环评中的污染治理对策分析－以磺酰胺为例
环境评价中的清洁生产与污染控制对策分析
－以某化工厂磺酰胺生产为例
摘要：在建设项目环境影响评价中，工程分析是一个很重要的环节。以某精细化工厂生产100t/a磺酰胺产品为例，通过环境评价中的工程分析，找出生产工艺中存在的问题，提出污染控制对策，为企业生产中控制污染物排放量，减轻末端治理的难度和降低生产成本提供工艺改进需要努力的方向。
1 前言
在建设项目环境影响评价中，工程分析是一个很重要的环节。以某精细化工厂生产100t/a磺酰胺产品为例，通过环境评价中的工程分析，找出生产工艺中存在的问题，提出污染控制对策，为企业生产中控制污染物排放量，减轻末端治理的难度和降低生产成本提供工艺改进需要努力的方向。
2 原辅材料消耗
磺酰胺生产过程中的实际消耗原料如表1所示。
表1 原料消耗表
3 工程分析
3.1 氯磺化反应
主反应
分子量 191.00 116.53 289.51 18.02
投入（t/a） 104.8 586.7 0 0
反应（t/a） 82.5 50.3 125.0 7.8
剩余/产出（t/a） 22.3 536.4 125.0 7.8
本步理论单耗（t/a）0.6597 0.4024
本步实际单耗（t/a）0.8384 4.6936
过量倍数 1.271 11.664
反应结束后加H2O 952t/a，过量HSO3Cl发生水解副反应。
副反应 HSO3Cl + H2O → H2SO4 + HCl
投入（t/a） 536.4 959.8
反应 （t/a） 536.4 82.9 451.2 168.1
剩余/产出（t/a） 0 867.9 451.2 168.1
水解结束后，过滤，再加476（t/a）水洗涤，所有无机酸、水及绝大部分未反应有机物（按全部计算）、少量有机产物进入废水中，合计废水量1995.1t/a。
废水组成：COD 23000mg/l、H2SO4 22.6%、HCl 8.4%，为强酸性废水。
3.2 氨化反应
分子量 289.51 51.10 287.12 53.49
投入（t/a） 125 104.76(100%)
反应（t/a） 118.8 20.97 117.82 21.95
剩余/产出 6.20 83.79 117.82 21.95
理论单耗 0.1780(按100％计)
实际单耗 0.8892(按100％计)
过量倍数 5. 0倍
多余83.79t/a NH3（相当于20%氨水418.95t/a），要用蒸氨的办法蒸出，耗费能量，不然酸化时浪费酸，且对下一步反应也不利。
水质水量分析：………………
3.3 酸化反应
分子量 287.12 36.46 270.09 53.49
投入 117.82 50.93(110％)
反应 108.53 13.80
剩余/产出 9.29 37.15 102.09 20.22
理论单耗 0.1350
实际单耗 0.4989
相当于理论量的 3.70倍
水质水量分析
a、粗结晶离心抽滤母液590.7t/a，HCl 29.04t/a（4.9%），CODcr 29600mg/l，NH4Cl 55t/a（9.4%）。
b、若减少投料比至理论值的1.5，可减少HCl投量为30.6t/a（100%），相当于31%盐酸为98.8t/a。抽滤母液的酸性基本上消除，与上步反应剩余的NH3中和生成NH4Cl。
4 清洁生产方案分析
4.1 氯磺化工序
1、母液和洗涤水应分开，洗涤水污染物浓度低，比较好处理。高浓废水和低浓度废水分流。
2、母液1518.9t/a，强酸性、H2SO4 29.7%、HCl 11.07%、COD 30600mg/l、酸度40.77%。
3、母液不外排，蒸发回收HCl制成25%盐酸，回收率95%，可回收HCl 160t/a，得25%盐酸638t/a。
4、若调整配料比，减少HSO3Cl投料量，调整为86.3t/a（理论量的两倍）。则可减少HSO3Cl用量500.4t/a（削减85.3%），这时，母液量1018.6（t/a）。
组成：COD 45600mg/l、H2SO4 2.97（30.28%）、HCl 1.12%（11.38t）。
减少：H2SO4生成420.92t，削减93.3%
HCl生成156.72t，削减93.3%
母液的处理难度和成本大大降低。
5、若苯甲酸不过量，减少投入20t/a，则基本用完，只余下2.3t/a，母液COD可下降至4700mg/l。
4.2 氨化反应工序
a、设蒸出NH380t/a（回收率95%），用水冲泵抽出成废水。若废水NH3浓度为1%（即10000mg/l），产生废水量为8000t/a，若进行回收，制成20%的NH3-H2O，得400t/a氨水。
b、若调整投料比
NH3投料为理论值2倍，即37.78t/a，减少66.98t/a 100%NH3的消耗。减少投料量64%。
反应剩余的NH3减少为16.85t/a，减少80%余NH3，设蒸出15t/anh3（回收90%），生成10000mg/l含NH3废水约为1500t/a，废水发生量减少81%；制成20%NH3-H2O得75t/a，蒸NH3釜液中NH3浓度为1.65t/a，减少60%。
4.3 酸化反应工序
a、粗结晶离心抽滤母液590.7t/a，HCl 29.04t/a（4.9%），CODcr 29600mg/l，NH4Cl 55t/a（9.4%）。
b、若减少投料比至理论值的1.5，可减少HCl投量为30.6t/a（100%），相当于31%盐酸为98.8t/a。抽滤母液的酸性基本上消除，与上步反应剩余的NH3中和生成NH4Cl。
5 污染控制对策分析
综上所述，该产品产量不大，化学反应步骤不多，但是污染却相当大，主要是物料消耗大，1386.7t/a，总单耗为13.867t/t产品。每步反应的物料配比不合理。无HSO3Cl、NH3和HCl等物料使用过量大多，副产的H2SO4、HCl和剩余NH3较多，使废气、废水排放量大，且COD、无机盐高，酸性强，处理难度大。费用高，企业较难承受。
该项目污染控制的基本方向是：
（1）积极推行清洁生产，进行工艺改革，减少物料单耗，不仅可降低生产成本，还可大幅度降低污染物排放，降低污染防治难度和末端治理费用。
（2）进行物料回收，综合利用，如HCl、NH3和NH4Cl的回收利用。H2SO4也应用回收利用，但难度较大。
（3）末端治理，只有做好（1）、（2）步，第（3）步才比较现实。
只强调末治理，不推行清洁生产。则现有状态，治理困难较大，也不合理。
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