濕法乙炔生產(chǎn)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(zé)任公司，河南焦作454000）

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

1 濕法乙炔的生產(chǎn)特點(diǎn)

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(zé)任公司濕法乙炔處理裝置正常使用時(shí)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(huán)使用，其他外排。 夏季時(shí)，因水溫較高，大量一次水補(bǔ)充造成大量水外排，既污染了環(huán)境，又造成了水資源的浪費(fèi)。 兩級(jí)清凈塔均為填料塔，乙炔氣先進(jìn)入一級(jí)清凈塔，與二級(jí)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(jìn)入二級(jí)清凈塔與新鮮次氯酸鈉接觸徹底，除去硫、磷雜質(zhì)，一級(jí)清凈塔的低濃度次氯酸鈉廢水進(jìn)入水洗塔中， 再與冷卻用的一次水一起外排。

正常生產(chǎn)時(shí)， 清凈工序需要添加大量的工業(yè)水進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)， 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(shí)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(jīng)過涼水塔、 曝氣池處理后， 經(jīng)板式冷卻器冷卻降溫后一部分補(bǔ)入清凈水洗塔中充當(dāng)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(jìn)入發(fā)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(tǒng)廢水槽排出的廢水經(jīng)晾水塔和曝氣池后，溫度約為45 ℃，經(jīng)板式冷卻器5 ℃水冷卻換熱后為18℃，在夏季溫最高時(shí)，一次水溫度約為18℃，所以， 經(jīng)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(jīng)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，論證在安全生產(chǎn)的前提下能否進(jìn)行混合配制次氯酸鈉溶液。實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果見表1。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(jìn)行配制次鈉生產(chǎn)。

2 廢液的回收利用效果分析

在傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝中， 乙炔清凈產(chǎn)生的廢次氯酸鈉溶液部分回用于冷卻塔或發(fā)生器。 但會(huì)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致污水處理費(fèi)用較高，增加了生產(chǎn)成本。同行的其他企業(yè)多數(shù)采用的回收工藝即是將清凈過程中產(chǎn)生的廢次氯酸鈉溶液一部分送至發(fā)生器充當(dāng)生產(chǎn)用水，一部分外排，此工藝雖然實(shí)現(xiàn)了廢次氯酸鈉的回收利用， 取得了一定的經(jīng)濟(jì)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(shí)驗(yàn)， 論證發(fā)現(xiàn)次氯酸鈉廢水經(jīng)過曝氣、冷卻降溫后，可以用做冷卻水用，同時(shí)，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上的氫氧化鈣污垢， 使水洗塔不易結(jié)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(jìn)入發(fā)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(zhì)進(jìn)入粗乙炔氣中， 仍然可以在后面的清凈工序出去， 不會(huì)產(chǎn)生累積， 影響乙炔氣的質(zhì)量。 根據(jù)這些特性， 對現(xiàn)有的清凈廢水進(jìn)行回收綜合利用，不但可以充分利用水資源，而且可實(shí)現(xiàn)清凈廢水的零排放。

該技術(shù)改造方案實(shí)施以來，產(chǎn)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(chǎn)工藝指標(biāo)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(jìn)入上清液用于發(fā)生器生產(chǎn)水的使用。

工藝改造后，在使用過程中發(fā)現(xiàn)，隨著廢次氯酸鈉溶液的閉路循環(huán)使用后，水質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，不適合再進(jìn)行回收利用，另外，發(fā)生器用水量較大。 為了保證廢次氯酸鈉溶液回收及生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要對其進(jìn)行換水， 換的這部分水用做發(fā)生器生產(chǎn)用水，保證發(fā)生器正常使用。

3 綜合經(jīng)濟(jì)效益

回收廢水：25×8 000×1.15=23（萬元）。

環(huán)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(jié)語

以往在回收利用廢次氯酸鈉水時(shí)， 多是送往發(fā)生器，利用率不高，而且對其他相連的工序造成了負(fù)擔(dān)； 還有一些企業(yè)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?yàn)橛行葷舛容^高時(shí)會(huì)與來自廢次氯酸鈉中的溶解的乙炔反應(yīng)生成氯乙炔， 氯乙炔是極不穩(wěn)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(shí)， 以及開車前設(shè)備管道內(nèi)空氣未排凈時(shí)均容易發(fā)生著火及爆炸； 有效氯含量高，氧化能力過強(qiáng)，反而會(huì)生成一些副反應(yīng)，對乙炔純度不利。

昊華宇航化工有限責(zé)任公司采用的自行設(shè)計(jì)的工藝，是對回收的廢次氯酸鈉進(jìn)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(shù)創(chuàng)新，在乙炔生產(chǎn)中節(jié)能減排成績顯著，不僅經(jīng)濟(jì)效益可觀，而且對現(xiàn)有的清凈廢水進(jìn)行回收綜合利用， 充分利用水資源，實(shí)現(xiàn)了清凈廢水的零排放，環(huán)保業(yè)績突出，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)與環(huán)保的雙贏。