乙炔清凈工序中廢水的綜合利用

王 剛

（河南神馬氯堿股份化工股份有限公司，河南 平頂山 467001）

乙炔清凈工序中廢水的綜合利用

王 剛

（河南神馬氯堿股份化工股份有限公司，河南 平頂山 467001）

介紹了PVC生產(chǎn)中乙炔清凈工序廢水、廢氣的技術改造情況。通過改造，實現(xiàn)了清凈系統(tǒng)廢水、廢氣的零排放，解決了清凈系統(tǒng)排污時地溝著火的難題。

乙炔清凈；廢水、廢氣；零排放；綜合利用

在電石法PVC生產(chǎn)過程中，乙炔清凈系統(tǒng)會產(chǎn)生大量溶解有飽和乙炔氣的廢水，合理有效地回用清凈系統(tǒng)的廢水、廢氣，成為很多電石法PVC廠家的技術難題。河南神馬氯堿化工股份有限公司采用密閉循環(huán)工藝，對乙炔預冷系統(tǒng)和水環(huán)式壓縮機進行技術改造，實現(xiàn)了乙炔清凈系統(tǒng)廢水、廢氣的零排放，達到了清潔、安全、高效、節(jié)能的目的。

1 清凈系統(tǒng)廢水廢氣的產(chǎn)生及回用情況

該公司10萬t/a PVC濕法乙炔處理裝置冷卻塔采用2臺并聯(lián)使用，1開1備。在正常操作時，使用一次水補充到泵前和塔釜，水經(jīng)循環(huán)泵送至塔頂與乙炔氣逆向接觸噴淋冷卻，一部分高溫水送到乙炔發(fā)生器內(nèi)水解電石用（或送到壓濾），過剩的需外排。在夏季，因水溫較高，需要補充大量一次水，造成大量水外排，既污染了環(huán)境，又造成了水資源和乙炔氣的浪費。2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低含量次氯酸鈉逆向接觸后，除去乙炔中的部分 H2S、PH3，未除盡 H2S、PH3的乙炔氣進入二級清凈塔，再與0.085%~0.120%的新鮮次氯酸鈉接觸，徹底除去H2S、PH3雜質(zhì)，一級清凈塔的低含量次氯酸鈉廢水直接排放到地溝，造成了環(huán)境污染和水資源的浪費。該公司使用的是加壓清凈工藝，水環(huán)式壓縮機機封冷卻水直接進入泵腔，再加上乙炔氣中夾帶的水蒸氣不斷地冷凝在泵腔內(nèi)，需要定期排放水環(huán)式壓縮機泵腔內(nèi)分廢水，造成水和氣的浪費。另外，乙炔預冷器的冷凝水需要定期排放，不但造成水和氣的浪費，而且，存在著預冷器排污時引起地溝著火的事故隱患，因此，清凈廢水廢氣的全部回用成為PVC生產(chǎn)過程中的安全環(huán)保難題。原清凈廢水回用工藝簡圖見圖1。

該工藝存在以下缺陷：

（1）大量廢水外排，造成水資源和溶解乙炔氣的浪費，環(huán)境污染嚴重。

（2）由于冷卻塔中流通的高溫乙炔氣中攜帶大量電石粉塵，導致填料容易結(jié)垢，清塔頻繁。

（3）乙炔預冷器換熱面積小，除水不徹底，對后序工序產(chǎn)生不利影響。原料氣乙炔中含水過高，易與氯化氫形成鹽酸，使轉(zhuǎn)化器設備及管線受到嚴重腐蝕，腐蝕的產(chǎn)物二氯化鐵、三氯化鐵結(jié)晶體還會堵塞管線，影響正常生產(chǎn)。水分還易使催化劑結(jié)塊，降低催化劑活性，導致轉(zhuǎn)化器阻力上升，流量提不上。此外，水分還易與乙炔反應，生成對聚合有害的雜質(zhì)乙醛。

（4）預冷器生產(chǎn)能力小，設備老化，部分管程管道堵塞，造成管道易積水、輸氣能力降低。

（5）預冷器內(nèi)冷凝水和一級清凈塔內(nèi)的廢次氯酸鈉需要定期排放，不但造成水資源的浪費，而且易引發(fā)地溝著火爆炸。

（6）檢修單臺乙炔預冷器時，會造成系統(tǒng)停車。

2 廢水廢氣改造工藝

廢次氯酸鈉水溫較低，為32℃，可以直接送至冷卻塔作冷卻水用，同時，廢次氯酸鈉還可以除去乙炔中的部分硫、磷等雜質(zhì)，產(chǎn)生的酸性水可除去塑料填料表面的CaCO3污垢。根據(jù)這些特性，將冷卻塔排出的高溫廢水送至螺旋板換熱器降溫后，重新送到冷卻塔密閉循環(huán)使用，不再用一次水降溫，把多余的部分廢水送往發(fā)生器中作為補充用水（多余水為廢次氯酸鈉水），替換原有的一次水降溫的工藝，不僅可以節(jié)約大量的一次水，而且，實現(xiàn)了冷卻塔廢水的全部回收利用。把一級清凈塔內(nèi)的廢次氯酸鈉溶液和水環(huán)式壓縮機泵腔內(nèi)分廢水籍壓差用管道送至冷卻塔，有效利用廢次氯酸鈉水的酸性除垢，延緩冷卻塔內(nèi)塑料環(huán)結(jié)垢的速度，同時，利用含次鈉廢水和水環(huán)式壓縮機泵腔內(nèi)廢水的低溫實現(xiàn)對乙炔氣的降溫，實現(xiàn)對含次氯酸鈉廢水和壓縮機外排廢水的合理回用。

利用現(xiàn)有預冷系統(tǒng)裝置，對乙炔預冷系統(tǒng)進行改造，增大預冷面積、加大管道管徑等，合理回用該系統(tǒng)冷凝水，實現(xiàn)廢水廢氣零排放。把150 m2預冷器更換為350 m2預冷器，冷卻循環(huán)水管道由DN150加大到DN200。乙炔預冷器的冷卻水由涼水塔循環(huán)水改為5℃冷凍水。為降低冷卻器的管道阻力，提升預冷器的冷卻效果，在乙炔預冷器的冷卻水管道上增加2臺防爆冷水泵（1備1開）。同時，利用系統(tǒng)自身壓力將預冷器排放的冷凝液送往冷卻塔作冷卻水用，消除了排污時地溝著火爆炸的事故隱患。改造后的清凈廢水回用工藝簡圖見圖2。

3 效益分析

本項目總投資60萬元，裝置投用后，每小時可回收工業(yè)廢水102 t，若以水費0.8元/t計，則每年可減少水費：102 t/h×8 000 h/a×0.8 元/t＝65.2 萬元/a。

乙炔氣在101.33 kPa下，60℃水中的溶解度為0.845 g/kg，乙炔氣密度為1.018 58 g/L，則，每年清凈外排廢水里面溶解乙炔氣量為：

102×8 000×1 000×0.845=689 520 000 g 折合乙炔氣：689 520 000 g/1.018 58 g/L=676 942 410 L， 按電石發(fā)氣量275 L/kg計，需電石量為：676 942 410 L/275 L/kg=2 461 608.7kg，取電石價格 4 000 元/t，需要9 846 434.8元。

每年可創(chuàng)效益：65.2+984.6-60.0=989.8（萬元）

該項目投運后，可全部回用清凈系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水，將大大降低對環(huán)境的污染，具有良好的社會效益。

因污垢減少，減少用酸沖洗液面以及清洗冷卻塔的頻率，清塔頻率由每月1次降低到3個月1次。

4 解決的關鍵問題及創(chuàng)新點

（1）實現(xiàn)了電石法PVC乙炔清凈工序中廢水廢氣的零排放。

（2）實現(xiàn)了乙炔預冷新工藝。以氟壓機冷卻水代替?zhèn)鹘y(tǒng)冷凍鹽水工藝。乙炔氣溫度由≥20℃降至≤10℃，乙炔含水量大大降低，預冷器脫水效果更徹底，延長觸媒及除霧器濾芯的使用周期。

（3）根除了該系統(tǒng)廢水排放造成地溝著火的安全隱患，確保了鄰近單體槽的運行安全。

5 結(jié)束語

該回收工藝合理、實用，投資較低，符合國家節(jié)能環(huán)保政策及氯堿行業(yè)清潔生產(chǎn)要求；徹底實現(xiàn)了乙炔清凈系統(tǒng)廢水、廢氣的綜合利用，大大提高了安全生產(chǎn)系數(shù)，具有顯著的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益，具有很好的推廣應用價值。

Utilization of the waste water in acetylene purification process

WANG Gang
（Henan Shenma Chlor－alkali Co.，Ltd.，Pingdingshan 467001，China）

The technical transformation of acetylene purification process was introduced.All of the waste water was recycled，including the cooling tower water， purification tower wastewater， condensing water preheater， compressor sealing water and exhaust gas.Two years running， the waste water and gas to achieve zero emission， and the problem of fire were solved.

acetylene purification process； waste water and gas； zero emission； utilization

TQ085

B

1009－1785(2012)03-0041-02

王剛（1982—），男，2006年畢業(yè)于井岡山大學，現(xiàn)于河南神馬氯堿化工股份有限公司聚氯乙烯廠負責安全生產(chǎn)、項目管理等工作。

2011-11-01