去除稀硫酸中游離氯方法的對(duì)比

周宇華，鄒建生，鄭陽偉

(乳源東陽光電化廠，廣東 韶關(guān) 512700)

乳源東陽光電化廠(以下簡稱“乳源東陽光”)隸屬于乳源瑤族自治縣東陽光實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司，離子膜法燒堿產(chǎn)能為25.5萬t/a。在燒堿生產(chǎn)后處理過程中，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸作為干燥劑，吸收氯氣中的水分，而濃硫酸濃度降低成為稀硫酸，同時(shí)有大量氯氣被吸收到稀硫酸溶液中。稀硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72%～76%，其中含氯以游離氯計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(1～2)×10-3。經(jīng)處理,將稀硫酸中的游離氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)降到3×10-4以下，即可供給客戶使用。

1 去除稀硫酸中游離氯的方法[1-2]

1.1 氣體吹除法

氣體吹除法去除稀硫酸中游離氯的原理主要是采用工業(yè)壓縮空氣、儀表氣或氮?dú)馔ㄈ胂×蛩嵋合逻M(jìn)行連續(xù)鼓泡，使稀硫酸中的游離氯與氣體一起帶出去廢氣處理工序。盛裝稀硫酸的罐體一般為玻璃鋼材質(zhì)，通入稀硫酸液下的管道采用CPVC材質(zhì)，氣體從頂部進(jìn)入，與頂部對(duì)接的氣體管道采用碳鋼材質(zhì)，進(jìn)稀硫酸罐的管道上應(yīng)安裝壓力表。運(yùn)行時(shí)，操作人員只須在地面上開少許閥門，具體開度依處理后稀硫酸中的游離氯含量而定。如果稀硫酸中游離氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于3×10-4，應(yīng)開大閥門，增加氣體壓力；反之，應(yīng)調(diào)小閥門。

1.2 亞硫酸鈉吸收法

乳源東陽光采購回來的無水亞硫酸鈉為袋裝的粉末，使用時(shí)須將無水亞硫酸鈉溶于水，無水亞硫酸鈉倒入配制槽時(shí)須不斷攪拌，再通過計(jì)量泵將亞硫酸鈉溶液輸送至稀硫酸中間槽，亞硫酸鈉與游離氯發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：

亞硫酸鈉吸收游離氯工藝流程如圖1所示。

圖1 亞硫酸鈉吸收游離氯工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram of absorbing free chlorine by sodium sulfite

1.3 雙氧水分解法

部分氯堿企業(yè)配備有雙氧水生產(chǎn)項(xiàng)目，可將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.5%的雙氧水溶液通過管道輸送至雙氧水高位槽，通過重力壓差將雙氧水加至稀硫酸中間槽，通過閥門控制雙氧水的加入量。雙氧水與游離氯的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

從雙氧水與游離氯反應(yīng)的化學(xué)方程式可知：該反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氧氣，氧氣逸出的同時(shí)會(huì)夾帶出部分氯氣，為此，在稀硫酸中間槽的頂部須裝設(shè)一條管道，將逸出的氣體引出至廢氣處理工序。

2 去除稀硫酸中游離氯方法的比較

2.1 裝置投資分析

除稀硫酸中游離氯的裝置投資情況見表1。

表1 去除稀硫酸中游離氯方法的裝置投資一覽表Table 1 Investment on the plant for removing free chlorine from dilute sulfuric acid

由表1可見：氣體吹除法、亞硫酸鈉吸收法和雙氧水分解法這3種去除稀硫酸中游離氯方法中，氣體吹除法的裝置投資費(fèi)用最低。

2.2 運(yùn)行費(fèi)用分析

去除稀硫酸中游離氯方法運(yùn)行費(fèi)用見表2。由表2可見：氣體吹除法、亞硫酸鈉吸收法和雙氧水分解法這3種去除稀硫酸中游離氯的方法中，氣體吹除法的運(yùn)行費(fèi)用最低。

表2 去除稀硫酸中游離氯方法運(yùn)行費(fèi)用一覽表Table 2 Operation cost of removing free chlorine from dilute sulfuric acid

2.3 操作強(qiáng)度分析

亞硫酸鈉吸收法去除稀硫酸中游離氯，須先將無水亞硫酸鈉逐包倒入配制槽，同時(shí)用攪拌泵進(jìn)行攪拌，再用計(jì)量泵輸送至稀硫酸中間槽。亞硫酸鈉每包25 kg，配制時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度最大，涉及設(shè)備也較多，有攪拌泵、計(jì)量泵等，設(shè)備故障時(shí)還須維修。

雙氧水分解法須將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.5%的雙氧水溶液充入高位槽，再由高位槽自流入稀硫酸中間槽。雖然不用人工搬抬，但手動(dòng)切換的閥門較多。

相比之下，氣體吹除法操作最簡單，只要控制好一個(gè)進(jìn)氣閥就可以了，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度最低。

3 結(jié)語

綜合投資費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用和操作強(qiáng)度的對(duì)比分析，氣體吹除法、亞硫酸鈉吸收法和雙氧水分解法這3種去除稀硫酸中游離氯方法中優(yōu)選氣體吹除法。該法投資費(fèi)用低，運(yùn)行費(fèi)用少，操作簡單，勞動(dòng)強(qiáng)度低。