高 龙，郝建兵，胡海龙

（陕西北元化工集团股份有限公司，陕西 榆林 719319）

引言

随着我们国家氯碱化工生产的快速发展，以往普遍使用的生产方式以及设施已经无法满足新形势的需求。尤其是生产过程中大量废氯气的产生，如果不进行一定的处置就直接排入大气，不仅仅对生态环境造成了污染，更是直接威胁到生产员工的人身安全。因此，在氯碱化工企业生产中进行及时有效的废氯气的处理工作至关重要，尤其是面对国家绿色发展的要求，结合适宜的处理方法进行废氯气处理，能够推动氯碱化工企业高效运转，实现更高的经济效益，同时推动整个氯碱化工行业高质量发展。

1 氯碱化工生产废氯气处理的必要性

1.1 氯碱化工行业概述

氯碱化工主要是借助盐与电进行烧碱、氢气等生成的基本化学工业产业，在很多的领域诸如纺织、钢铁、冶金等都有着具体的应用。但是在实际生产过程中会伴随着大量的废氯气产出，形成严重的生态破坏以及较大的不良影响。一是由于氯气强烈的毒性，会对人体造成巨大的伤害，如果在生产过程中员工不慎吸入氯气，很可能造成严重的中毒现象，产生严重的后遗症。二是氯气直接排放到空气中，会严重破坏臭氧层。溶于水产生的次氯酸物质，对陆地植被有毒害，危害居民安全，破坏生态环境。因此对氯碱化工中废氯气的处理至关重要。

1.2 氯碱化工废氯气处理的必要性

氯碱化工作为我国重要化工行业生产原料的供应，对于经济发展具有重要意义。而鉴于氯气巨大的损害性，为了推进氯碱化工生产顺利进行，就要采取科学、合理的处理方式，进行废氯气的处理。氯碱工业在生产过程中会生成有毒有害的废弃物，因此化工行业是一个污染较为严重的行业，如果废弃物得不到有效处理，将会造成严重的后果。随着当前绿色化工的生产理念逐渐受到各界的广泛关注，各种各样的废氯气处理方法也逐渐丰富。

2 废氯气处理的工作原理

氯气作为一种具有强烈毒性的物质，在空气中的质量浓度不能够超过1 mg/m3，否则会对人员造成严重的机体损害，出现中毒的现象。并且，如果在空气中的浓度超过一定范围，还会造成严重的爆炸事故，威胁氯碱化工企业的生产安全。因此，通过采取废氯气处理方法以及设置废氯气处置装置，进行废氯气的处理。目前氯碱化工生产中废氯气的处理主要采用吸收原理，也就是借助浓度（质量分数）约为15%左右的氢氧化钠进行氯气的吸收，具体反应为：2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O+106kJ。这一原理具有一定的生产附加价值，但是也有一定的缺陷。氯气在水中溶解有一定的范围，因此，需通过高效的规划确保能够进行全部处理，避免出现氯气吸收不完全，造成泄露的问题。此外，还有一种原理就是利用氯气的氧化还原，进行其他工业原料的制备。但是，该方法有较高的系统建设要求，还需要一些高温、高压或者催化剂的共同作用[1]，相应成本投入也较大。

3 氯碱化工生产中废氯气的处理方法

3.1 碱液吸收法

碱液吸收法就是借用氢氧化钠与氯气发生反应，最终生成NaClO、NaCl 以及水等，从而避免废氯气的排放。反应生成的NaClO 还是漂白剂的主要成分，能够进行漂白剂的生产。但是因为这一反应是放热反应，在化学反应的时候会释放大量的热量，因此，在进行化学反应的时候要及时进行热量处理，避免因释放大量的热量而造成危险，或者由于反应中温度的变化，影响化学反应的效果。而且在这一方法中，如果氯气通入量过多，会造成NaClO 的分解，又产生氯气。因此，要严格控制NaOH 溶液中的含量（质量分数），一般情况下需要低于1%。

在具体的氯碱生产工作当中，基本上都会配置二级塔，提高废氯气的处理效率。通过一级主塔与二级辅塔相配合的方式，进行废氯气的处理，保障废氯气的处理效果。对于放热反应中温度的变化，通常采用冷却器装置进行反应温度的管控，结合氯气压力系统的数据监测，保证废氯气处理的完全性，避免氯气泄露问题的出现。该方法对废氯气的吸收速度较快，运行效率较高，处理工艺流程不复杂，应用相对较多。但是，成本相对较大，对于反应产物的回收比较难解决，在产物回收再利用与排放方面存在较大的难题[2]。

3.2 盐酸合成法

盐酸合成法主要是将废氯气干燥并净化后，加入适宜的H2，生成HCl，而HCl 遇水则会生成盐酸。该方法中废氯气的纯度较低，并不能直接进行反应，因此经常需要借助一套相对较为完整的废氯气的干燥、净化系统，保证反应的顺利进行。在进行盐酸合成的时候，需要重点关注几个方面：一是控制好废氯气与H2的压力，进行高质量废氯气的收集与处理工作。二是要保证废氯气的净化程度以及液化情况，确保反应能够顺利进行。三是要时刻通过相关设备的运行参数与状况，及时进行H2或废氯气的调控，保证盐酸反应的生成效果。四是当停止反应时，要逐步减少废氯气和H2，直到全部数值清零后，再关闭通道，避免残余的有害气体排出。这种处理方法的优点在于，能够借助H2与氯气的循环反应，提高原料的使用效率，缺点是对生产技术要求较高，相应的成本也较大[3]。

3.3 液氯生产法

当氯碱化工生产中生成废氯气的纯度较好的话，就可以进行液氯的生成。而液氯作为一种最常用、且消毒效果较佳的消毒剂，在日常生活中的使用量较大。通过生成液氯的方式，还能够有效提升废氯气的工业价值，从而带动附加产业的经济效益。进行液氯生成的过程包括加入干燥剂、冷却、施加压力、氯气液化，最终进行产品包装。但是这种处理方式只能应用于氯碱生产企业或者冶金企业。该处理方法对废氯气的纯度要求很高，实际应用价值并不高。液氯生产法的优点是产出物具有一定的日常应用价值，能够为企业形成一定的附加产业价值。缺陷是应用难度较大，要求较高，应用局限性很大[4]。

3.4 水吸收法

水吸收法的原理是将废氯气溶到水中，反应生成H-、Cl-以及ClO-等，这种处理方式只能够进行低浓度废氯气的处理。由于氯气溶于水的程度有限，并且受到周围光照、温度等环境因素影响较大，容易造成氯气的挥发。所以如果当废氯气的浓度较大时，就会因不能及时溶于水而造成大量的氯气挥发，形成严重污染。该方法局限性很大，一般情况下不建议使用[5]。

4 结语

氯碱化工生产中产生的大量废氯气会对生产人员和附近居民的生命安全以及生态环境造成严重威胁。因此，在氯碱化工企业生产过程中，进行废氯气处理方法的研究并选择合适的废氯气处理方式至关重要。氯碱化工企业一定要结合自身生产与发展的实际选择适宜的处理方式，切实保证企业废氯气处理的高效性。