引言
近幾年,中國氯堿行業發展迅速,燒堿產能、產量繼續穩居世界首位,成為名副其實的氯堿生產大國。2017年底,中國在產氯堿生產企業約170家,燒堿總產能約4 000萬t/a,據估算外排鹽泥約80萬t/a。鹽泥中含有大量殘留氯根,無序排放對環境影響較大,影響植被的生長,破壞排放地生態自然環境。隨著國家環保治理力度的加大,化工企業的環保壓力也隨之增加。國家對于高污染企業的管控措施日益嚴厲,《環境保護稅法》的出臺使得工業廢棄物綜合利用成為產污企業的首選,氯堿生產中鹽泥處理及綜合利用問題成為眾多氯堿化工企業關注的課題。
1當前鹽泥產生工藝介紹
1.1現狀介紹鹽水精制目前運用較多的有兩種主流工藝,一是預處理器+頗爾膜(或者是凱膜)工藝;另一個是陶瓷膜工藝。這兩種生產工藝成熟可靠,運行穩定,但沒有進行合理的鹽泥分離和處理,產生的混合鹽泥成分復雜,含鹽量高,難以利用,外排環保壓力大,不利于企業清潔生產。這兩種鹽水精制生產工藝產生的鹽泥主要成分都是CaCO3、Mg(OH)2和泥沙(硫酸根離子一般采用膜法脫硝方法去除),后續的鹽泥處理工藝均相同,先排入泥漿罐,再經過泥漿泵打入壓濾機制成泥餅,壓濾出的鹽水回收利用,泥餅一般由外協環保單位處理。本文主要介紹預處理器+頗爾膜鹽水精制工藝及其鹽泥的無害化處理方法,目前已經進入中試階段,獲得了初步試驗成果。
1.2工藝流程改造前頗爾膜鹽水精制工藝生產流程,化鹽后的粗鹽水添加次氯酸鈉、氫氧化鈉混合反應,然后經加壓溶氣罐添加三氯化鐵后送入預處理器,泥沙等雜質沉降,鎂泥上浮,流出的清液添加碳酸鈉后進入頗爾膜過濾器,過濾后的鈣泥與預處理器產生的鎂泥、泥沙等一起送板框壓濾機,頗爾膜過濾器出來的清液添加鹽酸及亞硫酸鈉后去一次鹽水罐。工藝流程示意圖見圖1。
2鹽泥綜合利用方法及工藝
2.1鹽泥處理難度和解決思路氯堿鹽泥無害化處理和綜合利用方法很多,主要是作為添加成分使用,比如粉煤灰制磚、制水泥,也有用來制造陶瓷顆粒的,都是按比例少量添加,過量添加會嚴重影響產品質量,其中主要原因就是因為氯根的存在影響了推廣使用;另外還由于泥沙等雜質的存在,粘度太大難于分離等原因限制了鹽泥的綜合利用。為解決鹽泥固廢問題,公司組織技術人員對此進行了專項研究和探討,結合當前現有氯堿生產工藝,制定了初步的實驗和解決方案,主要方法是:第一步先解決鹽水精制過程中產生的泥沙問題;第二步利用預處理器+頗爾膜鹽水精制工藝先除鎂后除鈣的生產特點,將兩種泥漿分別分離出來;第三步進行洗鹽,回收鹽 水;第四步是 鹽泥干燥,制成氫氧化鎂和碳酸鈣產品。經過近一年來的實驗,鹽泥的無害化處理工藝研究取得了較大進展。
2.2分析數據和改造后生產工藝流程
2.2.1分析數據在改造前分別取預處理器上排泥及頗爾膜排泥進行洗滌、過濾、烘干,對樣品進行分析,分析數據是在改造前頗爾膜生產工藝上采集的,沒有對原鹽帶入的不溶性固體雜質進行過濾分離處理,可以看出雜質含量較高,導致碳酸鈣及氫氧化鎂含量受到影響,純度較低,因此預先分離不溶性固體雜質很重要。
2.2.2改造后生產工藝流程為實現鹽泥各組分的有序分離,得到優質的碳酸鈣和氫氧化鎂產品,必須對原頗爾膜鹽水精制生產工藝進行改造。改造后頗爾膜生產工藝流程,在化鹽后的粗鹽水中加入次氯酸鈉,粗鹽水進入高效自清洗過濾器去除原鹽帶入的泥沙等固體不溶物,粗鹽水加入氫氧化鈉后經加壓溶氣罐送入預處理器;沉降泥沙等不溶性固體雜質后,與粗鹽水過濾器排出的泥沙等固體不溶物一起經過洗滌、壓濾后外排;預處理器中反應形成的鎂泥上浮,進入特制的鎂泥洗泥桶,待氯根洗滌合格鎂泥含量達到要求后送入板框壓濾機,壓濾后的鎂泥送入氣流烘干機,干燥后的氫氧化鎂經粉碎、過篩、包裝后外銷。預 處理器出來的清鹽水加碳酸鈉后去頗爾膜過濾器,過濾后鈣泥經自動離心機洗滌分離后去氣流烘干機。干燥后的碳酸鈣粉碎、過篩、包裝后外銷。頗爾膜過濾器出來的清液去一次鹽水罐儲存。生產過程中產生的洗水及板框濾液均回收用于化鹽。經過改造后,鹽泥中各組分得到有序分離,粗制鹽水過濾處理后產生的泥沙等固體不溶物濾渣含鹽量控制在0.3%以下,不列為工業廢物,無排放壓力;預處理器產生的鎂泥、頗爾膜過濾形成的鈣泥分別經洗滌離心(壓濾)回收、干燥處理,徹底分離,鎂泥和鈣泥選用技術先進可靠的閃蒸氣流干燥器,采用氫氣作為熱源進行干燥,產成物作為產品銷售。不僅解決鹽泥污染問題,同時還可回收鹽泥中的氯化鈉,降低氯堿生產原鹽消耗,為企業帶來一定的經濟效益。改造后鹽水精制工藝流程圖見圖2。
3改造后的效果
(1)鹽水工序生產運行平穩,回收了原來鹽泥帶走的部分氯化鈉,原鹽消耗降低。
(2)從鹽泥中分離的碳酸鈣和氫氧化鎂質量能滿足一般客戶需要。以10萬t/a(折百堿)計算,年可回收碳酸鈣約750t,氫氧化鎂約450t,回收氯化鈉約100t,減少外排鹽泥約2000t,實現了廢物再生和利用,減少企業固廢排放壓力。
4存在的問題
(1)鎂泥洗滌難度大,經常出現堵塞設備、難于分離問題,導致洗滌不徹底,產品中氯化鈉含量高,設備需停車人工清理等現象,還需進一步優化設備和工藝,采取合適的方法解決這個難題。
(2)陶瓷膜精制鹽水工藝生產的鹽泥還沒有利用起來,因為該工藝產生的鹽泥屬于混合物,不好分離,下一步爭取把這種混合物利用起來,采取合理工藝提高其純度,作為一種新產品推向市場。
(3)產成物純度不高,質量不穩定,雜質含量有時超標,這與設備、生產工藝和職工操作水平均有關聯,下一步需優化改進工藝和設備,加強自動化改造,提高職工操作水平,使生產和操作全面得到升級,把產品質量再提高一個檔次。
5結語實現清潔生產,發展循環經濟,節能減排是所有生產型企業日常管理的核心任務,氯堿企業作為高耗能企業,這方面的工作更是重中之重。生態環境部加大了對固體廢物的督查力度,加上環境保護稅法的調節作用,把鹽泥固廢的處理擺上了議事日程。該公司對氯堿鹽泥的無害化處理工藝已經取得了初步的成果,在綜合利用上邁出了有意義一步,目前雖處于中試階段,但是已經能夠實現把氯堿鹽泥變廢為寶,為企業創造利潤的目標,后續經過不斷的技術改進,生產工藝將更加完善,逐步解決掉遇到的問題。
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