四氯化碳廢液回收利用的研究

祝利根 王建花

（江山市環(huán)境保護(hù)局浙江江山324100）

四氯化碳廢液回收利用的研究

祝利根 王建花

（江山市環(huán)境保護(hù)局浙江江山324100）

我國工業(yè)化發(fā)展迅速，工業(yè)廢氣廢液產(chǎn)量也逐漸增多，此外化學(xué)實(shí)驗(yàn)中也會產(chǎn)生廢液。對于四氯化碳這種有毒廢液，我們必須回收起來，因?yàn)槿绻阉尫诺酱笞匀恢?，不僅會污染空氣和水，還會造成大氣臭氧層的破壞。本文通過對實(shí)驗(yàn)室廢液管理的研究，提出了四氯化碳回收的幾種方法，并闡明了幾種方法的利弊。

四氯化碳；回收利用；實(shí)驗(yàn)

四氯化碳，別名四氯甲烷，是一種常見的萃取溶劑，有毒性，對大氣層有一定的破壞作用[1]。生活污水、地表水等水樣檢測實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢液含有大量可利用的成分，如果我們不加以回收，這將是很大的浪費(fèi)。對于其中的四氯化碳這種化學(xué)物質(zhì)，它不僅污染水質(zhì)，破壞大氣臭氧層，而且對人的身體健康威脅較大。對于四氯化碳而言，其毒性非常的強(qiáng)，尤其對心、肝臟以及腎臟毒性更大，如果成人吸收超過2mL，則極易出現(xiàn)急性中毒現(xiàn)象，甚至造成死亡。同時(shí)，四氯化碳還具有非常強(qiáng)的揮發(fā)性特點(diǎn)，只要人體吸入這種物質(zhì)，就可能引起中毒或者有中毒癥狀[2]。

1 四氯化碳回收實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室管理中應(yīng)該注意的幾條規(guī)定是：廢液不能隨意倒掉，應(yīng)該收集在專門的容器內(nèi)放在遠(yuǎn)離火源的地方。那么針對實(shí)驗(yàn)室中廢液的中的有用物質(zhì)，我們可以按照規(guī)定把它收集儲存起來以備再使用，四氯化碳的回收可以采用以下幾種方法收集。

1.1 蒸餾法

蒸餾法是在密閉容器中，將溶液在75.5℃～77℃的溫度下蒸餾，收集此溫度下的餾分，這就是純化的四氯化碳。

實(shí)驗(yàn)儀器：玻璃砂芯漏斗、長頸漏斗、蒸餾瓶、恒溫水浴鍋、棕色試劑瓶。

實(shí)驗(yàn)試劑：無水硫酸鈉。

具體操作如下：（1）安裝儀器和設(shè)備。實(shí)驗(yàn)過程中，嚴(yán)格按照順序?qū)⒏鞣N儀器和設(shè)備安裝起來，并且對裝置的氣密性全面檢查。（2）脫水。把事先準(zhǔn)備好的廢液經(jīng)厚度大約l0毫米的無水硫酸鈉玻璃砂芯漏斗，脫水處理。（3）加液。利用長頸漏斗，將處理過的混合溶液轉(zhuǎn)到蒸懼瓶之中，一般情況下混合溶液用量以蒸餾瓶的2/3為宜，然后再在其中加入適量的沸石即可。（4）加熱。利用電熱恒溫水浴鍋，加熱蒸館瓶，使水浴鍋溫度保持在90℃土5℃。其中，饋出液的流動速度應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制在每秒鐘1～2滴。（5）利用潔凈的棕色玻璃瓶對館出液進(jìn)行盛接。不同地區(qū)的四氯化碳饋出溫度存在一定的差異，結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件在吐哈油田區(qū)域四氯化碳的夏季館出溫度以75.5℃～77℃為宜。（6）分析和檢驗(yàn)四氯化碳溶液的純度。

1.2 活性炭吸附法

活性炭具有良好的吸附性，將活性炭填充進(jìn)容器，把廢液倒入即可得到四氯化碳。檢驗(yàn)其純度，如果過濾一次不能得到純凈的四氯化碳，可以反復(fù)進(jìn)行過濾。

實(shí)驗(yàn)儀器：JDS-109紅外分光測油儀、酸式滴定管、溫度計(jì)、玻璃砂芯漏斗以及棕色接收瓶和馬弗爐等。

試劑：活性炭（顆粒狀）、四氯化碳、無水硫酸鈉、鹽酸溶液、蒸館水、硫酸招溶液、正十六院溶液以及氯化鈉和甲苯溶液等。

方法：取適量四氯化碳廢液，通過含無水硫酸鈉的玻璃砂芯漏斗脫水，并且將濾液經(jīng)活性炭吸附柱，對四氯化碳驗(yàn)純。如果純度不理想，則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行反復(fù)的過柱，然后對其進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。

（1）活性炭吸附柱填充。切忌填充太滿，與柱上端端口之間的距離以3cm為宜。（2）脫水。講四氯化碳廢液經(jīng)厚度為10mm的無水硫酸鈉玻璃砂芯漏斗，對其做脫水處理。（3）過柱。脫水四氯化碳混合溶液，經(jīng)過柱處理，并對其純度進(jìn)行檢驗(yàn)。（4）根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，對四氯化碳溶液再次過柱并嚴(yán)格檢驗(yàn)。用此方法會用到大量活性炭，成本較高[3]。

1.3 濃硫酸洗滌法和蒸餾法相結(jié)合回收四氯化碳

1.3.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器。蒸餾瓶、冷凝管、接收瓶、溫度計(jì)、恒溫水浴鍋、分液漏斗、玻璃砂芯漏斗。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)試劑。四氯化碳、濃硫酸、稀氫氧化鈉溶液、無水硫酸鈉)、鹽酸溶液、硫酸鋁溶液)、正十六烷溶液)、甲苯溶液以及沸石和蒸餾水。

1.3.3 實(shí)驗(yàn)方法。取出適量的四氯化碳廢水溶液，用濃硫酸洗滌混合溶液，并對其進(jìn)行數(shù)次震蕩，直至無色即可；用稀氫氧化鈉溶液進(jìn)行洗滌，并且用蒸餾水再次洗滌，通過含無水硫酸鈉的玻璃砂芯漏斗進(jìn)行過濾脫水，并且將濾液移入蒸餾設(shè)備中蒸餾；接收四氯化碳餾出液，并對四氯化碳純度進(jìn)行檢驗(yàn)，最后對其回收率進(jìn)行計(jì)算。

1.3.4 實(shí)驗(yàn)步驟。按照蒸餾裝置安裝順序連接裝置，檢查裝置氣密性。將混合溶液和少量的濃硫酸進(jìn)行震蕩洗滌2、3次，每100mL四氯化碳混合溶液加5mL濃硫酸。分去酸層的四氯化碳溶液用稀氫氧化鈉溶液洗滌2次,再用蒸餾水洗滌3次。用含無水硫酸鈉的玻璃砂芯漏斗過濾脫水。按照蒸餾法的步驟進(jìn)行蒸餾，對蒸餾后的四氯化碳溶液進(jìn)行分析，檢驗(yàn)純度。

1.4 濃硫酸洗滌法和活性炭吸附法相結(jié)合回收四氯化碳

1.4.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器?；钚蕴课街?、玻璃砂芯漏斗、棕色接收瓶、溫度計(jì)、馬弗爐、分液漏斗。

1.4.2 實(shí)驗(yàn)試劑。四氯化碳、濃硫酸、無水硫酸鈉、蒸餾水、氫氧化鈉溶液（10%）、硫酸鋁溶液、鹽酸溶液。

1.4.3 實(shí)驗(yàn)方法。四氯化碳廢液經(jīng)過濃硫酸洗滌；后經(jīng)稀氫氧化鈉溶液洗和蒸餾水先后洗滌，又經(jīng)含無水硫酸鈉的玻璃砂芯漏斗過濾脫水，然后將濾液通過活性炭過濾，最后進(jìn)行純度檢驗(yàn)。

1.4.4 實(shí)驗(yàn)步驟。將混合溶液和少量的濃硫酸進(jìn)行震蕩洗滌2、3次，每100mL四氯化碳混合溶液加5mL濃硫酸。分去酸層的四氯化碳溶液用稀氫氧化鈉溶液洗滌2次，再用蒸餾水洗滌3次。用含無水硫酸鈉的玻璃砂芯漏斗過濾脫水，按照活性炭吸附法的步驟進(jìn)行。將處理后的四氯化碳溶液進(jìn)行純度檢驗(yàn)。根據(jù)檢驗(yàn)情況,對四氯化碳溶液進(jìn)行再次過柱、檢驗(yàn)。處理后的四氯化碳溶液的純度，可以達(dá)到進(jìn)行石油類測試所要求的標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)榇朔ǖ玫降乃穆然技兌炔桓撸覀儽仨殭z驗(yàn)它的純度作好記錄，再次利用活性炭對溶液進(jìn)行過濾，檢驗(yàn)純度，反復(fù)幾次直到得到滿意純度的四氯化碳。

2 四氯化碳回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

我們應(yīng)該選擇最佳回收方法，從回收的純度、操作步驟、資源節(jié)約和成本方面綜合考慮。

表1 四氯化碳回收率對比表

從我們的實(shí)驗(yàn)可以看出，幾種方法都能得到較為理想的結(jié)果。蒸餾法可以回收到較純的四氯化碳，操作簡單便捷，但是它的溫度掌握較難控制。對于油性雜質(zhì)含量比較高的廢液，活性炭吸附法和蒸餾法回收純度不高。所以只有成分比較簡單的水質(zhì)可以利用此法回收。

濃硫酸與蒸餾水、活性炭吸附法結(jié)合不管從回收純度方面還是回收率方面，都是不錯(cuò)的選擇，這是最保險(xiǎn)的一種方法，但是濃硫酸與蒸餾水結(jié)合法回收四氯化碳用時(shí)比較長。濃硫酸洗滌和活性炭吸附相結(jié)合的方法也完全可以達(dá)到較為理想的處理效果。在實(shí)際操作中，我們應(yīng)該結(jié)合具體實(shí)際情況，選擇合適的方法進(jìn)行回收。

3 結(jié)語

綜上所述，四氯化碳的回收既有十分重要的意義，不僅保護(hù)了大氣層，保護(hù)了我們?nèi)祟愘囈陨娴乃涂諝?，還可以為我們提供化學(xué)原料，一舉兩得。四氯化碳的收集可以有很多種方法，我們通過對各個(gè)方法的介紹和實(shí)際操作，可以找出在實(shí)際生產(chǎn)生活中我們能用到的方法，進(jìn)行回收，切勿貪圖一時(shí)方便，就隨便倒掉。在工業(yè)化進(jìn)程如此迅速的今天，我們每個(gè)人都需要愛護(hù)環(huán)境，盡可能把有害污染物回收起來，能利用的實(shí)現(xiàn)再利用。

[1]董菲,張春麗.水中油萃取劑四氯化碳的回收利用[A].科技信息, 2015：153.

[2]張波.四氯化碳廢液回收利用的研究[A].蘭州大學(xué),2013：1.

[3]張波.四氯化碳廢液回收利用的研究[A].蘭州大學(xué),2013：20.

表3 除塵部分投資估算對比表（兩臺機(jī)組）單位：萬元

方案二投資費(fèi)用比方案一低1817.99萬元，主要體現(xiàn)在：方案一需設(shè)置4臺煙氣冷卻器，加固空預(yù)器與干式電除塵間的支架，并對干式電除塵的灰斗加熱系統(tǒng)和高頻電源絕緣子加熱系統(tǒng)進(jìn)行改造；方案二僅需設(shè)置1臺煙氣冷卻器，布置在吸收塔入口，與煙氣加熱器一同支撐在新立鋼支架上，無需改造干式電除塵。

3.3.3 運(yùn)行費(fèi)用比較

與方案二相比，方案一新增蒸汽耗量8t/h，減少電耗28kW（兩臺機(jī)組）。蒸汽及電價(jià)分別按132元/t、0.4元/kW·h計(jì)，年運(yùn)行時(shí)間4500h，則方案一年運(yùn)行費(fèi)用比方案二高470.16萬元。

3.4 方案比選結(jié)果

嘉興電廠#1、#2機(jī)組（2×330MW）超低排放改造工程選擇煙氣冷卻器加裝于吸收塔入口方案，可滿足煙塵超低排放要求，并降低投資費(fèi)用1817.99萬元，減少年運(yùn)行費(fèi)用470.16萬元。

4 結(jié)語

布置在干式電除塵入口的煙氣冷卻器具有提高電除塵效率、協(xié)同脫除SO3等優(yōu)勢；布置在吸收塔入口的煙氣冷卻器具有投資費(fèi)用少、運(yùn)行費(fèi)用低、積灰和磨損風(fēng)險(xiǎn)小、充分利用煙氣余熱等優(yōu)勢。兩種布置方案均需采用合理的吹灰方案，布置在干式電除塵入口的煙氣冷卻器需充分考慮防磨措施，布置在吸收塔入口的煙氣冷卻器建議增加在線水沖洗裝置。兩種布置方案均有實(shí)際工程應(yīng)用，選擇加裝位置時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體工程的除塵效率需求、煙氣冷卻器可布置空間、脫除SO3需求等具體情況，綜合分析兩種方案的技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)

[1]李海,管一明,王飛.影響濕式石灰石煙氣脫硫系統(tǒng)脫硫效率的因素分析[J].電力環(huán)境保護(hù),2007,23(2):28-30.

[2]張杰,任艷,張康,等.熱管式GGH取代回轉(zhuǎn)式GGH的可行性分析[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào),2010,29(5):66-68.

[3]趙海寶,酈建國,何毓忠.低低溫電除塵關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用[J].中國電力,2014,47(10):117-121.

[4]名嶋慎司.石炭火力用低低溫電氣集塵裝置[J].住友重機(jī)械技報(bào),2001,146:35-38.

[5]Yoshio Nakayama,Satoshi Nakamura,Yasuhiro Takeuchi,et al. MHI High Efficiency System—Proven technology for multi pollutant removal[R].Hiroshima Research&Development Center.2011:1-11.

[6]酈建國,酈祝海,何毓忠,等.低低溫電除塵技術(shù)的研究及應(yīng)用[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2014,3:28-33.

[7]齊玄.低溫省煤器加裝位置對發(fā)電機(jī)組的影響[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2015,11:57-59.

張威（1989－），男，杭州，從事燃煤電廠煙氣脫硫、脫硝、超低排放工程的工藝設(shè)計(jì)工作。