含汞废水中氯离子含量的有效控制措施

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第47卷第3期2019年3月聚氯乙烯Polyvinyl Chloride Vol. 47 , No. 3Mar. , 2019【回收与利用】含汞废水中氣富子含量的有效控制措施徐柯*,苏维朵,徐振华,杨永峰,韩铁生* [收稿日期]2018 -03 -07[作者简介]徐柯(1986-),男,本科,现于陕西北元化工集团股份有限公司化工分公司聚氯乙烯分厂从事于化工产 品生产工作。

(陕西北元化工集团股份有限公司,陕西榆林719319)[关键词]氯离子;含汞废水;脱吸;盐酸;碱洗塔;组合塔;温度[摘要]介绍了含汞废水中氯离子产生的工艺流程及原因,分析了影响含汞废水中氯离子含量的因素,制定 了控制含汞废水中氯离子含量的措施。

[中图分类号]TQ325.3 [文献标志码]B [文章编号]1009 -7937(2019)03 -0041 -06Effective measures to control chloride ion content in mercury-containing wastewaterXU Ke , SU Weiduo , XU Zhenhua , YANG Yongfeng , HAN Tiesheng (Shaanxi Beiyuan Chemical Group Co. , Ltd. , Yulin 719319 , China)Key words : chloride ion ; mercury-containing wastewater ; desorption ; hydrochloric acid ; alkali scrubber ; combination tower; temperatureAbstract : The technological process and causes of chloride ion formation in mercury-containing wastewater were introduced. The factors affecting chloride ion content in mercury-containing wastewater were analyzed. The measures to control chloride ion content in mercury-containing wastewater were formulated.陕西北元化工集团股份有限公司化工分公司 (以下简称陕西北元化工分公司)100万t/a 聚氯乙 烯生产装置共有4条生产线,每条生产线聚氯乙烯 产能为25万t/a 。

在VCM 合成工序中,乙烘和氯 化氢气体混合后在装有氯化汞触媒的转化器内进行 反应。

反应生成粗氯乙烯,并夹带着过量的氯化氢 和转化器内触媒升华的汞进入后续净化系统,在盐 酸组合吸收塔(以下简称组合塔)内大部分氯化氢 被水吸收形成盐酸并夹带着汞,便产生了含汞废酸。

含汞废酸经过盐酸脱吸装置回收氯化氢,脱出的酸 性含汞废水回用至组合塔。

粗氯乙烯中的氯化氢和 汞再经碱洗塔被循环碱液反应吸收,循环碱液定期 更换,便形成含有氯离子的含汞废水。

含汞废水经 处理后汞含量降低,达到排放标准。

但要使含汞废 水被回收利用,就必须控制其中的氯离子含量,这在 实际生产中与控制含汞废酸的产出量是存在一定矛 盾的。

因此,查找出影响含汞废水中氯离子的含量 和含汞废酸产生量之间的矛盾关系,根据这些关系 制定出对应的控制措施,最终达到两者的平衡。

1含汞废水中氯离子产生的工艺流程乙烘和氯化氢气体混合后在装有氯化汞触媒的 转化器内进行反应。

转化后的混合气体含有体积分 数82%以上的氯乙烯、5%左右的氯化氢.1.5%左 右的乙烘,以及转化反应中氯化汞触媒在高温时升 华产生的汞,一并进入后续清净系统。

在组合塔内 大部分氯化氢被水吸收形成盐酸并夹带着汞,便产 生了含汞废酸。

小部分氯化氢和二氧化碳随着混合 气进入碱洗塔,被碱洗塔循环碱液反应吸收,循环碱 液定期更换,便形成含有氯离子的含汞废水。

含汞 废水进入污水池并在污水池中长期沉淀,在池底形 成含有氯离子的含汞污泥⑴。

含氯离子的含汞废 水产生流程见图1。

41回收与利用聚氯乙烯2019年Fig.1Flow chart of mercury-containing wastewater containing chloride ions2氯离子产生的原因2.1含汞废水中氯离子的来源(1)转化系统为保护触媒活性及方便后期处理,要求氯化氢和乙烘在转化器内反应时,氯化氢过量,氯化氢和乙烘的摩尔比为(1.05-1.1):1,多余的氯化氢流去向有3处:①转化器内参与副反应生成二氯乙烷等高沸物;②在组合塔内被吸收形成盐酸;③在碱洗塔内与氢氧化钠和碳酸钠反应,最终生成氯化钠,随着碱洗塔产生的废水排入污水池,由于氯化钠是电解质,在水中完全电离,因此最终形成含有氯离子的含汞废水,再经后续处理。

其中第3部分是笔者研究的对象。

(2)稀酸脱吸系统在开停车时,对氯化钙进行收集,但清洗系统含有盐酸和氯化钙的水须排放。

(3)新建的含汞废水精处理系统使用高纯盐酸进行中和,可引入质量分数为1300X10-6的氯离子。

(4)含汞废水在各污水池中长期沉淀,池底沉积的污泥内含有大量氯离子,在搅动过程中引起波动,导致氯离子含量上升。

(5)异常情况:如洗塔不规律,会造成氯离子含量波动较大;转化器泄漏、酸管线泄漏等,都会造成氯离子含量上升。

2.2含汞废水中氯离子监控跟踪含汞废水中氯离子含量监控跟踪数据见表1~表2。

从表1和表2可以看出:第1期稀酸及酸水中氯离子含量均大于第2期,洗塔前后碱液及含汞废水中氯离子含量均远高于第2期。

表1含汞废水中氯离子含量监控跟踪数据(第1期)Table1Monitoring and tracking data of chloride ion in mercury-containing wastewater in first phase project日期制(C—线洗塔前)/10~6如(C—线洗塔后)/io f⑷(C】b线洗塔前)/10fw(C1b线洗塔后)/10f切(C1酸水)/%如(ci稀酸)/%w(cl含汞废水)/10~6备注12月29日 6.4824.237449.22中班12月30日 6.4624.332728.08夜班12月30日 4.7624.645045.87早班12月30日 6.6825.147265.94中班12月31日108303.939800.1122702.920935.0 4.7124.353729.20夜班12月31日 4.6524.650081.20早班12月31日 3.8523.947932.50中班1月1日102211.09093.7 3.7624.550626.88夜班1月1日 4.7624.852467.88早班1月1日 3.9624.353817.66中班1月2日117987.621874.5 2.4623.859702.90夜班1月2日 2.5423.555306.70早班1月2日 1.0723.245752.10中班42第3期徐柯等:含汞废水中氯离子含量的有效控制措施回收与利用续表W 日期(线洗塔前)/仞(C】A线洗塔后)/w(C1b线洗塔前)/W(C】B线洗塔后)/⑷(Clj水)/叭C1稀酸)/^(ci含汞废水)/备注10f106106106%%1061月3日生产水23.644156.70夜班1月3日生产水23.451117.10早班1月3日40948.239725.1生产水22.927582.40中班1月4日生产水23.233237.00夜班1月4日生产水24.631570.00早班1月4日9090624604.38生产水25.143961.72中班1月5日停车25.342189.07夜班1月5日停车24.642472.69早班1月5日停车25.135470.72中班1月6日35098.4710777.71停车24.830312.32夜班1月6日停车24.325898.42早班1月6日 1.8124.630666.84中班1月7日0.724.829585.53夜班1月7日44333.9829443.72 3.0524.729798.24早班1月7日59206.5123753.51 4.8824.345379.50中班1月8日 5.9824.330720.02夜班1月8日 5.5824.537580.18早班表2含汞废水中氯离子含量监控跟踪数据(第2期)Table2Monitoring and tracking data of chloride ion in mercury-containing wastewater in second phase projectW 日期(%线洗塔前"仞(Clc线洗塔后)/切(C】d线洗塔前)/W(C1D线挽塔后)/如(C切水)/w(Cl稀酸)/⑷(C1含汞废水)/备注10-610610'6106%%10~612月29日 2.9022.328095.8早班12月29日6266.32649.8 1.8322.117519.5中班12月30日 2.8822.329004.1夜班12月30日 2.0721.923597.6早班12月30日25423.442252.9 1.7522.332584.9中班12月31日 2.9922.632244.7夜班12月31日 2.7522.428025.6早班12月31日29426.044316.3 2.8621.829922.3中班1月1日 2.2022.318063.3夜班1月1日 2.8422.427937.0早班1月1日22406.314110.3 2.7421.626962.0中班1月2日 2.4922.523913.1夜班1月2日 1.9522.627582.4早班1月2日49932.07135.10.3721.929276.0中班1月3日 1.3122.320243.7夜班1月3日 1.4922.124054.9早班1月3日15634.87126.114287.65353.4 2.6122.528592.8中班1月4日 1.3922.232634.5夜班1月4日 1.9222.637562.5早班1月4日13472.14608.9 1.0721.833042.2中班1月5日 1.0422.121768.1夜班1月5日 1.7421.325384.4早班1月5日26874.529698.8 2.3722.622619.0中班1月6日 1.3221.831216.4夜班1月6日 2.1321.932085.0早班1月6日 2.5222.328185.1中班43回收与利用聚氯乙烯2019年续表日期仞(Clc线挽塔勵)/106個(C】c线洗塔后)/106C】d线洗塔前)/106如(c】d线洗塔后)/106讥C1酸水)/%ci稀酸)/%侧(ci含汞废水)/10f备注1月7日 1.1921.925348.9夜班1月7日 1.4822.126252.9早班1月7日27365.126761.3 1.1421.627050.9中班1月8日 1.9522.326554.3夜班1月8日 4.0722.226252.9早班2.3酸溶液中氯离子含量定量分析合成酸系统有3种酸,分别为浓酸、稀酸、酸水,质量分数约为32%,24%、2%o由于盐酸为强电解质,盐酸的浓度就是氯离子的浓度,所以32%浓盐酸氯离子质量分数为(1x 32%)-1=320000x10_6,24%稀酸氯离子质量分数为240000x10^,2%酸水氯离子质量分数为20000xlO_60因含汞废水主要来自碱洗塔定期洗塔排出的废碱液,也就是含汞废水的原水是显碱性的(pH> 10),含汞废水处理装置要求废水的pH值在7左右,因此需要酸进行中和,如果使用盐酸中和含汞废水,会使大量氯离子带入含汞废水内(陕西北元化工分公司早期采用盐酸进行含汞废水原水中和,但氯离子引入过多,目前采用硫酸进行原水中和)。