電石法PVC生產(chǎn)乙炔工序的環(huán)境保護(hù)措施

耿 傲，劉立華

（德州實(shí)華化工有限公司，山東 德州 253007）

中國(guó)煤炭資源豐富，電石乙炔法PVC生產(chǎn)具有得天獨(dú)厚的天然優(yōu)勢(shì)。但是，電石乙炔法PVC生產(chǎn)產(chǎn)生大量電石渣和廢水，污染嚴(yán)重。

1 電石粉塵治理

電石粉塵不僅造成工作環(huán)境惡劣，人員危害嚴(yán)重，電石損失大，還具有嚴(yán)重的危爆風(fēng)險(xiǎn)。電石粉塵的治理可以從如下幾個(gè)方面著手。

（1）減少電石卸車后在地面上存放時(shí)間，長(zhǎng)時(shí)間存放，容易吸收水分，電石潮解粉化現(xiàn)象較為嚴(yán)重，破碎時(shí)粉塵增多。電石在卸車后，應(yīng)立即進(jìn)行投料破碎加入到電石料倉(cāng)內(nèi)，并充氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，防止吸收空氣中的水分而潮解。地面儲(chǔ)存時(shí)，用塑料布將電石蓋嚴(yán)，最大限度地保護(hù)電石不被潮解。

（2）定期對(duì)電石庫(kù)房中的粉塵進(jìn)行清理，減少粉塵在庫(kù)房中的集聚。

（3）對(duì)一、二級(jí)破碎設(shè)備所在地坑進(jìn)行定時(shí)清理，減少電石粉塵在地坑中集聚。

（4）對(duì)破碎系統(tǒng)中設(shè)備和電石進(jìn)料、出料溜槽進(jìn)行定期檢查，對(duì)損壞部分及時(shí)維修，保證設(shè)備和溜槽的正常運(yùn)行，減少電石粉塵的泄漏。

（5）建議除塵機(jī)組選用布袋式除塵機(jī)組，及時(shí)清理袋式除塵器，定期更換濾布，以保證除塵效果。

（6）加大設(shè)備巡檢力度和檢修質(zhì)量，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低設(shè)備的泄漏率和檢修頻率，降低設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中粉塵的泄漏量。

（7）嚴(yán)格要求操作人員按照操作規(guī)程操作，先啟動(dòng)除塵裝置，然后再運(yùn)行其他設(shè)備，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備維修人員的培訓(xùn)和管理，定期對(duì)乙炔氣集聚區(qū)進(jìn)行檢測(cè)和清理。

2 電石渣廢水的處理

電石乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯工藝，1 t產(chǎn)品耗用1.5 t電石，同時(shí)生成15 t含固量約12%的工業(yè)廢液，俗稱電石渣漿，即電石渣廢水。

電石渣廢水為強(qiáng)堿性、高懸浮物廢水，同時(shí)還含有硫化物等有毒物質(zhì)，廢水廢物產(chǎn)生量大，有毒有害物質(zhì)濃度高，對(duì)環(huán)境危害比較嚴(yán)重?，F(xiàn)在氯堿企業(yè)普遍采用澄清池與板框壓濾機(jī)結(jié)合，澄清液回用的電石渣綜合治理措施模式。電石渣漿廢水處理工藝見(jiàn)圖1。

圖1 電石渣漿廢水循環(huán)回用工藝流程示意圖

采用了電石渣廢水綜合治理措施后，不但保護(hù)了環(huán)境，也降低了PVC的成本。

（1）澄清水回用后每噸PVC消耗新鮮水2 t，節(jié)水10 t。綜合各項(xiàng)收費(fèi)，每噸水成本按0.80元計(jì)算，可獲效益8元/t PVC。

（2）電石渣漿中多項(xiàng)污染物超標(biāo)，如果電石渣澄清液不回用，必須經(jīng)過(guò)處理才能排放。據(jù)測(cè)算處理費(fèi)用約為1.5元/t水。澄清水全部回用后，可節(jié)約處理費(fèi)用15元/t PVC。

（3）采用電石渣綜合治理工藝后，生產(chǎn)每噸PVC可得1.8 t干電石渣，可作為生產(chǎn)水泥的原料，經(jīng)濟(jì)效益增加80元/t PVC。

（4）電石渣澄清液中乙炔含量為（150～200）mg/L，澄清液回用后回收的乙炔約3 kg/t PVC。相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)電石量約6.8 kg，按每噸電石2400元計(jì)，每噸聚氯乙炔可降低成本16.3元。

3 電石渣的綜合利用[1]

電石渣是乙炔生產(chǎn)過(guò)程中排出的廢物，其主要成分為Ca（OH）2，含量達(dá) 90%以上，堿度為 3 mol/L左右。經(jīng)處理后的干電石渣回用主要有以下幾個(gè)方面：制成石灰作為電石的生產(chǎn)原料、與煤渣等煅燒生產(chǎn)電石渣水泥；作為普通建筑材料（地基填土等）；與氯氣作用生產(chǎn)漂白粉；代替石灰作浮選調(diào)整劑；作鍋爐煙氣的脫硫吸收劑；作劣質(zhì)煤生產(chǎn)燃煤的固硫劑；作防水涂料的主要填料；作瓷光壁涂料和建筑室內(nèi)用膩?zhàn)拥脑系取?/p>

3.1 用于環(huán)保行業(yè)

（1）酸性尾氣治理。利用電石渣的強(qiáng)堿性來(lái)吸收工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的酸性氣體，如火電廠將電石渣烘干后作為脫硫劑使用，降低了發(fā)電成本，產(chǎn)生的脫硫石膏用于水泥生產(chǎn)。

（2）酸性廢水及含氟污水治理。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中有大量的酸性（如含硫酸、磷酸、鹽酸）廢水排出，在氟氯烴、電解鋁、農(nóng)藥、有色金屬冶煉等生產(chǎn)過(guò)程中有大量的廢水排出，利用電石渣中Ca（OH）2的強(qiáng)堿性與酸性廢水和含氟廢水反應(yīng)生成鹽和水，使之達(dá)標(biāo)排放。

3.2 用于化工行業(yè)

（1）生產(chǎn)碳酸鈣。電石渣經(jīng)凈化除去其中的雜質(zhì)，控制電石渣漿的Ca（OH）2濃度，可生產(chǎn)CaCO3系列產(chǎn)品。

（2）生產(chǎn)氯化鈣。采用電石渣與HCl反應(yīng)制得CaCl2，氯化鈣主要用于基建防護(hù)劑、載冷劑、水處理等，無(wú)水氯化鈣可用于干燥劑。

（3）生產(chǎn)純堿。在氨堿法工藝生產(chǎn)中，利用電石渣替代石灰石用于純堿生產(chǎn)。

（4）用電石渣制取高純度氧化鈣。通過(guò)對(duì)電石渣的預(yù)處理，并用預(yù)處理后的電石渣和氯化銨及水按一定比例配成溶液，經(jīng)過(guò)濾、澄清后通入二氧化碳?xì)怏w，進(jìn)行碳化，再經(jīng)結(jié)晶，分離，洗滌，脫水，干燥，粉碎后再置于1000～1200℃溫度下保溫30～120 min，從而制得高純度氧化鈣。高純度氧化鈣在鋼鐵、農(nóng)藥、醫(yī)藥、非鐵工業(yè)、制革實(shí)驗(yàn)室氨氣干燥和醇的脫水等方面有著廣泛用途。

3.3 電石渣在廢水處理中的應(yīng)用

電石渣是強(qiáng)堿性廢渣，可代替燒堿、純堿、生石灰等堿性物質(zhì)做中和劑用于治理酸性廢水。有色冶煉企業(yè)使用電石渣治理酸性廢水，治理效果和系統(tǒng)運(yùn)行狀況都很好。另外，電石渣還可以作為沉淀劑和中和劑，處理化學(xué)纖維含鋅廢水以及硫酸廢水中的含砷、含氟及含鉻電鍍廢水。

4 清凈廢液的回收利用

中國(guó)大部分氯堿企業(yè)在濕法乙炔工藝處理中，在水洗塔上層使用一次水，當(dāng)其與乙炔氣逆向接觸噴淋冷卻時(shí)，一部分自行循環(huán)使用，其他的外排，每當(dāng)夏季水溫較高時(shí)，一次水補(bǔ)充會(huì)造成大量的水外排，造成水資源的極大浪費(fèi)。兩級(jí)清凈塔都是填料塔，先進(jìn)入一級(jí)清凈塔中的乙炔氣會(huì)與來(lái)自二級(jí)清凈塔中濃度較低的次氯酸鈉逆向接觸，將其中的硫、磷等物質(zhì)部分清除，然后進(jìn)入二級(jí)清凈塔中與濃度較高的新鮮次氯酸鈉徹底接觸，從而徹底將硫、磷等雜質(zhì)去除，一級(jí)清凈塔中的次氯酸鈉廢水會(huì)進(jìn)入到水塔中，然后與一次水一起外排。

廢次氯酸鈉水經(jīng)過(guò)曝氣、冷卻降溫以后，在可以當(dāng)作冷卻水使用的同時(shí)還可以有效去除乙炔中一部分的硫、磷等雜質(zhì)，產(chǎn)生的酸性水還可以有效除去塑料填料上的氫氧化鈣污垢，從而使水洗塔不容易結(jié)垢，延長(zhǎng)水洗塔的使用壽命，可有效代替一次水配置新的次氯酸鈉，還可以與上清液混合后進(jìn)入發(fā)生器內(nèi)，有效去除上清液中的硫化氫及磷化氫，即使上清液中仍有殘余雜質(zhì)，仍可以在后面工序中被清除，不會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì)積累，從而影響乙炔的質(zhì)量。所以，新的清凈廢液回收利用工藝可以對(duì)廢次氯酸鈉實(shí)現(xiàn)全面的回收綜合利用，不僅可有效降低企業(yè)排污成本，實(shí)現(xiàn)清凈廢水零排放，還可以有效節(jié)約水資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境[2]。

清凈廢液的回收利用工藝是對(duì)廢次氯酸鈉首先進(jìn)行曝氣、冷卻后與一次水進(jìn)行混合，然后用混合后的溶液去配置新鮮次氯酸鈉，工藝流程比較簡(jiǎn)單，采用正確的方法和配置比例，保證配置的安全性。通過(guò)技術(shù)的創(chuàng)新，有效提高了廢次氯酸鈉的經(jīng)濟(jì)效益，有利于節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著市場(chǎng)對(duì)PVC需求量的增大，電石法PVC的擴(kuò)產(chǎn)勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生大量的電石粉塵、電石渣、電石渣漿廢水和廢次氯酸鈉水，對(duì)環(huán)境的影響很大，需做好保護(hù)措施，“變廢為寶，以廢治廢”，減少“三廢”對(duì)環(huán)境的污染。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 張 朝，等.淺析電石渣的綜合利用.中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè).2006（07）：41-43.

［2］ 周國(guó)娥，等.濕法電石生產(chǎn)PVC廢水中乙炔氣回收利用的研究.山東化工，2013（11）：20－21.