濕法乙炔生產(chǎn)中廢液、廢渣的循環(huán)利用研究

梅海

摘要：運用將濕法乙炔生產(chǎn)中的電石渣漿用于純堿脫氨生產(chǎn)和對生產(chǎn)廢液進行循環(huán)利用，能有效實現(xiàn)廢液、廢渣的零排放，幫助企業(yè)獲取更多的經(jīng)濟效益與社會效益。鑒于此，本文先是闡述了乙炔的生產(chǎn)特點，又探究了濕法乙炔生產(chǎn)中有效循環(huán)利用廢液廢渣的策略，希望能對相關(guān)人員的日常工作提供一定的借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：濕法乙炔;廢液廢渣;循環(huán)利用

1乙炔的生產(chǎn)特點

1.1生產(chǎn)原理

濕法乙炔工藝的基本反應(yīng)是電石與遠大于理論反應(yīng)量的水在乙炔發(fā)生器內(nèi)作用，水解反應(yīng)生成乙炔氣體，并釋放大量熱量，其化學反應(yīng)方程式為：

電石中有少量的雜質(zhì)，在發(fā)生器水相中也同時有一些副反應(yīng)發(fā)生。生產(chǎn)中，需不斷向乙炔發(fā)生器中加水（電石渣漿清液和廢次氯酸鈉），并排出電石渣漿，以帶走熱量來維持溫度，同時補充消耗的水分。電石渣漿的主要成分為Ca（OH）2。通常，乙炔發(fā)生器排出的電石渣漿中含水質(zhì)量分數(shù)為85%～95%，每生產(chǎn)1t乙炔所產(chǎn)生的電石渣漿為5～8t，固相為電石水解生成的Ca（OH）2。

1.2工藝流程

乙炔發(fā)生主要分為電石破碎、乙炔發(fā)生、乙炔清凈和電石渣漿處理這4道工序。在電石破碎工序，大塊原料電石經(jīng)顎式破碎機二級破碎和除鐵器除矽鐵后，粒度合格的電石由皮帶機送入電石料桶。在乙炔發(fā)生工序，料桶內(nèi)的電石經(jīng)過準確計量后，通過固定導軌將帶滾輪的電石料桶移到指定位置并通過起重機械吊至料倉頂部平臺與封閉式料倉對接，在料桶與料倉連接部連續(xù)通氮氣置換到含氧量低于2%的情況下，由閥門控制電石進入封閉式料倉內(nèi)，再通過振動加料器控制，間斷地加入到乙炔發(fā)生器內(nèi)。電石在乙炔發(fā)生器內(nèi)遇水迅速分解，產(chǎn)生的粗乙炔氣從乙炔發(fā)生器頂部逸出，經(jīng)電石渣漿分離器和正水封進入乙炔清凈工序。電石水解后的濃電石渣漿由排渣閥控制從乙炔發(fā)生器底部定時排到電石渣漿池，稀電石渣漿則從溢流管流至電石渣漿槽，全部進入電石渣漿處理工序。在乙炔清凈工序，粗乙炔氣體經(jīng)水封和水洗塔洗滌冷卻后，極少部分進入乙炔氣柜以平衡系統(tǒng)生產(chǎn)用氣量，大部分粗乙炔氣體依次進入1#和2#清凈塔，與濃度0.02-0.12%的次氯酸鈉溶液在塔內(nèi)逆流交換反應(yīng)，除去粗乙炔氣體中的硫、磷等雜質(zhì)，進行乙炔氣體凈化處理，再進入中和塔，用NaOH稀堿液在塔內(nèi)中和掉凈化處理過程中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，制成精乙炔氣體，最后經(jīng)水噴淋、水封和氣水分離器冷卻，送至壓縮工序用于加壓并利用高壓分子篩吸附器脫水后進入充灌工序。在電石渣漿處理工序，電石渣漿池內(nèi)的濃電石渣漿由電石渣漿泵打到電石渣漿槽內(nèi)，與稀電石渣漿混合后由電石渣漿輸送泵打入到電石渣漿高位槽，進入到沉淀池。經(jīng)過重力沉淀、分離和離心機的攪拌、濃縮，池底部的濃電石渣漿由出料泵輸送到處理電石渣漿的工序。沉淀池上部的清液經(jīng)過溢流堰流到二級沉降池，用清液冷卻泵打至冷卻池，經(jīng)換熱冷卻后，進入到三級沉降池，沉淀分離后的清液由清液泵打至發(fā)生工序樓頂回用水箱，作為乙炔發(fā)生器的生產(chǎn)用水循環(huán)使用。

1.3生產(chǎn)特點

濕法乙炔雖然生產(chǎn)歷史長、投資少、應(yīng)用廣泛，但能耗較高、污染嚴重、環(huán)保壓力大。濕法乙炔生產(chǎn)鏈長，轉(zhuǎn)動設(shè)備多，控制簡單，自動化程度低，操作人員勞動強度大，生產(chǎn)環(huán)境較差。生產(chǎn)中，電石破碎和輸送投料過程中產(chǎn)生大量的電石粉塵，乙炔發(fā)生中產(chǎn)生大量電石渣漿，乙炔清凈過程產(chǎn)生不少清凈廢液，這些“三廢”治理難度大，后續(xù)處理投資巨大，尤其是電石渣漿的處理更是乙炔成產(chǎn)企業(yè)處理“三廢”的關(guān)鍵。此外，電石法生產(chǎn)乙炔過程中，電石成本占生產(chǎn)總成本的70%左右。乙炔生產(chǎn)中的節(jié)能減排工作意義重大，實施難度很大，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2廢液廢渣的循環(huán)利用

2.1廢硫酸的處理

廢硫酸與電石渣漿的反應(yīng)主要設(shè)備包括反應(yīng)槽、廢硫酸高位槽、反應(yīng)漿液輸送泵與壓濾機。通過將廢硫酸與電石渣漿合理配比，使其在理想的條件下達到硫酸鈣的高產(chǎn)出，再通過泵將反應(yīng)漿液輸送至板框式壓濾機，利用壓濾機實現(xiàn)漿液的固液分離，固體硫酸鈣應(yīng)用于水泥生產(chǎn)，最終實現(xiàn)廢硫酸變廢為寶的目的。通過研究乙炔清凈廢硫酸與電石渣漿反應(yīng)的機理，實現(xiàn)廢硫酸與電石渣漿反應(yīng)配比的優(yōu)化，達到產(chǎn)出合格的、供水泥生產(chǎn)用的石膏，一方面緩解了環(huán)保壓力，有效解決硫酸清凈工藝過程產(chǎn)生的廢硫酸處理難的問題;另一方面可為企業(yè)降低生產(chǎn)成本。

2.2電石渣漿的處理

2.2.1提高電石渣漿利用率的措施

經(jīng)過一段時間的試用，電石渣漿脫氨效果正常，各項指標波動不大，未造成雜質(zhì)氣體的聚積，對乙炔生產(chǎn)無危害，化灰工序的生石灰和水的消耗量顯著下降，電石渣漿用于化灰獲得了成功。為了保證電石渣漿的充分使用，采取了以下措施：加強電石渣漿濃縮的操作，保持較高的濃度并減少濃度和溫度的波動，這樣可以穩(wěn)定操作，降低蒸氨的灰乳消耗量。降低電石渣漿中的固含量，電石渣漿中含有的固形異物較多，容易造成設(shè)備和管線堵塞，處理時造成大量電石渣漿外排;另一方面，由于固形物的主要成分有未反應(yīng)完全的電石，在輸送過程中或化灰工序繼續(xù)水解反應(yīng)生成乙炔氣，增加了灰乳中的乙炔含量，不利于純堿生產(chǎn)。在電石渣漿系統(tǒng)增加3道過濾網(wǎng)并加強操作后，情況得到很大改善。化灰工序?qū)﹄娛鼭{及時采樣分析，掌握其成分和濃度的變化，及時調(diào)整水灰比例;根據(jù)電石渣漿流量及溫度情況，及時調(diào)整蒸汽流量，保證電石渣漿塔出液溫度>65℃。采取新措施，保證電石渣漿全部使用。實際上純堿生產(chǎn)中，生石灰和二氧化碳的使用是成比例的，存在著灰氣平衡，理論上物質(zhì)的量比是1∶1。但在實際生產(chǎn)中，生石灰的消耗要高一些，電石渣漿的應(yīng)用補充了這個缺口，但純堿生產(chǎn)吸收電石渣漿是有限度的，這是由純堿和氯堿的生產(chǎn)能力決定的。

2.2.2電石渣漿中乙炔的回收

電石渣漿用于化灰時，進入渣漿蒸餾塔，可以蒸出相當部分的乙炔氣，但電石渣漿在濃縮池中仍有氣泡產(chǎn)生，說明電石渣漿中仍含有不少乙炔氣沒有被回收利用。乙炔氣在電石渣漿中溶失的原因主要有3個：沒有完全反應(yīng)的小顆粒電石;乙炔以過飽和狀態(tài)溶解在電石渣漿中;電石渣組分中有許多細微的Ca（OH）2，而Ca（OH）2具有很強的吸附能力，會吸附大量的乙炔。目前，國內(nèi)已有企業(yè)采用負壓汽提閃蒸技術(shù)從電石渣漿中回收乙炔，取得了較好的經(jīng)濟效益，并受到行業(yè)高度關(guān)注。

2.3廢液的回收利用

濕法乙炔生產(chǎn)中的廢液主要有電石渣漿清液、清凈系統(tǒng)水洗塔和堿洗塔排出的洗滌液等。濕法產(chǎn)生的廢液經(jīng)過公用電石渣漿系統(tǒng)進行沉降、冷卻，作為濕法發(fā)生器的生產(chǎn)用水。干法發(fā)生器產(chǎn)生的廢液主要有洗滌冷卻塔底部排出的渣漿、清凈水洗塔和堿洗塔排出的洗滌液等，通過沉降池沉淀降溫，作為干法發(fā)生器氣相洗滌管噴頭用水和洗滌冷卻塔塔底補水，其余部分通過管道輸送，經(jīng)過公用渣漿系統(tǒng)作為濕法發(fā)生器的生產(chǎn)用水。

3結(jié)語

通過技術(shù)創(chuàng)新，我國乙炔生產(chǎn)過程中的節(jié)能減排工作取得了突飛猛進的發(fā)展，在獲取巨大經(jīng)濟效益的同時，也實現(xiàn)了廢液、廢渣的零排放，真正變廢為寶。相信隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的濕法乙炔生產(chǎn)工藝勢必會取得新的技術(shù)突破，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益與社會效益。

參考文獻：

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