利用PVC電石渣生產(chǎn)純堿

王江云 董偉

摘 要：本文對(duì)PVC電石渣生產(chǎn)純堿的可行性展開(kāi)了簡(jiǎn)單分析，并以氨堿法為例，說(shuō)明了PVC電石渣生產(chǎn)純堿的總體工藝流程。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合青海鹽湖鎂業(yè)有限公司的生產(chǎn)實(shí)踐，以充分發(fā)揮出化灰余熱的作用、基于化灰機(jī)熱回收器的熱量回收、二氧化碳資源的整合利用這三方面內(nèi)容為切入點(diǎn)，闡述了PVC電石渣生產(chǎn)純堿的工藝優(yōu)化路徑，旨在實(shí)現(xiàn)基于PVC電石渣的純堿生產(chǎn)工藝的升級(jí)。

關(guān)鍵詞：PVC電石渣;純堿;生產(chǎn)工藝

引言：電石渣為電石水解獲取乙炔氣后的以氫氧化鈣為主要成分的廢渣。對(duì)于電石渣來(lái)說(shuō)，其雖然為乙炔氣體制備工藝中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢料（副產(chǎn)物），但是其可以代替石灰石制水泥、生產(chǎn)生石灰用作電石原料、生產(chǎn)化工產(chǎn)品、生產(chǎn)建筑材料及用于環(huán)境治理等，特別是在當(dāng)前的純堿產(chǎn)品的制備中，得到較好應(yīng)用。

1. PVC電石渣生產(chǎn)純堿的可行性及工藝分析

1.1PVC電石渣生產(chǎn)純堿的可行性

PVC電石渣與化灰用水混合后，可以將其轉(zhuǎn)移至化灰機(jī)內(nèi)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)純堿生產(chǎn)過(guò)程中所使用的化灰水的替代。在此過(guò)程中，PVC電石渣混合液與生石灰發(fā)生反應(yīng)，持續(xù)放熱至混合物的溫度提升至不低于90℃的狀態(tài)下，促使乙炔氣大規(guī)模排出;依托對(duì)乙炔氣體排放的控制，即可避免其再參與進(jìn)純堿生產(chǎn)流程內(nèi)，實(shí)現(xiàn)利用PVC電石渣替代生石灰[1]。同時(shí)，由于PVC電石渣內(nèi)所包含著的雜質(zhì)相對(duì)較少，因此將其引入純堿生產(chǎn)中的蒸氨工序內(nèi)，可以更好的替代石灰乳參與反應(yīng)，且不會(huì)對(duì)純堿產(chǎn)物的生成造成在純度方面的負(fù)面影響。綜合來(lái)看，將生石灰替換為PVC電石渣展開(kāi)純堿生產(chǎn)具有極高的可操作性。

1.2.PVC電石渣生產(chǎn)純堿的總體工藝設(shè)計(jì)

在當(dāng)前應(yīng)用PVC電石渣進(jìn)行純堿的生產(chǎn)過(guò)程中，氨堿法更加常用，其主要步驟如下所示：（1）煅燒石灰石，在窯內(nèi)對(duì)石灰石進(jìn)行煅燒，使其分解成氧化鈣和二氧化碳，其中二氧化碳在除塵處理后可以用于后面的碳化中，氧化鈣則用在蒸氨工序中用于回收氣體[2]。（2）把原料鹽通過(guò)除鈣鎂離子制成合格的精鹽水。（3）對(duì)精鹽水進(jìn)行氨化，使用精制鹽水吸收氨之后，再通過(guò)碳化工序制取重堿。（4）對(duì)重堿進(jìn)行煅燒使其變成輕質(zhì)純堿。

2. PVC電石渣生產(chǎn)純堿的工藝優(yōu)化路徑探究

2.1充分發(fā)揮出化灰余熱的作用

在PVC電石渣中，硫、固形物的含量穩(wěn)定在偏高水平，且整體黏度相對(duì)較大，如果直接將其引入純堿的生產(chǎn)工藝中，則難以保證PVC電石渣的利用率穩(wěn)定在理想水平。出于對(duì)優(yōu)化基于PVC電石渣的純堿生產(chǎn)效率的考量，需要對(duì)化灰系統(tǒng)廢熱（91℃）加熱PVC電石渣漿流程展開(kāi)優(yōu)化設(shè)定，實(shí)現(xiàn)對(duì)化灰余熱的最大程度開(kāi)通，并以此完成PVC電石渣漿脫硫及提高活性。

實(shí)踐中，經(jīng)過(guò)濃縮處理后的PVC電石渣漿通過(guò)降硫處理，并在化灰機(jī)內(nèi)與氧化鈣發(fā)生硝化反應(yīng)，生成石灰乳（其濃度穩(wěn)定在每升4.1-4.2摩爾的范圍內(nèi)），提取部分生成的石灰乳產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至重堿車間蒸餾工序落實(shí)蒸氨操作;提取剩余部分石灰乳產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至鹽水車間精制工序，參與鹽水的精制處理。

2.2基于化灰機(jī)熱回收器的熱量回收

把來(lái)自石灰窯的生石灰經(jīng)皮帶輸送到灰倉(cāng)（V0203A/B）然后經(jīng)過(guò)振動(dòng)給料器進(jìn)入化灰機(jī)進(jìn)料器（M0205A/B），把來(lái)自PVC裝置的電石渣經(jīng)過(guò)一個(gè)漿液閥，送進(jìn)化灰機(jī)（R0201A/B）（多余的電石渣送去蒸吸工段）。然后在一號(hào)化灰機(jī)（R0201A）內(nèi)和來(lái)自雜水罐的雜水（PS.DN125），來(lái)自地下管網(wǎng)的新鮮水（WO.DN200），來(lái)自蒸吸工段的新鮮回水（WR.DN400）化灰。在二號(hào)化灰機(jī)（R0201B）內(nèi)與來(lái)自雜水罐的雜水（PS.DN125），來(lái)自地下管網(wǎng)的新鮮水（WO.DN200），來(lái)自蒸吸工段的新鮮回水（WR.DN400），來(lái)自蒸吸工段的新鮮回水（WR.DN400），來(lái)自鹽水工段的精鹽水（BP.DN150）化灰。電石渣與CaO與水在化灰機(jī)內(nèi)經(jīng)過(guò)充分的反應(yīng)，未煅燒好的返石經(jīng)化灰機(jī)的N3端口送至返石皮帶卸到返石倉(cāng)（V0207）回收再利用。而摻雜著廢石廢砂的石灰乳導(dǎo)入灰乳流槽送進(jìn)灰乳轉(zhuǎn)篩（X0201A/B），經(jīng)灰乳轉(zhuǎn)篩篩分過(guò)濾后廢石廢砂經(jīng)過(guò)皮帶（L0205）送至廢石廢砂倉(cāng)（V0206）作廢料處理，而一號(hào)化灰機(jī)的灰乳經(jīng)過(guò)灰乳分配槽（V0209A）進(jìn)入灰乳罐（V0204A/B）。二號(hào)化灰機(jī)的灰乳通過(guò)灰入分配槽（V0209B）進(jìn)入灰乳罐（V0204C），灰乳罐（V0209A/B）的灰乳由DN400的灰乳總管道引出后轉(zhuǎn)接4個(gè)DN350的管道再各經(jīng)過(guò)一個(gè)DN350的漿液閥由流量420m3/h，揚(yáng)程65m的蒸吸灰乳泵（P0201A～D）打出，經(jīng)過(guò)DN150×350的管道送至蒸吸工段使用，灰乳罐（V0204C）的灰乳由DN400的管道引出轉(zhuǎn)為DN200的管道，在送至灰乳泵的途中經(jīng)過(guò)一個(gè)漿液閥，然后由鹽水灰乳泵（P0203AB）打出經(jīng)過(guò)DN80×150的管道送至鹽水工段使用。

化灰過(guò)程中，有大量熱量以蒸汽形式排出，排氣中含有石灰粉塵，用蒸吸工段來(lái)的一部分新鮮回水通過(guò)化灰機(jī)熱回收器噴淋化灰排氣，一方面使化灰產(chǎn)生的粉塵被洗滌下來(lái)，從而達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，另一方面新鮮回水的溫度可提高到60～65℃。洗滌預(yù)熱后的新鮮回水流進(jìn)地下雜水罐，和所有地面雜水混合后，通過(guò)雜水泵送到化灰機(jī)化灰。

另外，在此工序中需要著重關(guān)注的內(nèi)容如下所示：控制好化灰水的溫度在60℃左右，灰水比例，把灰乳濃度控制在150—170tt之間，極差不超過(guò)10tt。

2.3二氧化碳資源的整合利用

為了在基于PVC電石渣的純堿生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)循環(huán)工藝的創(chuàng)設(shè)與應(yīng)用，需要將蒸氨塔中獲取到的二氧化碳轉(zhuǎn)移至吸收塔內(nèi)再次參與純堿生產(chǎn)。實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)落實(shí)對(duì)二氧化碳資源的整合利用，以此推動(dòng)二氧化碳實(shí)際利用率的提升。在此過(guò)程中，可以引入以下幾項(xiàng)策略：

第一，由于在吸收凈氨塔尾氣中依然包含著大量的二氧化碳，所以值得回收循環(huán)利用。收集吸收凈氨塔尾氣，吸氨尾氣直接壓縮;提取得到的氣體轉(zhuǎn)入壓縮機(jī)內(nèi)，再次投入純堿生產(chǎn)流程。第二，對(duì)碳化塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)施改造處理，優(yōu)化設(shè)定碳化塔內(nèi)下段氣量的最優(yōu)配比，以此達(dá)到促進(jìn)二氧化碳回收利用效率增加的效果;對(duì)碳化塔操作條件實(shí)施改善，實(shí)現(xiàn)尾氣內(nèi)二氧化碳排放量的降低，為PVC電石渣的更多應(yīng)用提供支持。第三，積極引入富氧助燃技術(shù)，對(duì)石灰窯內(nèi)的真實(shí)燃燒條件落實(shí)優(yōu)化處理，促使石灰石分解率以及二氧化碳濃度呈現(xiàn)出增高的趨勢(shì)，由此達(dá)到控制焦炭、石灰石等物質(zhì)消耗量的效果。第四，調(diào)整碳化塔冷卻方式，增強(qiáng)碳化塔的換熱效率效果，推動(dòng)碳化轉(zhuǎn)化率增大，以此達(dá)到提升二氧化碳實(shí)際利用率的效果。

總結(jié)：綜上所述，將生石灰替換為PVC電石渣展開(kāi)純堿生產(chǎn)具有極高的可操作性，且在當(dāng)前應(yīng)用PVC電石渣進(jìn)行純堿的生產(chǎn)過(guò)程中，氨堿法更加常用。在明確其工藝主要流程設(shè)定的條件下，通過(guò)充分發(fā)揮出化灰余熱的作用、基于化灰機(jī)熱回收器的熱量回收、二氧化碳資源的整合利用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)PVC電石渣生產(chǎn)純堿工藝的整體性優(yōu)化，構(gòu)建起了副產(chǎn)物循環(huán)利用的PVC電石渣生產(chǎn)純堿的工藝。

參考文獻(xiàn)：

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[3]莫旭功，楊銀新.淺析電石渣在氨堿法純堿生產(chǎn)中的循環(huán)利用[J].純堿工業(yè)，2017（04）：28-30.