湿法乙炔生产中废液、废渣的循环利用研究

梅海

摘要：運用将湿法乙炔生产中的电石渣浆用于纯碱脱氨生产和对生产废液进行循环利用，能有效实现废液、废渣的零排放，帮助企业获取更多的经济效益与社会效益。鉴于此，本文先是阐述了乙炔的生产特点，又探究了湿法乙炔生产中有效循环利用废液废渣的策略，希望能对相关人员的日常工作提供一定的借鉴与参考。

关键词：湿法乙炔;废液废渣;循环利用

1乙炔的生产特点

1.1生产原理

湿法乙炔工艺的基本反应是电石与远大于理论反应量的水在乙炔发生器内作用，水解反应生成乙炔气体，并释放大量热量，其化学反应方程式为：

电石中有少量的杂质，在发生器水相中也同时有一些副反应发生。生产中，需不断向乙炔发生器中加水（电石渣浆清液和废次氯酸钠），并排出电石渣浆，以带走热量来维持温度，同时补充消耗的水分。电石渣浆的主要成分为Ca（OH）2。通常，乙炔发生器排出的电石渣浆中含水质量分数为85%～95%，每生产1t乙炔所产生的电石渣浆为5～8t，固相为电石水解生成的Ca（OH）2。

1.2工艺流程

乙炔发生主要分为电石破碎、乙炔发生、乙炔清净和电石渣浆处理这4道工序。在电石破碎工序，大块原料电石经颚式破碎机二级破碎和除铁器除矽铁后，粒度合格的电石由皮带机送入电石料桶。在乙炔发生工序，料桶内的电石经过准确计量后，通过固定导轨将带滚轮的电石料桶移到指定位置并通过起重机械吊至料仓顶部平台与封闭式料仓对接，在料桶与料仓连接部连续通氮气置换到含氧量低于2%的情况下，由阀门控制电石进入封闭式料仓内，再通过振动加料器控制，间断地加入到乙炔发生器内。电石在乙炔发生器内遇水迅速分解，产生的粗乙炔气从乙炔发生器顶部逸出，经电石渣浆分离器和正水封进入乙炔清净工序。电石水解后的浓电石渣浆由排渣阀控制从乙炔发生器底部定时排到电石渣浆池，稀电石渣浆则从溢流管流至电石渣浆槽，全部进入电石渣浆处理工序。在乙炔清净工序，粗乙炔气体经水封和水洗塔洗涤冷却后，极少部分进入乙炔气柜以平衡系统生产用气量，大部分粗乙炔气体依次进入1#和2#清净塔，与浓度0.02-0.12%的次氯酸钠溶液在塔内逆流交换反应，除去粗乙炔气体中的硫、磷等杂质，进行乙炔气体净化处理，再进入中和塔，用NaOH稀碱液在塔内中和掉净化处理过程中产生的酸性物质，制成精乙炔气体，最后经水喷淋、水封和气水分离器冷却，送至压缩工序用于加压并利用高压分子筛吸附器脱水后进入充灌工序。在电石渣浆处理工序，电石渣浆池内的浓电石渣浆由电石渣浆泵打到电石渣浆槽内，与稀电石渣浆混合后由电石渣浆输送泵打入到电石渣浆高位槽，进入到沉淀池。经过重力沉淀、分离和离心机的搅拌、浓缩，池底部的浓电石渣浆由出料泵输送到处理电石渣浆的工序。沉淀池上部的清液经过溢流堰流到二级沉降池，用清液冷却泵打至冷却池，经换热冷却后，进入到三级沉降池，沉淀分离后的清液由清液泵打至发生工序楼顶回用水箱，作为乙炔发生器的生产用水循环使用。

1.3生产特点

湿法乙炔虽然生产历史长、投资少、应用广泛，但能耗较高、污染严重、环保压力大。湿法乙炔生产链长，转动设备多，控制简单，自动化程度低，操作人员劳动强度大，生产环境较差。生产中，电石破碎和输送投料过程中产生大量的电石粉尘，乙炔发生中产生大量电石渣浆，乙炔清净过程产生不少清净废液，这些“三废”治理难度大，后续处理投资巨大，尤其是电石渣浆的处理更是乙炔成产企业处理“三废”的关键。此外，电石法生产乙炔过程中，电石成本占生产总成本的70%左右。乙炔生产中的节能减排工作意义重大，实施难度很大，发展潜力巨大。

2废液废渣的循环利用

2.1废硫酸的处理

废硫酸与电石渣浆的反应主要设备包括反应槽、废硫酸高位槽、反应浆液输送泵与压滤机。通过将废硫酸与电石渣浆合理配比，使其在理想的条件下达到硫酸钙的高产出，再通过泵将反应浆液输送至板框式压滤机，利用压滤机实现浆液的固液分离，固体硫酸钙应用于水泥生产，最终实现废硫酸变废为宝的目的。通过研究乙炔清净废硫酸与电石渣浆反应的机理，实现废硫酸与电石渣浆反应配比的优化，达到产出合格的、供水泥生产用的石膏，一方面缓解了环保压力，有效解决硫酸清净工艺过程产生的废硫酸处理难的问题;另一方面可为企业降低生产成本。

2.2电石渣浆的处理

2.2.1提高电石渣浆利用率的措施

经过一段时间的试用，电石渣浆脱氨效果正常，各项指标波动不大，未造成杂质气体的聚积，对乙炔生产无危害，化灰工序的生石灰和水的消耗量显著下降，电石渣浆用于化灰获得了成功。为了保证电石渣浆的充分使用，采取了以下措施：加强电石渣浆浓缩的操作，保持较高的浓度并减少浓度和温度的波动，这样可以稳定操作，降低蒸氨的灰乳消耗量。降低电石渣浆中的固含量，电石渣浆中含有的固形异物较多，容易造成设备和管线堵塞，处理时造成大量电石渣浆外排;另一方面，由于固形物的主要成分有未反应完全的电石，在输送过程中或化灰工序继续水解反应生成乙炔气，增加了灰乳中的乙炔含量，不利于纯碱生产。在电石渣浆系统增加3道过滤网并加强操作后，情况得到很大改善。化灰工序对电石渣浆及时采样分析，掌握其成分和浓度的变化，及时调整水灰比例;根据电石渣浆流量及温度情况，及时调整蒸汽流量，保证电石渣浆塔出液温度>65℃。采取新措施，保证电石渣浆全部使用。实际上纯碱生产中，生石灰和二氧化碳的使用是成比例的，存在着灰气平衡，理论上物质的量比是1∶1。但在实际生产中，生石灰的消耗要高一些，电石渣浆的应用补充了这个缺口，但纯碱生产吸收电石渣浆是有限度的，这是由纯碱和氯碱的生产能力决定的。

2.2.2电石渣浆中乙炔的回收

电石渣浆用于化灰时，进入渣浆蒸馏塔，可以蒸出相当部分的乙炔气，但电石渣浆在浓缩池中仍有气泡产生，说明电石渣浆中仍含有不少乙炔气没有被回收利用。乙炔气在电石渣浆中溶失的原因主要有3个：没有完全反应的小颗粒电石;乙炔以过饱和状态溶解在电石渣浆中;电石渣组分中有许多细微的Ca（OH）2，而Ca（OH）2具有很强的吸附能力，会吸附大量的乙炔。目前，国内已有企业采用负压汽提闪蒸技术从电石渣浆中回收乙炔，取得了较好的经济效益，并受到行业高度关注。

2.3废液的回收利用

湿法乙炔生产中的废液主要有电石渣浆清液、清净系统水洗塔和碱洗塔排出的洗涤液等。湿法产生的废液经过公用电石渣浆系统进行沉降、冷却，作为湿法发生器的生产用水。干法发生器产生的废液主要有洗涤冷却塔底部排出的渣浆、清净水洗塔和碱洗塔排出的洗涤液等，通过沉降池沉淀降温，作为干法发生器气相洗涤管喷头用水和洗涤冷却塔塔底补水，其余部分通过管道输送，经过公用渣浆系统作为湿法发生器的生产用水。

3结语

通过技术创新，我国乙炔生产过程中的节能减排工作取得了突飞猛进的发展，在获取巨大经济效益的同时，也实现了废液、废渣的零排放，真正变废为宝。相信随着科学技术的不断发展，我国的湿法乙炔生产工艺势必会取得新的技术突破，创造更多的经济效益与社会效益。

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