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河北沧州大化集团有限责任公司1万吨/年单极式离子膜烧碱新技术开发项目环境影响报告书
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。
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。
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 t 1.67 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 m3 28.8 86.4×104 自采 6 电 Kwh 3100 9300×104 外购 表3-2 主要生产设备一览表
序号 设 备 数 量 1 化盐桶 2 2 道尔澄清桶 2 3 隔膜法金属阳极电解槽 66 4 氢气冷却塔 2 5 Ⅰ段钛冷却器 2 6 Ⅱ段钛冷却器 1 7 泡沫干燥塔 3 8 筛板干燥塔 1 9 氯压机 6 10 三效蒸发器 1 11 浸没蒸发器 3 12 闪蒸蒸发器 1 13 双级氨压缩机 3 14 合成炉 4 15 一、二级吸收器 4 16 锅炉 4 ?
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。
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。
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
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