氯碱化工废气处理系统安全环保
摘要：在化学工业中，氯碱化学是一种较为传统的工艺。

经过几十年的发展，它的产品已经在很多社会发展中得到了广泛的应用。

氯碱工艺绝大多数采用
的是离子膜法制碱技术，在生产过程中当遇到异常情况时会产生大量的废气，如
果处置不当，不但会对生产一线工人的生命和身体健康造成危害，同时也会对周
围的环境造成较大的危害。

关键词：氯碱化工；废气处理；安全环保
1氯碱化工生产的概述
1.1氯碱化工行业
在工业领域，氯碱化工是一种常用的基础原材料生产过程，随着工艺技术的
不断进步，正常生产过程中，氯气一般不会发生泄漏，但在异常情况下，特别当
遇到电解装置突发跳停、动力电供应异常或液氯储存、氯气吸收设备设施故障时，极易引发氯气泄漏事故。

所以，加强对氯碱工业废气排放的控制是非常必要的。

一是氯气对人体是有害的，如果人在操作过程中吸入了大量的氯气，就会导致中毒，甚至会导致机体机能受损或死亡；二是会对环境造成很大的破坏，如果氯气
泄漏排入大气，会对农田造成污染，当流散到河流、湖泊、水渠等水域还会使水
的PH值下降，对水体造成污染，对水生生物有很强的毒性作用，使环境受到严
重损害。

1.2氯气处理原理
目前，氯碱工业废气的治理有两大类。

首先，利用碱液对生产过程中产生的
氯气进行吸收，从而生成次氯酸钠。

次氯酸钠是工业生产中常用的一种强氧化剂，也可用作消毒液，该技术在经济效益上没有太大的优势，仅作为氯碱的副产品；
其次，氯气也能参与到氧化还原过程中，在化学工业中也能生产出氯化物，该工
艺不仅需要系统的设计，而且还需要大量的原材料。

氯在化学反应中经常起到氧
化剂的作用，不同的还原剂可以按需要而采用，但是需要高温，高压和催化剂。

1.3氯气处理分析
氯碱工业生产中产生的氯盐废料，在进行环保治理时，必须兼顾环保与经济
效益。

在其它化工生产中，将氯气转变成含氯产物是比较适宜的方法。

但是，目
前氯气吸收塔还面临着喷嘴堵塞、吸收效率低、设备维修等诸多问题。

作为一名
化工生产主管，要充分认识到生产装置在企业运行中存在的缺陷，使生产装置和
加工体系协调起来，从而达到更好的效益，同时也能保证员工的人身安全。

2氯气废气处理的必要性
氯碱化工产品在化工、纺织等领域广泛应用，直接关系到我国的经济发展。

为保证氯碱工业的清洁生产，必须对其进行技术改造，在改善工艺中，最关键的
一点就是对产品理念的改善，氯碱工艺的可持续发展要建立在循环经济的基础上。

另外，氯碱工业在工业生产中产生的废水、废气、废渣等，要妥善处置，不然会
对环境造成很大的损害。

在当前生态环境管控日趋严苛的背景下，任何情况下氯
气泄漏都将会对生态环境造成严重的危害，危害到人类的生命和身体的健康。

随
着有关技术的不断发展，有关部门对杜绝废气排放及全密闭回收进行了深入的研究。

3技术改造前的各装置概况
3.1氯气废气系统
氯气废气处理系统是公司实现安全、环保的重要装置，它利用15%-18%液碱
在吸收塔内循环吸收，氯碱装置运行过程中产生废氯气主要包括以下几个环节：
一是电解装置在开停车过程中，低电流运行条件下电解产生的低纯度氯气全部需
要进入废气装置；二是事故状态下发生的氯气泄漏；三是液氯充装尾气，密闭取
样吸收的氯气等，为防止氯气排放或事故氯气直接排入大气，造成人员中毒、环
境污染等安全环保事故，在不同的环境条件下，离子膜电解装置开停车和各种事
故状态下的氯气经排气管引入一级吸收塔的下部，再与循环碱冷却器中冷却的碱
循环液体在塔内通过填料充分逆向接触，从而更好地实现氯气吸收。

在吸收塔顶
余氯排出后，再进入二级吸收塔，通过再次碱液循环吸收，从而达到彻底去除氯
气的目的，经尾气经风机排出后，达到环境保护的排放标准。

由此可见，起主要
吸收作用的为一级吸收塔，二级主要起到保险作用。

经过连续循环吸收，当循环
碱罐溶液中的碱含量（NaOH）达到0.1%-1.0%，再经漂液泵送至罐区进行外售。

3.2配套废气吸收装置
我司东瑞片区一套25万吨/年离子膜烧碱装置，以海盐为主要原料，采用伍
德自然循环复极式离子膜电解技术，通过离子膜电解槽用直流电将二次精制后的
精盐水进行电解，生产制得32%的烧碱以及氯气和氢气。

氯气经冷却、干燥、加
压和液化汽化处理后分别用于生产PO和TCE，配套的废气吸收装置，采用两级吸
收塔串级吸收工艺，确保开停车及异常情况下出现泄漏氯气的全部回收，吸收装
置生产的次氯酸钠主要用于自用，少量外售。

4我国氯碱产业存在的问题
4.1规模问题和技术问题
同其他国家相比，我国氯碱企业起步较欧美、日本等国家相对滞后，但随着
我国经济社会的高速发展，特别是“十一五”之后，氯碱产业迅速发展，截止目
前全国氯碱产能已达到4500万t/a左右。

从全球烧碱产能分布来看，全球烧碱
产能主要集中在亚洲地区，亚洲地区约占全球总产能的62%，其中中国产能占比
最大，约占全球44%。

中国10大烧碱企业的平均产能在106.6万吨，世界10大
烧碱企业的平均产能在264.8万吨，中国单家企业的规模为世界的40%，我国的
氯碱企业存在规模较小、地域分布比较分散的现实问题，与国外的大型企业相比
有一定的差距。

随着国家《高耗能行业领域能效标杆水平和基准水平（2021年版）》的发布，对于包括烧碱在内的高耗能领域综合能耗指标的限制，以及当前日益严苛的环保
政策下，氯碱的产业技术升级、节能降耗、安全环保管理水平的持续提高都是非
常迫切的要求。

4.2氯产品的结构问题
随着氯碱行业的快速发展，我国氯产品研发和生产技术有了长足的发展，但
与国外先进国家的产品相比，还有一定的差距。

我国目前有机氯产品、专用类高
档产品、以及深加工高附加值，特别是对氯碱工业发展有重要意义的精细化工产
品比例较小，深度研发不够。

5氯碱化工废气相关处理系统设施优化对策
5.1增加双电源和废气吸收碱液高位槽设施
废气吸收装置是重要的安全环保装置，尤其是主装置不稳定工况下，必须保
持不间断运行，因此涉及废气风机、循环碱泵及UPS必须设置应急备用电源；在
动力电失电条件下，应急电源启动到带负荷中间会有10秒左右的时间间隔，设
置碱高位槽后，利用高位槽位差，使得高位槽碱液靠重力自流入一二级吸收塔，
保证系统排放氯气进入废气吸收塔后能够得到及时有效吸收，防止出现氯气外溢。

5.2将进吸收塔废气管线倒“U”型弯抬高
将进废气吸收塔的碳钢氯气管线倒“U”型弯抬高至上部填料层高度，有效
的防止了吸收塔进口酸性湿气不断进入来自透平机出入口、盐酸、液氯的废气管
路中，这些最终会在管道中形成棕褐色的油状氯化物并伴有硬块沉积，时间久了
会堵塞管道和导致去废气吸收的氯气调节阀卡顿，进而造成事故。

5.3吸收塔出口增设游离碱在线分析仪
废气吸收装置运行过程中，为防止过氯，必须严格控制出塔吸收碱液的过碱
量不小于0.1%，通常采用人工分析，会存在间隔滞后，吸收后期特别是开停车过程，会有大量氯气排入废气吸收装置，此时极易出现“过氯”造成氯气外溢。

在
塔出口循环碱管线上安装游离碱在线分析仪后，通过人工分析作为辅助和校对，
则能够更好地避免上述问题的出现。

5.4分流尾气塔中循环液体至吸收塔顶
为了保证氯气废气处理系统的正常安全运转，尤其是在主吸收塔碱液不足时，可以顺利地进行氯气废气的处理，将废气塔中的循环液体引入主塔，并在尾塔顶
安装一个气压阀门，与分散控制系统相连，实现对尾气排放的自动控制。

6结语
在氯碱工业氯气尾气的处理中，必须加强对氯气尾气的安全和环境保护。

为
了达到对氯碱化学气体的净化，对其进行严格的排放浓度控制，对氯气尾气的处
理工艺进行了优化。

参考文献：
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