Описание технологических процессов обесхлоривание анолита при вакуумметрическом давлении, очистки рассола и компримирование и очистка водорода от ртути

4.  Описание  технологического  процесса  и  схемы

4.1.  Описание технологического процесса.

Технологический процесс производства состоит из следующих стадий:

-  обесхлоривание анолита при вакуумметрическом давлении;

-  приготовление химических растворов;

-  очистка рассола;

-  компримирование и очистка водорода от ртути;

синтез хлористого водорода и получение кислоты соляной синтетической

-  технической;

-  фильтрация едкого натра;

-  приготовление едкого натра для производства гипохлорита натрия;

-  абсорбция абгазного хлора;

-  каталитическое или химическое разрушение гипохлорита натрия.

4.1.1.  Обесхлоривание анолита.

Обесхлоривание анолита производится для предотвращения вредно­го воздействия хлора на процесс электролиза водного раствора хлорида натрия и его очистку.

Обесхлоривание анолита осуществляется при вакуумметрическом давлении (минус 60 ¸ минус 70) кПа (-0,6 ¸ -0,7) кгс/см², при котором подкисленный анолит с массовой концентрацией хлористого водорода 0,05¸0,15 г/дм³ и хлора 0,4¸0,6 г/дм³, температурой 80¸90^оС вскипает в вакуум-колоннах с вы­делением влажного хлоргаза.

После вакуумного обесхлоривания анолит с массовой концентрацией свободного хлора не более 20 мг/дм³ подщелачивается раствором едкого на­тра с массовой долей гидроксида натрия 18¸22% до избытка гидроокиси 0,01¸0,1 г/дм³ и подается на донасьщение твердой поваренной солью на вы­парную установку.

При повышенном содержании хлора и с целью исключения накопле­ния амальгамных ядов в рассольно-анолитном цикле предусмотрено полное химическое обесхлоривание дозировкой в насыщенный рассол раствора гид­росульфида натрия с массовой долей гидросульфита 1¸8% до избытка послед­него в рассоле не более 15 мг/дм³.

4.1.2.  Очистка рассола.

Насыщенный рассол с массовой концентрацией NaСl 280¸305 г/дм³ после установки донасыщения поступает на очистку от ионов Са⁺², Мg⁺², Fe⁺³, а также от амальгамных ядов. Ионы вредных для процесса электролиза метал­лов выводятся дозировкой в рассол раствора едкого натра с массовой долей гидроксида натрия 18¸22%, раствора соды кальцинированной с массовой концентрацией углекислого натрия 80¸200 г/дм³, раствора гидросульфида натрия с массовой долей основного вещества 1¸8%.

Химизм процесса очистки рассола описывается реакциями:

Mg⁺² + 2NaOH ®Mg(OH)₂ + 2 Na⁺

Fe⁺³ + 3NaOH ® Fe(OH)₃ + 3Na⁺

Ca⁺² + Na₂CO₃ ® CaCO₃ + 2Na⁺

Cr⁺² + NaHS ® CrS¯ + Na⁺ + H⁺

4NaClO + NaHS ® 4NaCl + NaHSO₄

Рассол проходит через отстойник «Дорра», после чего поступает на фильтрацию через две последовательно работающие стадии (первая стадия – механические фильтры, вторая – листовые фильтры ЛВАЖ-250Т) и поступает в емкость очищенного рассола.

4.1.3.  Охлаждение, компримирование и очистка водорода от ртути.

Водород из цеха электролиза, пройдя теплообменники, компрессором поз.715_1,2,5,6 подается на очистку в адсорберы поз.710_1-3, 750_1-3, заполнен­ные химическим поглотителем ХПР-ЗП, который адсорбирует пары ртути. Очищенный от ртути водород подается на синтез хлористого водорода, а из­быток сбрасывается в атмосферу.

4.1.4.  Получение кислоты соляной синтетической.

Производство синтетической соляной кислоты осуществляется в две стадии.

Синтез хлористого водорода при взаимодействии газообразного хлора и водорода по реакции: Сl₂ + Н₂ ® 2НСl, реакция протекает в избыт­ке водорода до 10% об.

Получение соляной кислоты осуществляется в результате изотерми­ческой абсорбции образовавшегося хлористого водорода водой, выделяющее­ся тепло при абсорбции хлористого водорода водой отводится за счет тепло­обмена с оборотной водой, полученная соляная кислота собирается в сборник поз.1505, откуда откачивается потребителям.

4.1.5.  Узел фильтрации едкого натра.

          Фильтрация едкого натра осуществляется на листовых фильтрах ЛВАЖ-125 К2. В качестве фильтрующего элемента используется хлориновая или полипропиленовая ткань с нанесенным на нее намывным фильтрующим слоем. Отфильтрованный едкий натр имеет коэффициент светопропускания не менее 90%. Технологической схемой фильтрация едкого натра предусмотрена в одну стадию.

4.1.6. Утилизация хлора и всех хлорных абгазов хлорного производства.

Абсорбция хлорных абгазов осуществляется в двух аппаратах ко­лонного типа, работающих последовательно по газу, 18÷22% раствором едко­го натра по реакции:

Сl₂ + 2NaOH ® NaClO + NaCl + H₂O

При срабатывании едкого натра до 20 г/дм³ в орошающем растворе,
гипохлорит натрия подвергается каталитическому или химическому разруше­нию по реакциям: 

                                                                     кат.

2NaClO ® 2NaCl + O₂­

                                                                      t^о

4NаС1О + NaHS = 4NaCl + NaHSO₄, после чего раствор сбрасывается в канализацию минерализованных сточных вод.

4.2.       Описание технологической схемы производства.

4.2.1.    Обесхлоривание анолита. Технологическая схема № 1.

Анолит из цеха электролиза с температурой 80¸90^оС, массовой кон­центрацией хлористого водорода 0,05¸0,15 г/дм³ и хлора не более           0,6 г/дм³ по­ступает в параллельно работающие вакуумные колонны поз.301_1,2,4, заполнен­ные кольцами Рашига. С помощью вакуумного насоса поз.311_1-2 в колоннах поз.301_1,2,4 создается вакуумметрическое давление (минус 60 ¸ минус 70) кПа (минус 0,6 ¸ минус 0,7) кгс/см², при котором анолит вскипает с выделением влажного хлоргаза. Влажный хлоргаз, пройдя конденсатор поз.309_1,2,4, сепаратор поз.310_1,2,4, освобождается от влаги и вакуумным насосом поз.311_1-2 подается в отделение осушки хлора цеха электролиза, объемная доля хлора при этом должна быть не менее 96%. Периодически из трубопровода после отделителя поз.312 хлор­ная вода отводится в емкость поз.333.

Хладоносителем для конденсатора поз.309_1,2,4 служит оборотная вода водооборотной системы производства. Хлорная вода из сепаратора поз.310_1,2,4 самотеком сливается в емкость хлорной воды поз.333, откуда насосом поз.334_1-2 снова возвращается в вакуумную колонну поз.301_1,2,4.

Рабочей жидкостью вакуумного насоса поз.311_1-2 является хлорная
вода, которая циркулирует по схеме: вакуумный насос поз.311_1-2 ® водоотделитель поз.312 ® холодильник поз.313 ® вакуумный насос  поз.311_1-2. Избыток хлорной воды из водоотделителя поз.312 самотеком поступает в емкость хлорной воды поз.333.

Первоначальное заполнение вакуумного насоса поз.311_1-2 предусмот­рено речной водой.

Из вакуумной колонны поз.311_1,2,4 анолит через затвор поз.302_1,2,4 по­ступает в емкость поз.304_1-2, откуда насосом поз.305_1-3 обесхлоренный анолит подается на донасыщение кристаллической солью в корпус 106 цеха № 22. Расход анолита на донасыщение измеряется и регистрируется на щитовой КИПиА-1.

Для полного связывания молекулярного хлора и создания избытка едкого натра 0,01¸0,1 г/дм³ в анолите ведется дозировка раствора едкого натра массовой долей последнего 18¸22% в коллектор нагнетания насоса поз.305_1-3. Дозировка раствора ведется по показанию рН-метра и результатам аналитического контроля путем увеличения или уменьшения производительности дозировочного насоса поз.265_1-2.

          Схемой предусмотрена дозировка раствора едкого натра с массовой долей основного вещества 18¸22% из емкости поз.320 насосом поз.319.

Уровень в емкости поз.304_1-2 поддерживается постоянным с помощью регулирующего клапана, установленного на трубопроводе нагнетания поз.305_1-3. При минимальном 20% и максимальном 80% уровнях в емкости поз.304_1-2 срабатывает светозвуковая сигнализация на щитовой КИПиА-1.