

47.776

43.689

36.877

24.310

17.188

4.731

0.011

900

0.018

24.253

17.191

12.885

10.083

0.538

1200

0.003

8.154

10.017

6.762

1500

0.010

6.224

1800

3600

由上表可见，当发生氯气泄漏事故时，10分钟以内、500～1000米范围浓度最高，在500米处最高浓度可达47.776mg/m3，超过《工业企业设计卫生标准》中车间空气中有害物质的最高容许浓度限值（1mg/m3）。

从厂区周围环境看，新立村全部居民及厂区周围部分农田处于事故影响范围内，有发生污染事故的可能，因此事故氯气处理装置的安全持续运行是极其必要的，四、事故防治措施

（一）设计中应采取的防治对策

1、一般防治对策

（1）严格执行国家及有关部门颁布的标准、规范和规定。总平面布置严格执行有关防火、防爆、防中毒的规定。高温和有明火的设备尽量远离散发可燃气体的场所。

（2）选择质量好的设备、管道、管件，保证长周期安全运行。

（3）按有关设计规范，选择合适的设备材料。

（4）按规定在有关区域采取必要的通风措施，以防有害有毒气体的积聚。

（5）建筑结构设计严格执行抗震设计规范。

（6）电器和仪表严格执行防爆方面的设计规定。

（7）为了防止静电和雷击，对装置的金属构架以及工艺管道等设施都要采取避雷接地措施。

2、特殊防治措施

（1）为防止系统突然停电或其他意外事故发生断电，或系统压力升高造成电解系统氯气外溢污染环境。氯处理工序与电解工序电器连锁，一旦氯压机掉闸，氢压机及电解槽直流电立即停止供电。与此同时设有事故氯气处理装置以防止氯气泄漏。

（2）氢气与空气可形成爆炸性混合物，氢气管道应保持良好的密闭型并保持正压；开停车系统应充氮置换；厂房顶部设置天窗；氢气防空管应伸至房顶以上，管道设阻火器；氢气管道流速应小于8米，并设有良好的防静电接地装置；厂房及防空管道安装避雷设施。

（3）电解工序氯气管道保持良好的密闭型，氯气管道负压操作；氯气管道设有防空水封，氯气压力过高通过水封自动泄压，排除的氯气用石灰乳吸收；厂房通风良好。

（二）生产运行操作中的防治对策

1、本工程的所有操作人员均应经过培训和严格训练并取得合格证后才能允许上岗操作。

培训的主要内容应是该工程的有关操作规程。操作人员不仅应熟练掌握正常生产状况下本岗位和相关岗位的操作程序和要求，而且应熟练掌握非正常生产状况下的操作程序和要求。

2、开停车和检修状况下需要排空的设备和管道应严格按设计要求，将排放物料进行收集。

3、认真进行运行设备和管道的检查，做到有问题及时维修。

4、泄漏、中毒等事故发生后，应严格按照有关规定及时处理，防止事故扩大。在处理事故时，要注意溢出物料的特点。

篇5：烧碱企业离子膜工艺的优势分析

在电解生产烧碱的工艺中, 通常有水银法、隔膜法和离子膜法。相比之下, 离子膜工艺有节能、环保、质量、效益俱佳的优势。因此, 它必将成为烧碱生产的主力工艺而被鼓励建设。

离子膜电解制碱工艺是20世纪70年代中期出现的具有划时代意义的技术, 是当今制碱技术的发展方向, 在国内外发展极为迅速。

1 离子膜法反应原理及反应方程式

由Donnon膜理论可知, 具有固定离子和对离子的特殊的膜有通过和排斥外界溶液中某一离子的能力。例如在离子膜烧碱生产中电解食盐水所使用的阳离子交换膜的膜体中有活性基团, 它是由带负电荷的固定离子和带正电荷的对离子形成静电键, 如R-SO-3-Na+, 由于膜含有亲水性基团从而使膜在水溶液中溶胀, 造成膜体结构变松, 形成许多微细弯曲的通道, 使活性基团上的Na+可以与水溶液中的Na+进行交换, 而膜中的活性基团中的固定离子R-SO-3具有排斥Cl-和OH-的能力。

利用离子交换膜的这种特殊的选择性, 经过对食盐水的电解就可以获得高纯度的氢氧化钠溶液。

电解槽中主要电化学反应如下:

阳极反应:2Cl--2e-→Cl2↑

阴极反应:2H2O+2e-→H2↑+2OH-

合并成一个化学反应方程式为:

2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2↑+H2↑

2 生产企业离子膜电解工序的工艺流程

2.1 盐水系统

由去离子盐水泵送来的去离子盐水, 经流量计控制进入电解槽的阳极室, 在电场的作用下, 盐水中的钠离子和水一起透过离子膜向阴极迁移, 同时氯离子失去电子变成氯气。氯气进入氯气总管, 经氯气水封, 氯气洗涤塔进入氯氢处理车间;出槽淡盐水加入盐酸调节pH值, 进入淡盐水罐, 由淡盐水泵打出后分成两路, 一路送入真空脱氯器, 脱氯后再加入适量的氢氧化钠和亚硫酸钠, 除去微量游离氯, 用泵送回盐水车间的回井盐水池, 回注到地下化盐, 另一路循环进入电解槽。

2.2 阴极液系统

阴极液由阴极液泵打出后分成两路, 一路加入高纯水稀释后, 经阴极液换热器 (启动时用来加热阴极液, 正常生产过程中用来冷却阴极液) , 进入电槽阴极室, 在阴极室内, H+得到电子生成氢气, 出槽后进入氢气总管, 经氢气水封后去氯氢处理, 多余的氢气排空。阴极液被从阳极迁移过来的Na+增浓后流出电槽, 另一路循环使用, 一路经成品碱冷却器送入成品碱罐, 配碱待售。

3 离子膜法与其他工艺对比分析

3.1 产品纯度高

在隔膜法生产烧碱过程中, 为防止阴极室的OH-逃出阴极室奔向阳极, 靠的是使电解槽内的阳极室液位高于阴极室液位, 使阳极液不断流向阴极室, 借助液流抑制了因OH-向阳极流失造成的碱损失。但是大量盐水流入阴极室, 造成了出槽电解液含盐极高, 含水量过大, 碱浓度很低。在离子膜法生产过程中由于不透性离子膜只允许阳离子透过, 所以阳极室内的Cl-不会走到阴极室, 电解出来的烧碱纯度极高, 所含NaCl杂质是隔膜法的1/1000。这样的高纯度碱可以用于化纤、药品、精细化工等许多隔膜碱不能适用的领域。还由于离子膜是不透水的, 所以除了电解时与Na+配合的水分子能透过膜进入阴极室之外, 不会有水透过膜进入阴极室, 这种电解槽出来的碱液浓度可以达到30%以上, 不必经过蒸发浓缩就能作为合格商品上市出售。

3.2 能耗低

(1) 节电。

离子膜电解槽阳阴极之间的距离在2mm以下, 而隔膜电解槽盒式阳极是8.5mm, 扩张阳极是3.5～4mm。在3000A/m2电流密度之下, 每增加1mm距离就会使每吨烧碱的电耗上升50kWh左右。所以, 离子膜法烧碱耗电比隔膜法 (扩张阳极) 每吨电解环节节约用电150～200kWh。另外, 因出离子膜电解槽的液碱已达到商品碱的浓度 (30%) , 免去了蒸发工序, 省去了强制循环泵、离心机等大型电机, 动力电节约75～100kWh。离子膜烧碱比隔膜烧碱每吨合计节电225～300kWh。

(2) 节约蒸汽。

因出离子膜电解槽的液碱已达到商品碱的浓度, 免去了蒸发工序, 所以每吨离子膜碱比隔膜碱节约蒸汽2.6～3t。

(3) 节约一次水。

由于离子膜法烧碱不需要蒸发, 就可以达到商品所需求的浓度外售, 所以可去掉蒸发工序。在蒸发工序中有一次水流抽真空泵, 对于1万t/a规模的隔膜碱蒸发系统, 此泵每年耗水是66万t。

3.3 节约原料

离子膜法含盐极少 (30%浓度的每吨含盐在40ppm以下) , 而同浓度的隔膜碱因成品中约有5%的盐。所以1万t/a规模的离子膜法碱每年将节约盐在 1750t左右 (按百分之百NaOH计算) 。

3.4 有利于环保

消除了对环境的污染。因为离子膜法生产烧碱不用石棉隔膜, 也不用水银, 所以消除了石棉污染及水银污染。在生产过程中无需蒸汽, 所以不会产生蒸汽生产过程中燃烧煤排放的烟尘及炉渣, 所以离子膜烧碱生产工艺被称之为是清洁工艺。

3.5 成本优势

烧碱企业离子膜与膈膜工艺成本比较分析在原材料、动力、工资福利和制造费用等方面有明显优势。单位产品成本离子膜法为1759.22元, 隔膜法为2445.5元, 离子膜比膈膜产品每吨节约成本686.28元。

3.6 生产实例对比

莘县华祥氯碱化工有限公司10万t/a烧碱装置采用离子膜自然循环高电流密度电解槽, 成品烧碱浓度为32%;某化工有限公司10万t/a烧碱装置采用隔膜30型扩张阳极隔膜电解槽, 成品烧碱浓度为30%。两套装置能源消耗成本对比如表1所示。