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本课题来源于东莞某次氯酸钠生产厂项目,研究的主题是氯碱化工企业的清洁生产措施,主要分为以下几个部分:1、次氯酸钠清洁生产工艺的研究;2、电解过程运行规律的分析;3、电解过程清洁生产措施的研究和实践;4、必要的三废处理;5、其他的清洁及安全生产措施。
1、次氯酸钠清洁生产工艺的研究针对现有次氯酸钠生产工艺进行研究,其采用商品液氯和烧碱溶液作为原料,在生产厂区内必须存放大量的液氯钢瓶和烧碱,这两种危险化学品的运输和储存都会带来巨大的风险,出现事故将非常严重。而且其生产装置简陋,生产过程中会有氯气泄漏,对周围环境造成污染,生产成本较高。本课题开发一种新型的生产工艺,利用电解食盐水得到氯气和烧碱,再用其进行反应得到所需的次氯酸钠溶液。经过实验证明,新工艺生产的次氯酸钠溶液完全满足洗水行业的性能要求,并且生产过程无需储存氯气和烧碱,独创的吸收装置可以保证尾气无氯气,清洁安全,该吸收装置已经申请实用新型专利。
2、电解过程运行规律的分析电解过程是一个复杂的电化学反应过程,有多个副反应同时发生,需要消耗大量的电能。降低电解消耗的电能、提高电解的电流效率成为整个氯碱化工企业清洁生产的核心内容。根据法拉第定律和对电解反应的分析可知,盐水的浓度、盐水杂质含量、电解槽温度、隔膜质量、电解液浓度、直流供电的稳定性等都将影响电解槽的电流效率。
3、电解过程清洁生产措施的研究和实践盐水精制过程选择湖北应城生产的工业用精制盐做原料,其NaCl含量高,杂质含量少,可以节省盐水精制药剂,降低精制成本。利用化学沉淀法,通过计量泵控制投加Na<,2>CO<,3>、NaOH、BaCl<,2>、PAM等药剂去除盐水中的Ca<2+>、Mg<2+>、SO<,4><2->等杂质,对其投加量的优化,控制双碱过量0.2-0.5g/L,既满足精制盐水需求,又节约药剂用量,准确可靠,节约系统的造价,降低了操作复杂性。使用平流式沉淀池沉淀杂质,比起传统的机械式澄清桶减少了动力消耗,节约能源。
选择四川产优质石棉,并对隔膜吸附工艺进行改进,采用真空吸附,大大提升了隔膜吸附的效率和质量,电解槽运行指标明显提高。电解运行中将电解液浓度控制在130g/L左右,可以达到较高的电流效率。
充分回收电解液的余热,用来给盐水升温,每年可以节约蒸汽用量1200吨,并且降低了电解液的温度,可以减小电解液冷却系统的负荷达50%以上。
4、必要的三废处理将厂区内产生的废水收集到杂水池,定期化验其中盐碱的浓度,按照一定的比例回用至化盐工序,可以实现废水的零排放。废旧石棉收集后出售给建材工厂,可以重复利用再制作成为建筑材料5、其他的清洁及安全生产措施为了避免氢气在氯气吸收系统的累积效应使其达到爆炸浓度,采用向吸收系统鼓风的方式冲淡气体浓度,加速其通过泡罩塔放空的速度,控制其中氢气浓度低于6%。并在吸收系统设防爆碟,确保安全。在电路上设置连锁装置,可以避免循环泵故障而电解电源仍然供电和吸收系统被抽空弓}起的事故。
盐水精制系统采用变频调速来控制流量,降低电耗,提高流量的稳定性;给电解槽添加泡沫聚苯乙烯保温层以减小电解槽运行中热量的散失;利用板框压滤机过滤盐泥,回收盐泥中的盐水。