利用PVC電石渣生產純堿

王江云 董偉

摘 要：本文對PVC電石渣生產純堿的可行性展開了簡單分析，并以氨堿法為例，說明了PVC電石渣生產純堿的總體工藝流程。在此基礎上，結合青海鹽湖鎂業有限公司的生產實踐，以充分發揮出化灰余熱的作用、基于化灰機熱回收器的熱量回收、二氧化碳資源的整合利用這三方面內容為切入點，闡述了PVC電石渣生產純堿的工藝優化路徑，旨在實現基于PVC電石渣的純堿生產工藝的升級。

關鍵詞：PVC電石渣;純堿;生產工藝

引言：電石渣為電石水解獲取乙炔氣后的以氫氧化鈣為主要成分的廢渣。對于電石渣來說，其雖然為乙炔氣體制備工藝中產生的生產廢料（副產物），但是其可以代替石灰石制水泥、生產生石灰用作電石原料、生產化工產品、生產建筑材料及用于環境治理等，特別是在當前的純堿產品的制備中，得到較好應用。

1. PVC電石渣生產純堿的可行性及工藝分析

1.1PVC電石渣生產純堿的可行性

PVC電石渣與化灰用水混合后，可以將其轉移至化灰機內，以此實現對純堿生產過程中所使用的化灰水的替代。在此過程中，PVC電石渣混合液與生石灰發生反應，持續放熱至混合物的溫度提升至不低于90℃的狀態下，促使乙炔氣大規模排出;依托對乙炔氣體排放的控制，即可避免其再參與進純堿生產流程內，實現利用PVC電石渣替代生石灰[1]。同時，由于PVC電石渣內所包含著的雜質相對較少，因此將其引入純堿生產中的蒸氨工序內，可以更好的替代石灰乳參與反應，且不會對純堿產物的生成造成在純度方面的負面影響。綜合來看，將生石灰替換為PVC電石渣展開純堿生產具有極高的可操作性。

1.2.PVC電石渣生產純堿的總體工藝設計

在當前應用PVC電石渣進行純堿的生產過程中，氨堿法更加常用，其主要步驟如下所示：（1）煅燒石灰石，在窯內對石灰石進行煅燒，使其分解成氧化鈣和二氧化碳，其中二氧化碳在除塵處理后可以用于后面的碳化中，氧化鈣則用在蒸氨工序中用于回收氣體[2]。（2）把原料鹽通過除鈣鎂離子制成合格的精鹽水。（3）對精鹽水進行氨化，使用精制鹽水吸收氨之后，再通過碳化工序制取重堿。（4）對重堿進行煅燒使其變成輕質純堿。

2. PVC電石渣生產純堿的工藝優化路徑探究

2.1充分發揮出化灰余熱的作用

在PVC電石渣中，硫、固形物的含量穩定在偏高水平，且整體黏度相對較大，如果直接將其引入純堿的生產工藝中，則難以保證PVC電石渣的利用率穩定在理想水平。出于對優化基于PVC電石渣的純堿生產效率的考量，需要對化灰系統廢熱（91℃）加熱PVC電石渣漿流程展開優化設定，實現對化灰余熱的最大程度開通，并以此完成PVC電石渣漿脫硫及提高活性。

實踐中，經過濃縮處理后的PVC電石渣漿通過降硫處理，并在化灰機內與氧化鈣發生硝化反應，生成石灰乳（其濃度穩定在每升4.1-4.2摩爾的范圍內），提取部分生成的石灰乳產物轉移至重堿車間蒸餾工序落實蒸氨操作;提取剩余部分石灰乳產物轉移至鹽水車間精制工序，參與鹽水的精制處理。

2.2基于化灰機熱回收器的熱量回收

把來自石灰窯的生石灰經皮帶輸送到灰倉（V0203A/B）然后經過振動給料器進入化灰機進料器（M0205A/B），把來自PVC裝置的電石渣經過一個漿液閥，送進化灰機（R0201A/B）（多余的電石渣送去蒸吸工段）。然后在一號化灰機（R0201A）內和來自雜水罐的雜水（PS.DN125），來自地下管網的新鮮水（WO.DN200），來自蒸吸工段的新鮮回水（WR.DN400）化灰。在二號化灰機（R0201B）內與來自雜水罐的雜水（PS.DN125），來自地下管網的新鮮水（WO.DN200），來自蒸吸工段的新鮮回水（WR.DN400），來自蒸吸工段的新鮮回水（WR.DN400），來自鹽水工段的精鹽水（BP.DN150）化灰。電石渣與CaO與水在化灰機內經過充分的反應，未煅燒好的返石經化灰機的N3端口送至返石皮帶卸到返石倉（V0207）回收再利用。而摻雜著廢石廢砂的石灰乳導入灰乳流槽送進灰乳轉篩（X0201A/B），經灰乳轉篩篩分過濾后廢石廢砂經過皮帶（L0205）送至廢石廢砂倉（V0206）作廢料處理，而一號化灰機的灰乳經過灰乳分配槽（V0209A）進入灰乳罐（V0204A/B）。二號化灰機的灰乳通過灰入分配槽（V0209B）進入灰乳罐（V0204C），灰乳罐（V0209A/B）的灰乳由DN400的灰乳總管道引出后轉接4個DN350的管道再各經過一個DN350的漿液閥由流量420m3/h，揚程65m的蒸吸灰乳泵（P0201A～D）打出，經過DN150×350的管道送至蒸吸工段使用，灰乳罐（V0204C）的灰乳由DN400的管道引出轉為DN200的管道，在送至灰乳泵的途中經過一個漿液閥，然后由鹽水灰乳泵（P0203AB）打出經過DN80×150的管道送至鹽水工段使用。

化灰過程中，有大量熱量以蒸汽形式排出，排氣中含有石灰粉塵，用蒸吸工段來的一部分新鮮回水通過化灰機熱回收器噴淋化灰排氣，一方面使化灰產生的粉塵被洗滌下來，從而達到排放標準，另一方面新鮮回水的溫度可提高到60～65℃。洗滌預熱后的新鮮回水流進地下雜水罐，和所有地面雜水混合后，通過雜水泵送到化灰機化灰。

另外，在此工序中需要著重關注的內容如下所示：控制好化灰水的溫度在60℃左右，灰水比例，把灰乳濃度控制在150—170tt之間，極差不超過10tt。

2.3二氧化碳資源的整合利用

為了在基于PVC電石渣的純堿生產中實現循環工藝的創設與應用，需要將蒸氨塔中獲取到的二氧化碳轉移至吸收塔內再次參與純堿生產。實踐中，應當落實對二氧化碳資源的整合利用，以此推動二氧化碳實際利用率的提升。在此過程中，可以引入以下幾項策略：

第一，由于在吸收凈氨塔尾氣中依然包含著大量的二氧化碳，所以值得回收循環利用。收集吸收凈氨塔尾氣，吸氨尾氣直接壓縮;提取得到的氣體轉入壓縮機內，再次投入純堿生產流程。第二，對碳化塔的內部結構實施改造處理，優化設定碳化塔內下段氣量的最優配比，以此達到促進二氧化碳回收利用效率增加的效果;對碳化塔操作條件實施改善，實現尾氣內二氧化碳排放量的降低，為PVC電石渣的更多應用提供支持。第三，積極引入富氧助燃技術，對石灰窯內的真實燃燒條件落實優化處理，促使石灰石分解率以及二氧化碳濃度呈現出增高的趨勢，由此達到控制焦炭、石灰石等物質消耗量的效果。第四，調整碳化塔冷卻方式，增強碳化塔的換熱效率效果，推動碳化轉化率增大，以此達到提升二氧化碳實際利用率的效果。

總結：綜上所述，將生石灰替換為PVC電石渣展開純堿生產具有極高的可操作性，且在當前應用PVC電石渣進行純堿的生產過程中，氨堿法更加常用。在明確其工藝主要流程設定的條件下，通過充分發揮出化灰余熱的作用、基于化灰機熱回收器的熱量回收、二氧化碳資源的整合利用，實現了對PVC電石渣生產純堿工藝的整體性優化，構建起了副產物循環利用的PVC電石渣生產純堿的工藝。

參考文獻：

[1]李其富.電石渣在氨堿法純堿生產中的循環利用[J].化工設計通訊，2019，45（01）：179+216.

[2]韓園園，張潤澤，王秉鈞，云玉娥.電石渣漿用于生產純堿的開發及應用[J].化學工程師，2019，33（01）：57-59.

[3]莫旭功，楊銀新.淺析電石渣在氨堿法純堿生產中的循環利用[J].純堿工業，2017（04）：28-30.