濕法乙炔生產(chǎn)中廢液、廢渣的循環(huán)利用研究

梅海

摘要：運(yùn)用將濕法乙炔生產(chǎn)中的電石渣漿用于純堿脫氨生產(chǎn)和對(duì)生產(chǎn)廢液進(jìn)行循環(huán)利用，能有效實(shí)現(xiàn)廢液、廢渣的零排放，幫助企業(yè)獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。鑒于此，本文先是闡述了乙炔的生產(chǎn)特點(diǎn)，又探究了濕法乙炔生產(chǎn)中有效循環(huán)利用廢液廢渣的策略，希望能對(duì)相關(guān)人員的日常工作提供一定的借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：濕法乙炔;廢液廢渣;循環(huán)利用

1乙炔的生產(chǎn)特點(diǎn)

1.1生產(chǎn)原理

濕法乙炔工藝的基本反應(yīng)是電石與遠(yuǎn)大于理論反應(yīng)量的水在乙炔發(fā)生器內(nèi)作用，水解反應(yīng)生成乙炔氣體，并釋放大量熱量，其化學(xué)反應(yīng)方程式為：

電石中有少量的雜質(zhì)，在發(fā)生器水相中也同時(shí)有一些副反應(yīng)發(fā)生。生產(chǎn)中，需不斷向乙炔發(fā)生器中加水（電石渣漿清液和廢次氯酸鈉），并排出電石渣漿，以帶走熱量來(lái)維持溫度，同時(shí)補(bǔ)充消耗的水分。電石渣漿的主要成分為Ca（OH）2。通常，乙炔發(fā)生器排出的電石渣漿中含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%～95%，每生產(chǎn)1t乙炔所產(chǎn)生的電石渣漿為5～8t，固相為電石水解生成的Ca（OH）2。

1.2工藝流程

乙炔發(fā)生主要分為電石破碎、乙炔發(fā)生、乙炔清凈和電石渣漿處理這4道工序。在電石破碎工序，大塊原料電石經(jīng)顎式破碎機(jī)二級(jí)破碎和除鐵器除矽鐵后，粒度合格的電石由皮帶機(jī)送入電石料桶。在乙炔發(fā)生工序，料桶內(nèi)的電石經(jīng)過(guò)準(zhǔn)確計(jì)量后，通過(guò)固定導(dǎo)軌將帶滾輪的電石料桶移到指定位置并通過(guò)起重機(jī)械吊至料倉(cāng)頂部平臺(tái)與封閉式料倉(cāng)對(duì)接，在料桶與料倉(cāng)連接部連續(xù)通氮?dú)庵脫Q到含氧量低于2%的情況下，由閥門(mén)控制電石進(jìn)入封閉式料倉(cāng)內(nèi)，再通過(guò)振動(dòng)加料器控制，間斷地加入到乙炔發(fā)生器內(nèi)。電石在乙炔發(fā)生器內(nèi)遇水迅速分解，產(chǎn)生的粗乙炔氣從乙炔發(fā)生器頂部逸出，經(jīng)電石渣漿分離器和正水封進(jìn)入乙炔清凈工序。電石水解后的濃電石渣漿由排渣閥控制從乙炔發(fā)生器底部定時(shí)排到電石渣漿池，稀電石渣漿則從溢流管流至電石渣漿槽，全部進(jìn)入電石渣漿處理工序。在乙炔清凈工序，粗乙炔氣體經(jīng)水封和水洗塔洗滌冷卻后，極少部分進(jìn)入乙炔氣柜以平衡系統(tǒng)生產(chǎn)用氣量，大部分粗乙炔氣體依次進(jìn)入1#和2#清凈塔，與濃度0.02-0.12%的次氯酸鈉溶液在塔內(nèi)逆流交換反應(yīng)，除去粗乙炔氣體中的硫、磷等雜質(zhì)，進(jìn)行乙炔氣體凈化處理，再進(jìn)入中和塔，用NaOH稀堿液在塔內(nèi)中和掉凈化處理過(guò)程中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，制成精乙炔氣體，最后經(jīng)水噴淋、水封和氣水分離器冷卻，送至壓縮工序用于加壓并利用高壓分子篩吸附器脫水后進(jìn)入充灌工序。在電石渣漿處理工序，電石渣漿池內(nèi)的濃電石渣漿由電石渣漿泵打到電石渣漿槽內(nèi)，與稀電石渣漿混合后由電石渣漿輸送泵打入到電石渣漿高位槽，進(jìn)入到沉淀池。經(jīng)過(guò)重力沉淀、分離和離心機(jī)的攪拌、濃縮，池底部的濃電石渣漿由出料泵輸送到處理電石渣漿的工序。沉淀池上部的清液經(jīng)過(guò)溢流堰流到二級(jí)沉降池，用清液冷卻泵打至冷卻池，經(jīng)換熱冷卻后，進(jìn)入到三級(jí)沉降池，沉淀分離后的清液由清液泵打至發(fā)生工序樓頂回用水箱，作為乙炔發(fā)生器的生產(chǎn)用水循環(huán)使用。

1.3生產(chǎn)特點(diǎn)

濕法乙炔雖然生產(chǎn)歷史長(zhǎng)、投資少、應(yīng)用廣泛，但能耗較高、污染嚴(yán)重、環(huán)保壓力大。濕法乙炔生產(chǎn)鏈長(zhǎng)，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備多，控制簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度低，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)環(huán)境較差。生產(chǎn)中，電石破碎和輸送投料過(guò)程中產(chǎn)生大量的電石粉塵，乙炔發(fā)生中產(chǎn)生大量電石渣漿，乙炔清凈過(guò)程產(chǎn)生不少清凈廢液，這些“三廢”治理難度大，后續(xù)處理投資巨大，尤其是電石渣漿的處理更是乙炔成產(chǎn)企業(yè)處理“三廢”的關(guān)鍵。此外，電石法生產(chǎn)乙炔過(guò)程中，電石成本占生產(chǎn)總成本的70%左右。乙炔生產(chǎn)中的節(jié)能減排工作意義重大，實(shí)施難度很大，發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

2廢液廢渣的循環(huán)利用

2.1廢硫酸的處理

廢硫酸與電石渣漿的反應(yīng)主要設(shè)備包括反應(yīng)槽、廢硫酸高位槽、反應(yīng)漿液輸送泵與壓濾機(jī)。通過(guò)將廢硫酸與電石渣漿合理配比，使其在理想的條件下達(dá)到硫酸鈣的高產(chǎn)出，再通過(guò)泵將反應(yīng)漿液輸送至板框式壓濾機(jī)，利用壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)漿液的固液分離，固體硫酸鈣應(yīng)用于水泥生產(chǎn)，最終實(shí)現(xiàn)廢硫酸變廢為寶的目的。通過(guò)研究乙炔清凈廢硫酸與電石渣漿反應(yīng)的機(jī)理，實(shí)現(xiàn)廢硫酸與電石渣漿反應(yīng)配比的優(yōu)化，達(dá)到產(chǎn)出合格的、供水泥生產(chǎn)用的石膏，一方面緩解了環(huán)保壓力，有效解決硫酸清凈工藝過(guò)程產(chǎn)生的廢硫酸處理難的問(wèn)題;另一方面可為企業(yè)降低生產(chǎn)成本。

2.2電石渣漿的處理

2.2.1提高電石渣漿利用率的措施

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試用，電石渣漿脫氨效果正常，各項(xiàng)指標(biāo)波動(dòng)不大，未造成雜質(zhì)氣體的聚積，對(duì)乙炔生產(chǎn)無(wú)危害，化灰工序的生石灰和水的消耗量顯著下降，電石渣漿用于化灰獲得了成功。為了保證電石渣漿的充分使用，采取了以下措施：加強(qiáng)電石渣漿濃縮的操作，保持較高的濃度并減少濃度和溫度的波動(dòng)，這樣可以穩(wěn)定操作，降低蒸氨的灰乳消耗量。降低電石渣漿中的固含量，電石渣漿中含有的固形異物較多，容易造成設(shè)備和管線(xiàn)堵塞，處理時(shí)造成大量電石渣漿外排;另一方面，由于固形物的主要成分有未反應(yīng)完全的電石，在輸送過(guò)程中或化灰工序繼續(xù)水解反應(yīng)生成乙炔氣，增加了灰乳中的乙炔含量，不利于純堿生產(chǎn)。在電石渣漿系統(tǒng)增加3道過(guò)濾網(wǎng)并加強(qiáng)操作后，情況得到很大改善?；夜ば?qū)﹄娛鼭{及時(shí)采樣分析，掌握其成分和濃度的變化，及時(shí)調(diào)整水灰比例;根據(jù)電石渣漿流量及溫度情況，及時(shí)調(diào)整蒸汽流量，保證電石渣漿塔出液溫度>65℃。采取新措施，保證電石渣漿全部使用。實(shí)際上純堿生產(chǎn)中，生石灰和二氧化碳的使用是成比例的，存在著灰氣平衡，理論上物質(zhì)的量比是1∶1。但在實(shí)際生產(chǎn)中，生石灰的消耗要高一些，電石渣漿的應(yīng)用補(bǔ)充了這個(gè)缺口，但純堿生產(chǎn)吸收電石渣漿是有限度的，這是由純堿和氯堿的生產(chǎn)能力決定的。

2.2.2電石渣漿中乙炔的回收

電石渣漿用于化灰時(shí)，進(jìn)入渣漿蒸餾塔，可以蒸出相當(dāng)部分的乙炔氣，但電石渣漿在濃縮池中仍有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明電石渣漿中仍含有不少乙炔氣沒(méi)有被回收利用。乙炔氣在電石渣漿中溶失的原因主要有3個(gè)：沒(méi)有完全反應(yīng)的小顆粒電石;乙炔以過(guò)飽和狀態(tài)溶解在電石渣漿中;電石渣組分中有許多細(xì)微的Ca（OH）2，而Ca（OH）2具有很強(qiáng)的吸附能力，會(huì)吸附大量的乙炔。目前，國(guó)內(nèi)已有企業(yè)采用負(fù)壓汽提閃蒸技術(shù)從電石渣漿中回收乙炔，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，并受到行業(yè)高度關(guān)注。

2.3廢液的回收利用

濕法乙炔生產(chǎn)中的廢液主要有電石渣漿清液、清凈系統(tǒng)水洗塔和堿洗塔排出的洗滌液等。濕法產(chǎn)生的廢液經(jīng)過(guò)公用電石渣漿系統(tǒng)進(jìn)行沉降、冷卻，作為濕法發(fā)生器的生產(chǎn)用水。干法發(fā)生器產(chǎn)生的廢液主要有洗滌冷卻塔底部排出的渣漿、清凈水洗塔和堿洗塔排出的洗滌液等，通過(guò)沉降池沉淀降溫，作為干法發(fā)生器氣相洗滌管?chē)婎^用水和洗滌冷卻塔塔底補(bǔ)水，其余部分通過(guò)管道輸送，經(jīng)過(guò)公用渣漿系統(tǒng)作為濕法發(fā)生器的生產(chǎn)用水。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，我國(guó)乙炔生產(chǎn)過(guò)程中的節(jié)能減排工作取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在獲取巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)了廢液、廢渣的零排放，真正變廢為寶。相信隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的濕法乙炔生產(chǎn)工藝勢(shì)必會(huì)取得新的技術(shù)突破，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

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