濕法乙炔生產中清凈廢液的回收利用

秦 龍，秦國昌，徐素霞

（河南昊華宇航化工有限責任公司，河南焦作454000）

以電石為原料生產乙炔是電石法生產PVC 的重要組成部分和主要特點，有濕法和干法2 種工藝，國內的電石法PVC 企業大多采用濕法乙炔生產工藝。 濕法乙炔生產中用水量、排水量都比較大，廢水污染防治任務很艱巨，采取合理、有效的工藝回收工業廢水是節能減排的重點。提高水資源重復利用率，減少廢水排放量，不僅是節能減排最有效的舉措，更是電石法氯堿企業生存和發展的必然需要。

1 濕法乙炔的生產特點

1.1 改造前后工藝流程對比

1.1.1 改造前工藝流程

昊華宇航化工有限責任公司濕法乙炔處理裝置正常使用時在水洗塔上層使用一次水與乙炔氣逆向接觸噴淋冷卻。 使用后，一部分自循環使用，其他外排。 夏季時，因水溫較高，大量一次水補充造成大量水外排，既污染了環境，又造成了水資源的浪費。 兩級清凈塔均為填料塔，乙炔氣先進入一級清凈塔，與二級清凈塔來的濃度較低的次氯酸鈉逆向接觸后，除去其中的部分硫、磷，再進入二級清凈塔與新鮮次氯酸鈉接觸徹底，除去硫、磷雜質，一級清凈塔的低濃度次氯酸鈉廢水進入水洗塔中， 再與冷卻用的一次水一起外排。

正常生產時， 清凈工序需要添加大量的工業水進入生產系統， 配制新鮮次氯酸鈉需要約42 m3/h，而水洗塔所用一次水約20 m3/h，每小時外排水量約60 m3/h。

1.1.2 改造后工藝流程

清凈外排的廢次氯酸鈉溶液經過涼水塔、 曝氣池處理后， 經板式冷卻器冷卻降溫后一部分補入清凈水洗塔中充當冷卻水， 一部分與一次水混合后用于次氯酸鈉的配制，剩余的部分上清液進入發生器。

改造后的流程示意圖見圖1。

1.2 配制次氯酸鈉深液的安全性論證

由清凈系統廢水槽排出的廢水經晾水塔和曝氣池后，溫度約為45 ℃，經板式冷卻器5 ℃水冷卻換熱后為18℃，在夏季溫最高時，一次水溫度約為18℃，所以， 經冷卻降溫后的廢次氯酸鈉水可以代替一次水作為水洗塔的降溫冷卻。

經曝氣、 降溫后的廢次氯酸鈉溶液與一次水混合存在著安全隱患，為此，該公司進行實驗，論證在安全生產的前提下能否進行混合配制次氯酸鈉溶液。實驗過程及結果見表1。實驗結果表明，在保證安全的前提下，可以考慮一次水∶廢次鈉水按1∶1 比例進行配制次鈉生產。

2 廢液的回收利用效果分析

在傳統的生產工藝中， 乙炔清凈產生的廢次氯酸鈉溶液部分回用于冷卻塔或發生器。 但會使清液的總量不斷增多， 需要將多余的清液排放至污水處理裝置進行處理。 由于排放的清液中COD、硫、磷含量較高，大大超過了國家的排放標準，導致污水處理費用較高，增加了生產成本。同行的其他企業多數采用的回收工藝即是將清凈過程中產生的廢次氯酸鈉溶液一部分送至發生器充當生產用水，一部分外排，此工藝雖然實現了廢次氯酸鈉的回收利用， 取得了一定的經濟效益，但仍有一部分廢水被排放掉，沒有被全部回收利用。

公司通過實驗， 論證發現次氯酸鈉廢水經過曝氣、冷卻降溫后，可以用做冷卻水用，同時，廢次氯酸鈉還可以除去乙炔中的部分硫、磷等雜質，產生的酸性水可除去塑料填料上的氫氧化鈣污垢， 使水洗塔不易結垢。 還可以代替部分一次水用做配制新鮮的次氯酸鈉，可以與上清液混合進入發生器，除去部分上清液中的硫化氫和磷化氫， 即使上清液中有部分未被氧化的雜質進入粗乙炔氣中， 仍然可以在后面的清凈工序出去， 不會產生累積， 影響乙炔氣的質量。 根據這些特性， 對現有的清凈廢水進行回收綜合利用，不但可以充分利用水資源，而且可實現清凈廢水的零排放。

該技術改造方案實施以來，產生廢次氯酸鈉水約40 m3/h， 回收廢次氯酸鈉溶液用做配制使用約20 m3/h，在保證水洗塔正常生產工藝指標的前提下，回用水洗上層噴淋用水35～40 m3/h， 多余的廢次氯酸鈉溶液進入上清液用于發生器生產水的使用。

工藝改造后，在使用過程中發現，隨著廢次氯酸鈉溶液的閉路循環使用后，水質會發生變化，不適合再進行回收利用，另外，發生器用水量較大。 為了保證廢次氯酸鈉溶液回收及生產系統的正常運行，需要對其進行換水， 換的這部分水用做發生器生產用水，保證發生器正常使用。

3 綜合經濟效益

回收廢水：25×8 000×1.15=23（萬元）。

環保效益：原COD 排放量2 000×25×8 000/1 000=40（萬t）。

改造后COD 排放量100×25×8000/1000=2（萬t），

減少COD 排放量38 萬t。

4 結語

以往在回收利用廢次氯酸鈉水時， 多是送往發生器，利用率不高，而且對其他相連的工序造成了負擔； 還有一些企業用回收的廢次氯酸鈉稀釋配置好的較高濃度的新鮮的次氯酸鈉， 但是此工藝存在漏洞并有安全隱患， 因為有效氯濃度較高時會與來自廢次氯酸鈉中的溶解的乙炔反應生成氯乙炔， 氯乙炔是極不穩定的化合物，遇空氣易著火和爆炸，如中和塔換堿或次氯酸鈉排放時， 以及開車前設備管道內空氣未排凈時均容易發生著火及爆炸； 有效氯含量高，氧化能力過強，反而會生成一些副反應，對乙炔純度不利。

昊華宇航化工有限責任公司采用的自行設計的工藝，是對回收的廢次氯酸鈉進行曝氣、冷卻后與一次水混合，然后用混合水去配制次氯酸鈉，工藝流程簡單，操作方便，安全性較高。通過技術創新，在乙炔生產中節能減排成績顯著，不僅經濟效益可觀，而且對現有的清凈廢水進行回收綜合利用， 充分利用水資源，實現了清凈廢水的零排放，環保業績突出，實現了生產與環保的雙贏。