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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
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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。
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原盐水精盐水氯气氯气化盐回收盐水?盐泥电解液电解?洗槽水氢气氢气氯处理?氯水氯气液化液氯包装盐酸成品蒸发工段?蒸发水氢处理盐酸工段30%、42%成品液图例??图3-1 工艺流程图
固碱工段成品固碱废水废渣(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 1 2 3 4 5 6 材料名称 原盐 碳酸钠 浓硫酸 煤 水 电 (四)主要生产设备
表3-2 主要生产设备一览表 序号 设 备 1 化盐桶
单位 t t kg t 3m Kwh 消耗量 吨NaOH耗 1.67 0.023 9 0.85 28.8 3100 年耗 5×10 700 427×10 42.55×10 486.4×10 49300×10 4来源 外购 外购 外购 外购 自采 外购 数 量 2