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。

电解氯处理液化化盐原盐水精盐水氯气氯气氢处理氢气氢气盐酸工段氯气盐酸成品液氯包装电解液回收盐水蒸发工段固碱工段30%、42%成品液成品固碱♣洗槽水♣氯水♣蒸发水图例♣废水♠废渣♠盐泥图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 t1.67 5×104外购 ２ 碳酸钠 t 0.023 700外购 ３ 浓硫酸 kg 9 27×104外购 ４ 煤 t 0.85 2.55×104外购 ５ 水 m 3 28.8 86.4×104自采 ６电Kwh31009300×104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 1 化盐桶２2 道尔澄清桶２3 隔膜法金属阳极电解槽664 氢气冷却塔２5 Ⅰ段钛冷却器２6 Ⅱ段钛冷却器１7 泡沫干燥塔３8 筛板干燥塔１9 氯压机６10 三效蒸发器１11 浸没蒸发器３12 闪蒸蒸发器１13 双级氨压缩机３14 合成炉４15 一、二级吸收器４16 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SS 227 2 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m 排气量m3/h浓度mg/m3排气量m3/h浓度mg/m320t 锅炉35140SO2 2049 麻石水膜除尘器38654SO2 1332 3530烟尘 2134 烟尘 249.3 88.310t 锅炉17880SO2 2013 文丘里水膜除尘器20563SO2 1168 4225烟尘 2097 烟尘 239.4 88.6HCl尾气－－尾气吸收塔1050 21 99.8 15电解氢气1632 H2:62500部分回收多余排放500 H2:62500利用7020事故氯气<1100m3/次Cl2 950893(60%)水封吸收无组织排放基本不变基本不变微 1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1 盐水工段盐泥泥沙、NaCl 1680 堆存2 漂白液废渣Ca(OH)2300 铺路3 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1 氯压机连续100 室内布设2 氢压机连续95 室内布设3 纳氏泵间断95 室内布设4 锅炉引风机间断95 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。