Como o sistema de tratamento de gases de exaustão de cloro na indústria cloro-álcali pode ser otimizado e aprimorado?

O gás residual de cloro produzido como subproduto no cloro-álcali A indústria cloro-álcali é altamente corrosiva e tóxica. Se não for tratada eficazmente, representa sérios riscos para o meio ambiente e para a saúde humana. Atualmente, a maioria das empresas químicas cloro-álcali utiliza o método de absorção com soda cáustica para tratar os gases de exaustão. O sistema de tratamento de gases de exaustão requer melhorias relevantes no projeto do sistema, no controle do processo, no gerenciamento do meio filtrante e na modernização dos equipamentos. Essas medidas visam aprimorar a estabilidade operacional do sistema e o desempenho ambiental, fornecendo um caminho técnico viável para que as empresas cloro-álcali alcancem o tratamento eficiente dos gases de exaustão clorados e a utilização de recursos dos subprodutos.

Durante o funcionamento de células de eletrólise alcalinaO gás cloro úmido saturado a 85–90 °C é gerado continuamente e deve passar por resfriamento e compressão antes de poder ser usado como matéria-prima industrial. A equação de reação principal para o processo de absorção em solução alcalina, que atualmente é o padrão da indústria, é: 2NaOH + Cl₂ → NaClO + NaCl + H₂O. Este processo utiliza solução de hidróxido de sódio para absorver o gás cloro, gerando solução de hipoclorito de sódio com aplicações comerciais, atingindo assim o duplo objetivo de tratar gases de escape e produzir subprodutos.

1. Problemas operacionais existentes em sistemas de tratamento de gases residuais de cloro

Considerando as condições operacionais da produção de cloro-álcali, o sistema de tratamento por absorção de solução cloro-álcali existente enfrenta quatro grandes problemas que impactam diretamente a eficácia do controle ambiental e a segurança da produção, conforme detalhado abaixo:

2. Medidas de Otimização e Melhoria para o Sistema de Tratamento de Gases Residuais de Cloro

Para solucionar os defeitos de produção mencionados, desenvolvemos um plano de melhoria técnica sistemático e direcionado, baseado em princípios de processo e características operacionais dos equipamentos, para aprimorar de forma abrangente a estabilidade, a segurança e a eficiência na utilização de recursos do sistema de tratamento de gases de escape.

2.1 Adição de um sistema de recirculação de alto nível para melhorar a eficiência de absorção:

Um tanque de armazenamento de hipoclorito de sódio de alto nível foi adicionado para alimentar continuamente a torre de absorção secundária com o líquido de absorção por gravidade, permitindo uma reação secundária completa com o cloro residual gasoso. Este projeto prolonga o tempo de contato gás-líquido, melhora a eficiência da absorção de cloro, reduz o consumo de álcali, inibe a decomposição do hipoclorito de sódio, estabiliza o potencial redox e garante a qualidade do produto. O processo tradicional de absorção de estágio único no final da linha foi modernizado para um sistema de tanque de armazenamento intermediário com uma diferença de altura significativa, integrando múltiplas funções, como armazenamento intermediário de emergência, reação profunda e alimentação sob pressão constante. Utilizando o sistema DCS para alcançar o controle inteligente automatizado, um sistema de operação em modo duplo foi estabelecido: "tratamento homogêneo durante a produção normal" e "ventilação de emergência em caso de acidente". Isso fortalece a capacidade do sistema de responder a flutuações operacionais e acidentes repentinos, transformando o tratamento de gases de exaustão de um processamento passivo no final da linha para um modelo integrado de controle ativo do processo e recuperação de recursos.

2.2 Otimização dos parâmetros do processo para melhorar o desempenho em segurança:

O limite inferior para a concentração da solução alcalina circulante (NaOH) foi explicitamente elevado de um valor empírico amplo para, no mínimo, 6,0%, aumentando assim a capacidade de tamponamento químico do sistema e a tolerância a falhas operacionais. Durante a implementação, um analisador de concentração alcalina online (ou um medidor de pH/condutividade de alta precisão) é instalado no tubo de saída principal da bomba de circulação alcalina (em uma seção com temperatura estável e mistura uniforme). Os sinais de medição são transmitidos em tempo real por meio de um sinal de 4–20 mA para o sistema DCS. O programa da sala de controle compara continuamente o valor medido com a meta definida de ≥6,0% e implementa um mecanismo de resposta de segurança de dois níveis: um alarme sonoro e visual é acionado quando a concentração se aproxima do valor alvo; se cair ainda mais para um limite inferior, o programa de reposição alcalina é ativado automaticamente, abrindo proporcionalmente a válvula de reposição de álcali concentrado a 32%. Se o sistema estiver equipado com um dispositivo de diluição de água pura, a válvula de diluição é ajustada simultaneamente para evitar flutuações significativas na concentração. Após a mistura do suplemento alcalino pela bomba de circulação, a concentração é medida novamente pelo instrumento online, formando um sistema de controle em circuito fechado até que retorne à faixa especificada.

2.3 Atualize a tubulação de água purificada para evitar a formação de incrustações:

A fonte de água para preparação e reposição de álcalis no sistema de tratamento de gases de escape é totalmente substituída, deixando de ser água de processo rica em minerais, por água purificada com condutividade <10 μS/cm e uma concentração total de íons de cálcio e magnésio ≤0,50 mg/L. Isso elimina Ca²⁺, Mg²⁺ e outros íons na fonte, prevenindo a formação de incrustações como CaCO₃ e Mg(OH)₂ em superfícies como distribuidores de pulverização.

1) Construção de uma Rede Dedicada de Tubulações para Água Pura: Tubulações de UPVC, PPH ou aço inoxidável 316L são conectadas à saída de água produzida das unidades de osmose reversa ou troca iônica, isolando fisicamente o sistema do sistema de água de produção. Um medidor de condutividade e um medidor de vazão online são instalados na entrada da rede de tubulações. Os dados são enviados em tempo real para o DCS; quando a condutividade excede o limite, o sistema corta automaticamente o fornecimento de água e dispara um alarme, garantindo que a qualidade da água de reposição atenda consistentemente aos padrões.

2) Mistura Precisa e Prevenção de Incrustações: O tanque de preparação da solução alcalina utiliza uma válvula de controle elétrica conectada a um medidor de vazão mássica para misturar de forma automática e precisa água purificada com soda cáustica líquida a 32%. Um microramo contínuo de água de reposição, interligado com os níveis, a temperatura e as tendências de cristalização, é adicionado ao tanque de circulação. O DCS ajusta dinamicamente o volume de água de reposição com base na diferença de temperatura do trocador de calor, na queda de pressão da pulverização e na vazão de circulação, mantendo os sais em estado subsaturado. Isso proporciona uma prevenção contínua e de baixa intensidade de incrustações, evita perturbações causadas pela lavagem tradicional de alto volume e estabiliza a distribuição da pulverização, a eficiência da transferência de calor e as condições de operação da bomba de circulação, prolongando assim os ciclos de operação contínua.

A operação estável e eficiente da unidade de tratamento de gases de cloro é fundamental para a conformidade da produção e o desenvolvimento sustentável na indústria cloro-álcali, impactando também o meio ambiente e a saúde e segurança pública. Para superar as deficiências dos processos tradicionais de absorção de soluções cáusticas, medidas de otimização — como a adição de um sistema de tamponamento elevado, a otimização dos parâmetros de controle automatizado, a modernização do sistema de abastecimento de água purificada e a implementação de medidas de prevenção de incrustações e corrosão na fonte — podem resolver eficazmente os desafios de produção existentes. Essas medidas permitem o tratamento eficiente e em conformidade das emissões de gases de cloro, melhoram a qualidade dos subprodutos e garantem a operação estável do sistema a longo prazo, alcançando, assim, um tratamento eficiente das emissões de gases de cloro na indústria química cloro-álcali.

PERGUNTAS FREQUENTES:

1. Quem somos nós?
Estamos sediados em Anhui, China, e, desde 2011, vendemos para o Sudeste Asiático, América do Norte, Europa Oriental e Sul da Ásia.