自來水廠投氯室漏氯吸收裝置的改進

自來水廠投氯室漏氯吸收裝置的改進夏紅衛(wèi)何敬華提要利用鐵元素在不同價態(tài)時的氧化還原性來吸收自來水廠投氯室泄漏的氯氣，對原有采用燒堿溶液吸收氯氣的裝置進行改造，達到簡化裝置、無需更換吸收液、提高吸收率及不污染環(huán)境的目的。關鍵詞自來水廠漏氯吸收裝置改進ImprovementofLeakedChlorineAbsorptionApparatusinWaterworksXiaHongweietalAbstract:TheexistingcausticsodasolventprocesshasbeenreplacedbyafacilitybasedontheoxidationorreductionofFeofdifferentvalencestoabsorbthechlorineleakageinthechlorinationhouseofwaterworks.Thestructureofthenewprocessissimpleandtheregularchangeofsolventisavoided.Alsoitismucheffectiveandfreeofenvironmentalproblems.0前言在我國給水廠大多采用氯氣作為消毒劑。而氯氣是一種劇毒氣體，對人、畜、植物等具有極強的殺傷力，當空氣中氯氣濃度達到1/1000時，人就會立即死亡。因此，在使用氯氣的過程中，必須采取嚴密的防護措施，建立可靠的漏氯吸收系統(tǒng)，以防氯氣泄漏造成重大事故。近期，我們對本廠原來使用燒堿作吸收液吸收氯氣的漏氯吸收裝置進行了改進，改為使用鐵鹽溶液作吸收液，使吸收裝置更簡便、經(jīng)濟和環(huán)保。1原有漏氯吸收裝置簡介1.1吸收原理當投氯室發(fā)生漏氯事故，液氯自氯瓶跑出流到大氣中，壓力驟然降低，吸收環(huán)境中的熱量而迅速氣化，以氫氧化鈉(俗稱燒堿)溶液作吸收液，氯與氫氧化鈉反應，生成較穩(wěn)定的次氯酸鈉、氯化鈉和水。其化學反應式如下：Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O (1)1.2工藝流程氯吸收工藝流程如圖1。圖1以燒堿為吸收液的氯吸收工藝流程投氯室漏氯時，安裝在氯庫的氯氣檢測器自動報警，吸收系統(tǒng)同時自動啟動投入運行。鼓風機從地溝中將含有氯氣的空氣抽出，壓入堿液槽頂部，氣體從第一吸收塔底部上升，此時堿液泵從堿液槽中抽出燒堿吸收液，從塔頂噴淋而下，兩者在填料中相互接觸，一部分氯氣被堿液吸收，其余的通過聯(lián)通管進入第二吸收塔底部，再進行第二次吸收，尾氣從第二吸收塔頂通過尾氣管道排入大氣。1.3吸收裝置的特點及缺陷吸收液采用氫氧化鈉溶液，為一次性吸收，即吸收一定量的氯氣與之反應后，燒堿溶液便失去吸收能力，需定期更換吸收溶液和清洗堿液槽。應用吸收塔使堿液與氯氣接觸，面積有限，均勻性低，吸收效率難以提高，約在90%左右。而且，必須依靠耐堿泵來抽送堿液，工序不夠簡便，堿液泵每使用一次，都會出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，又導致了機械設備的定期維修和保養(yǎng)問題。尾氣直接排入大氣，未吸收盡的氯氣對環(huán)境產(chǎn)生一定的污染。2改進后的漏氯吸收裝置2.1吸收原理當液氯進入大氣氣化成氯氣時，以氯化亞鐵溶液和廢鐵屑組成的吸收液與氯氣發(fā)生氧化還原反應，氯氣將二價鐵氧化成三價鐵，三價鐵又被吸收液中的鐵粉還原成二價鐵，繼續(xù)吸收氯氣，形成循環(huán)吸收。其化學反應式如下：2FeCl2+Cl2=2FeCl3 (2)2FeCl3+Fe=3FeCl2 (3)2.2工藝流程改進后的氯吸收工藝流程見圖2。圖2改進后的氯吸收工藝流程一旦投氯室發(fā)生漏氯事故，PLC控制系統(tǒng)會自動報警并啟動鼓風機抽吸帶氯氣的空氣壓入吸收槽，同時對吸收槽中的氯化亞鐵吸收液起氣體攪拌作用，并通過長柄濾頭布氣，對鋪設在濾頭上的鐵屑層進行攪動，一方面使氯化亞鐵吸收液與氯氣充分接觸而吸收；另一方面使經(jīng)氯氣氧化后的三氯化鐵被鐵屑充分還原成氯化亞鐵，繼續(xù)參與吸氯反應，尾氣通過回收管回到投氯室，形成一個閉路循環(huán)吸收系統(tǒng)。2.3改進后的氯吸收裝置的特點及優(yōu)化吸收液是以工業(yè)鹽酸浸泡過量的廢鐵屑而組成，兩者反應生成氯化亞鐵，配成20%濃度溶液，對氯氣進行吸收。過量的廢鐵屑是為了防止氯化亞鐵繼續(xù)氧化成三氯化鐵和將亞鐵吸收氯氣后氧化成的三價鐵還原成亞鐵，繼續(xù)參與吸氯反應。這種吸收液制作方法簡單，生產(chǎn)成本低，它根據(jù)不同價態(tài)鐵元素的氧化還原反應原理，可多次循環(huán)使用，無需更換，不老化，不變質，腐蝕性小，可吸收任何濃度氯氣。省去了原有吸收裝置中的吸收塔和堿液泵，改為吸收槽(槽體積根據(jù)需要而定)。鼓風機直接向吸收槽送氯氣，安裝長柄濾頭使布氣均勻，這樣使氯氣與吸收液充分