Как може да се оптимизира и подобри системата за пречистване на отработени газове от хлор в хлор-алкалната промишленост?

Отпадъчният хлорен газ, произведен като страничен продукт в хлор-алкали Хлор-алкалната химическа промишленост е силно корозивна и токсична. Ако не се третира ефективно, тя представлява сериозен риск за екологичната среда и човешкото здраве. В момента повечето предприятия за хлор-алкална химия използват метода на абсорбция с каустична сода за третиране на отработените газове. Системата за третиране на отработените газове изисква съответни подобрения в проектирането на системата, контрола на процесите, управлението на средата и модернизирането на оборудването. Тези мерки целят да подобрят оперативната стабилност на системата и екологичните показатели, като предоставят осъществим технически път за предприятията за хлор-алкална химия за постигане на ефективно третиране на отработените газове от хлор и използване на ресурсите от страничните продукти.

По време на експлоатацията на клетки за алкална електролиза, наситен влажен хлорен газ при 85–90°C се генерира непрекъснато и трябва да се охлади и компресира, преди да може да се използва като промишлена суровина. Основното реакционно уравнение за процеса на абсорбция на алкален разтвор, който понастоящем е индустриалният стандарт, е: 2NaOH + Cl₂→ NaClO + NaCl + H₂O. Този процес използва разтвор на натриев хидроксид за абсорбиране на хлорен газ, генерирайки разтвор на натриев хипохлорит с търговски приложения, като по този начин се постигат двойните цели за третиране на отработените газове и производство на странични продукти.

1. Съществуващи оперативни проблеми в системите за пречистване на отпадъчни газове с хлор

Като се имат предвид условията на работа на хлор-алкалното производство, съществуващата система за абсорбционно третиране с хлор-алкален разтвор е изправена пред четири основни проблема, които пряко влияят върху ефективността на контрола на околната среда и безопасността на производството, както е описано по-долу:

2. Мерки за оптимизация и подобрение на системата за пречистване на отпадъчни газове с хлор

За да се справим с гореспоменатите производствени дефекти, разработихме систематичен и целенасочен план за техническо подобрение, базиран на принципите на процеса и експлоатационните характеристики на оборудването, за да подобрим цялостно стабилността, безопасността и ефективността на използване на ресурсите на системата за пречистване на отработените газове.

2.1 Добавяне на система за рециркулация на високо ниво за подобряване на ефективността на абсорбция:

Добавен е резервоар за съхранение на високо ниво на натриев хипохлорит, който непрекъснато подава абсорбционната течност във вторичната абсорбционна кула чрез гравитационен поток, което позволява цялостна вторична реакция с остатъчен хлорен газ. Тази конструкция удължава времето за контакт газ-течност, подобрява ефективността на абсорбция на хлор, намалява консумацията на алкали, инхибира разлагането на натриев хипохлорит, стабилизира редокс потенциала и гарантира качеството на продукта. Традиционният едноетапен процес на абсорбция в края на линията е обновен до система с буферен резервоар за съхранение със значителна разлика във височината, интегрираща множество функции като аварийно буфериране, дълбока реакция и подаване с постоянно налягане. Използвайки DCS системата за постигане на автоматизиран интелигентен контрол, е установена двурежимна система за работа: „хомогенна обработка по време на нормално производство“ и „аварийно обезвъздушаване по време на аварийни условия“. Това засилва способността на системата да реагира на оперативни колебания и внезапни аварии, трансформирайки обработката на отработените газове от пасивна обработка в края на тръбопровода в интегриран модел на активен контрол на процеса и възстановяване на ресурсите.

2.2 Оптимизиране на параметрите на процеса за подобряване на безопасността:

Долната граница за концентрацията на циркулиращ алкален разтвор (NaOH) е изрично повишена от широка емпирична стойност до не по-малко от 6,0%, като по този начин се подобрява химическият буферен капацитет на системата и оперативната отказоустойчивост. По време на внедряването, на главния изходен тръбопровод на циркулационната помпа за алкали (в секция със стабилна температура и равномерно смесване) е инсталиран онлайн анализатор на концентрацията на алкали (или високопрецизен pH-метър/измервател на проводимостта). Измервателните сигнали се предават в реално време чрез сигнал 4–20 mA към DCS системата. Програмата на контролната зала непрекъснато сравнява измерената стойност със зададената цел от ≥6,0% и внедрява двустепенен механизъм за безопасност: звукова и визуална аларма се задейства, когато концентрацията се приближи до целевата стойност; ако тя падне допълнително до долна граница, програмата за попълване на алкали се активира автоматично, пропорционално отваряйки клапана за попълване на 32% концентрирана алкали. Ако системата е оборудвана със съоръжение за разреждане с чиста вода, разреждащият клапан се регулира едновременно, за да се предотвратят значителни колебания в концентрацията. След като алкалната добавка се смеси от циркулационната помпа, тя се измерва отново от онлайн инструмента, образувайки затворена система за управление, докато концентрацията се върне в зададения диапазон.

2.3 Модернизирайте тръбопровода за пречистена вода, за да предотвратите образуването на котлен камък:

Източникът на вода за подготовка и попълване на алкали в системата за пречистване на отработени газове е изцяло заменен от минерално съдържаща технологична вода с пречистена вода с проводимост <10 μS/cm и обща концентрация на калциеви и магнезиеви йони ≤0,50 mg/L. Това елиминира Ca²⁺, Mg²⁺ и други йони при източника, предотвратявайки образуването на котлен камък като CaCO₃ и Mg(OH)₂ върху повърхности като разпределители на спрейове.

1) Изграждане на специализирана тръбопроводна мрежа за чиста вода: Тръбопроводи, изработени от UPVC, PPH или неръждаема стомана 316L, се свързват към изхода за продуктова вода на устройства за обратна осмоза или йонообмен, като физически изолират системата от системата за производствена вода. На входа на тръбопроводната мрежа се монтират онлайн измервател на проводимостта и разходомер. Данните се качват в реално време в DCS; когато проводимостта надвиши лимита, системата автоматично прекъсва подаването на вода и задейства аларма, като гарантира, че качеството на добавъчната вода постоянно отговаря на стандартите.

2) Прецизно смесване и предотвратяване на образуването на котлен камък: Резервоарът за приготвяне на алкален разтвор използва електрически контролен вентил, свързан с масов разходомер, за автоматично и прецизно смесване на пречистена вода с 32% течна сода каустик. Към циркулационния резервоар е добавен микро-непрекъснат клон за допълваща вода, свързан с нивото, температурата и тенденциите на кристализация. DCS динамично фино настройва обема на допълващата вода въз основа на температурната разлика на топлообменника, спада на налягането на пръскане и дебита на циркулацията, поддържайки солите в ненаситено състояние. Това постига непрекъснато предотвратяване на образуването на котлен камък с ниска интензивност, избягва смущения, причинени от традиционното промиване с голям обем, и стабилизира разпределението на пръскането, ефективността на топлопреминаване и условията на работа на циркулационната помпа, като по този начин удължава непрекъснатите работни цикли.

Стабилната и ефективна работа на инсталацията за третиране на отработени газове от хлор е основна гаранция за съвместимо производство и устойчиво развитие в хлор-алкалната промишленост, а също така оказва влияние върху околната екологична среда, общественото здраве и безопасност. За да се справят с недостатъците на традиционните процеси на абсорбция с каустичен разтвор, мерките за оптимизация – като добавяне на система с повишен буфер, оптимизиране на параметрите за автоматизиран контрол, модернизиране на системата за пречистена вода и прилагане на предотвратяване на котлен камък и корозия на ниво източник – могат ефективно да разрешат съществуващите производствени предизвикателства. Тези мерки позволяват ефективно третиране на емисиите на хлорен газ за съответствие, подобряват качеството на страничните продукти и осигуряват дългосрочна стабилна работа на системата, като по този начин се постига ефективно третиране на емисиите на хлорен газ в хлор-алкалната химическа промишленост.

ЧЗВ:

1. Кои сме ние?
Базирани сме в Анхуей, Китай, започваме от 2011 г., продаваме в Югоизточна Азия, Северна Америка, Източна Европа, Южна Азия.