离子交换工艺生产除盐水的过程中如何减少HCL的逸散

王岩 郭天宇

【摘要】兰州石化地处兰州市大气排放严管区，对空气中各类颗粒物管控标准十分严格，根据《大气污染物综合排放标准》中对颗粒物HCL的限值是50 μg/m3（日均），60 μg/m3（时均）。

【关键词】离子交换工艺  HCL  逸散

引言：兰州石化地处兰州市大气排放严管区，对空气中各类颗粒物管控标准十分严格，根据《大气污染物综合排放标准》中对颗粒物HCL的限值是50μg/m3（日均），60μg/m3（时均）。

动力厂动力车间除盐水装置主要采用离子交换工艺制取除盐水，阳床再生液为盐酸，阴床再生液为氢氧化钠，当阳床运行一个工作周期失效后，再生用盐酸通过计量罐、计量泵诸如喷射器后与再生来水充分按一定比例混合，进入阳床再生。此外为便于生产调节，装置配有相应的盐酸卸车设施、盐酸储罐及配套输送泵、管道。

因此不论是在生产运行过程中还是正常的接卸、存储期间，盐酸都有可能会发逸散出HCL颗粒物，造成装置边界大气污染物超标。

一、盐酸酸雾的危害及抑雾方式

（一）HCL酸雾的危害

盐酸挥发的气体吸入呼吸道是有害的。浓盐酸（发烟盐酸）会挥发出酸雾。盐酸本身和酸雾都会腐蚀人体组织，可能会不可逆地损伤呼吸器官、眼部、皮肤和胃肠等。会强烈的刺激人的呼吸黏膜，眼睛，严重的时候会出现角膜浑浊、嘶哑、窒息感、胸痛、鼻炎、咳嗽，有时痰中带血。盐酸雾可导致眼脸部皮肤剧烈疼痛鼻子等。

离子交换工艺生产除盐水会使用大量的盐酸作为再生剂，在盐酸使用过程中，会有大量氯化氢气体产生。氯化氢气体溶于水后形成酸性水会造成腐蚀等影响。

因此，减少HCL的逸散可以减少对周边环境的破坏，降低对人体的损伤，同时可以减少对设备的腐蚀，延长设备使用寿命，减少腐蚀、泄漏。

（二）现在主流的几种酸雾抑制方式优劣简介

（1）酸雾吸收器。酸雾吸收器为固定式免维护设备，根据HCL极易溶于水的特性，采用逆流喷淋结构将HCL颗粒溶于水形成稀盐酸进行收集。优点是结构简单，免维护。缺点是仅适用于静态存储，无法去除在动态生产中产生的HCL颗粒。

（2）封闭罩式吸收器。该吸收器采用全封闭玻璃钢结构，通过水洗、过滤捕获HCL颗粒，优点是可以全过程控制逸散的HCL颗粒，缺点是占地大、费用高。

（3）使用抑雾剂进行抑雾。盐酸抑雾剂用于抑制盐酸酸雾的挥发产生，同时减缓或抑制盐酸对金属的腐蚀，与盐酸具有良好的协同效果，适用于各种浓度下的盐酸使用。优点是属于主动抑雾措施，可在生产全过程中发挥作用，缺点是不同抑雾剂对离子床工艺的长、短期影响不同，需进行试验后方可确定。

二、化学水装置离子交换工艺制除盐水中酸雾抑制及吸收的流程现状

（一）酸雾可能溢出的因素

经过理论分析、流程排查和现场设备实际查看，并结合操作人员的反馈，可将以下几点列为除盐水装置盐酸酸雾逸出的主要因素：①泄漏。盐酸存储及转运设备的泄漏是盐酸酸雾逸出的主要途径，尤其是盐酸储罐液位计接口、转运泵机封泄漏、管线腐蚀泄漏及法兰泄漏是主要的泄漏途径。虽然装置在盐酸储罐配有酸雾吸收器，但对于泄漏带来的酸雾是无法处理的。②卸酸及转运过程中由于盐酸激荡造成的酸雾。卸酸及转运过程中由于盐酸激荡造成过量酸雾会超出原有盐酸酸雾吸收器的吸收能力，部分盐酸酸雾会由罐体或者工艺设备的连通口排向大气。这是造成HCL颗粒超标的另一主要原因。③挥发。离子交换床在使用盐酸进行再生的过程中会有极少HCL颗粒挥发逸散。

（二）酸雾吸收措施现状

化学水装置现有酸雾抑制措施仅有两具盐酸酸雾吸收器，分别安装在高低位盐酸储罐上，且此类酸雾吸收器仅针对抑制静止状态下盐酸酸雾挥发而设计，抑雾能力有限。

（三）酸雾抑制措施现状

化学水装置未使用酸雾抑制措施。

三、如何对酸雾抑制及吸收工艺优化及预期效果

根据对化学水装置的实际情况调研以及咨询其他同类型装置抑雾的方法，结合兰州石化及兰州地区的特点，可以明确使用HCL酸雾抑制剂可以明显降低HCL颗粒的逸散，改善装置界区空气质量。

（一）HCL酸霧抑制剂

（1）HCL酸雾抑制剂使用条件。酸雾抑制剂可在10℃～60℃之间正产使用，作为添加的温和型辅剂可直接按照比例加注在盐酸储罐中，持续发挥作用。满足化学水装置现有盐酸转运、存储、接卸工艺流程及要求。

（2）HCL酸雾抑制剂对现有工艺可能造成的影响。经过与多家药剂厂家及使用单位对接，交流，均反馈酸雾抑制剂的相融性及分散性好，不会对树脂造成影响。同时酸雾抑制剂主要由低分子聚合物组成，成分中无影响除盐水水质的钙镁钠铁铜等离子，且PH接近中性，对现有离子交换工艺制水影响较小。

（3）HCL酸雾抑制剂是否存在其他不利影响。由于调研时间较短，咨询的几家单位工艺与我单位不尽相同，因此其他不利影响仍需进一步调研。

（二）HCL酸雾吸收器

（1）现有酸雾吸收器的性能是否满足装置处理需求。经过查阅设计资料，现有两具盐酸酸雾吸收器均按照吸收静态存放定量盐酸挥发的酸雾设计的处理能力，未考虑在接卸、输转过程中盐酸激荡产生大量酸雾的工况，因此不能满足处理需求。此外对于存储、输转系统外漏产生的酸雾，酸雾吸收器也无法处理。

（2）如何对现有酸雾吸收器进行改造提升效果。重新对现有盐酸酸雾量进行核算，充分考虑接卸、输转造成盐酸激荡而增加的酸雾总量，适当富余处理能力，保证极端情况下的处理效果。

（三）预期效果

使用盐酸酸雾抑制剂配合对现有酸雾吸收器进行改造，同时加强盐酸储存、输转过程的管理及漏点的消除，可以在不改变除盐水装置工艺流程的前提下，不对产品质量造成影响而大幅度降低动态生产中产生的HCL颗粒，使环保指标得到保障，装置界区空气质量得到明显好转。

四、结论

（1）HCL酸雾抑制剂是一种可有效减少HCL逸出并且满足离子交换工艺使用的环保用辅剂。

（2）装置现有设备存在较多的HCL逸出因素，须加强对相关转运、使用的管理，并对泄漏及时处置。

（3）HCL酸雾抑制剂也是一种发生HCL大量泄漏时的应急处置手段。