電石渣漿回收乙炔氣技術(shù)在PVC生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊紅霞，崔亞新，李樹峰，師紅平

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161033）

電石渣漿回收乙炔氣技術(shù)在PVC生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊紅霞，崔亞新，李樹峰，師紅平

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161033）

介紹了提高電石渣漿回收乙炔氣技術(shù)應(yīng)用效果的措施及其收益。

電石渣漿；乙炔氣；發(fā)生器；水環(huán)真空泵；脫吸塔

黑龍江昊華化工有限公司 （以下簡(jiǎn)稱黑龍江昊華）二期30萬(wàn)t/a PVC樹脂生產(chǎn)工藝采用濕法電石乙炔工藝，共有6臺(tái)乙炔發(fā)生器，年產(chǎn)生約400萬(wàn)t電石渣漿，渣漿中乙炔氣含量約在300～400 mg/kg范圍內(nèi)，可行性研究論證后，該公司引進(jìn)武漢市德賽克表面技術(shù)有限責(zé)任公司電石渣漿回收乙炔氣技術(shù)對(duì)電石渣漿中乙炔氣回收利用。該套裝置已于2013年4月安裝調(diào)試并交付使用，目前裝置運(yùn)行平穩(wěn)。

1 電石渣漿中乙炔損失途徑與機(jī)理

乙炔在電石渣漿中損失的途徑與機(jī)理主要有以下3個(gè)方面。

（1）由于電石雜質(zhì)含量高、發(fā)氣量低、破碎后粒徑偏大、反應(yīng)時(shí)間短等原因，排渣過(guò)程中存在未完全反應(yīng)的碳化鈣顆粒；

（2）乙炔氣在電石渣漿中的溶解為過(guò)飽和，排渣過(guò)程中渣漿夾帶及溶解的乙炔氣因外界壓力降低自然揮發(fā)；

（3）電石渣漿主要組分Ca（OH）2在碳化鈣顆粒表面形成保護(hù)層延緩了反應(yīng)，同時(shí)Ca（OH）2有很強(qiáng)的吸附能力，大量乙炔氣被吸附，并隨著發(fā)生器排渣被浪費(fèi)掉。

2 電石渣漿中乙炔氣回收原理

根據(jù)渣漿中乙炔氣的溶解度隨溫度升高，壓力降低而減小的原理采用微溫活化、負(fù)壓脫吸技術(shù)回收渣漿中溶解乙炔氣。具體過(guò)程中通過(guò)增加攪拌破壞碳化鈣顆粒外部包裹層，延長(zhǎng)渣漿停留時(shí)間等方法使碳化鈣顆粒能進(jìn)一步完全反應(yīng)。

3 工藝流程簡(jiǎn)述

從濕式乙炔發(fā)生器溢流出來(lái)的電石渣漿，經(jīng)溢流管進(jìn)入渣漿緩沖罐中進(jìn)行緩沖活化，活化后的電石漿料經(jīng)渣漿泵送入脫吸塔中，進(jìn)入脫吸塔中的電石漿料在負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行閃蒸脫吸；脫吸出來(lái)的乙炔氣通過(guò)乙炔冷卻器冷凝冷卻降溫，脫出其中的水

分，冷凝水排入安全水封；脫水后的乙炔氣經(jīng)氣體輸送泵進(jìn)入氣水分離器一部分進(jìn)入樣氣冷卻器，冷卻后進(jìn)入含氧量在線分析儀進(jìn)行含氧量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，氧含量如高于1%時(shí)，乙炔氣從切斷閥經(jīng)氣體緩沖罐，通過(guò)流量計(jì)計(jì)量后送入乙炔氣總管送乙炔氣柜。脫吸后的電石渣漿從脫吸塔底部經(jīng)安全槽溢流進(jìn)入渡槽或沉降池，工藝流程示意圖見圖1。

圖1 工藝流程示意圖

4 運(yùn)行效果

4．1 回收效果

渣漿中乙炔氣得到了充分回收利用，平均回收率達(dá)到95%以上，回收的乙炔氣平均純度大于90%，氧含量小于1%，回收乙炔氣與原系統(tǒng)乙炔氣混合后總管中硫化氫，磷化氫含量檢測(cè)合格，乙炔氣回收情況統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 乙炔氣回收情況統(tǒng)計(jì)表

4.2 運(yùn)行效果

電石渣漿回收乙炔氣裝置在黑龍江昊華投用以來(lái)，雖然相對(duì)較為平穩(wěn)，但是也出現(xiàn)了一系列問(wèn)題與故障，給生產(chǎn)與安全帶來(lái)了不小的麻煩，該公司針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題認(rèn)真查找原因、總結(jié)分析，不斷采取相應(yīng)改進(jìn)措施，提升運(yùn)行效果。

4.2.1 水環(huán)真空泵板式換熱器堵塞

原因分析。水環(huán)真空泵是為系統(tǒng)提供負(fù)壓的關(guān)鍵設(shè)備，脫吸塔真空度一般設(shè)定為70～80 MPa，因此水環(huán)真空泵運(yùn)行的好壞，直接影響到回收乙炔氣的量。真空度低，脫吸效果差，乙炔回收量小；真空度高，脫吸效果好，乙炔回收量大。但并不是真空度越大越好，一般控制不超過(guò)-80 MPa，因?yàn)閺陌l(fā)生器溢流管出來(lái)到脫吸塔的渣漿含有許多霧狀小顆粒，在真空度過(guò)高的情況下，同時(shí)被吸入水環(huán)真空泵，而在板式換熱器中與5℃水進(jìn)行間壁式熱交換，析出沉淀物Ca（OH）2，使本來(lái)就很小的板式換熱器間隙很快堵塞，影響水環(huán)泵的正常運(yùn)行。

處理方法。從安全的角度考慮，處理板式換熱器最好是停車后處理，卸下板式換熱器用一次水沖洗，如果堵塞不嚴(yán)重，可以沖開，然后再用稀鹽酸循環(huán)洗滌，消除垢層；如果堵塞嚴(yán)重，就要拆開板式換熱器，這時(shí)一定要記住板與板之間的順序，避免倒錯(cuò)，然后用稀鹽酸逐片洗滌，最后用清水沖洗，而后安裝，此過(guò)程要注意墊片的嚴(yán)密性。

4.2.2 回收系統(tǒng)含氧高且持續(xù)不降

原因分析：乙炔回收系統(tǒng)在剛開車或者在切換發(fā)生器的過(guò)程中往往含氧超標(biāo)，且持續(xù)不降，原因有以下幾個(gè)方面。（1）在剛開車時(shí)氮?dú)馀趴盏闹脫Q不徹底，有死角，系統(tǒng)內(nèi)空氣含量多導(dǎo)致含氧高；（2）發(fā)生器切換時(shí)閥門切換順序不正確，或者溢流閥沒關(guān)嚴(yán)，有內(nèi)漏現(xiàn)象；（3）渣漿緩沖罐、脫吸塔或者回收系統(tǒng)某個(gè)設(shè)備有漏點(diǎn)；（4）含氧儀變色硅膠失色。

處理方法：（1）在電石渣漿回收乙炔氣裝置的初次開車或停車后的開車過(guò)程中，一定要保證氮?dú)庵脫Q的徹底性，尤其是液相管線的置換，開渣漿緩沖罐頂部的氮?dú)忾y，一路從發(fā)生器溢流出來(lái)的總管盲板上排空，一路經(jīng)補(bǔ)壓管道通過(guò)脫吸塔、冷卻器、水環(huán)真空泵，到乙炔進(jìn)入氣柜總管處排空；另一路從水環(huán)真空泵出來(lái)到含氧儀取樣口排空，確保置換的徹底性。同時(shí)注意取樣要有代表性，要多點(diǎn)位取樣、多時(shí)段取樣，保證各個(gè)點(diǎn)的含氧小于3%，然后考慮進(jìn)渣漿；（2）在發(fā)生器切換過(guò)程中也會(huì)有含氧超標(biāo)的現(xiàn)象。該公司乙炔系統(tǒng)共6臺(tái)發(fā)生器，正常生產(chǎn)時(shí)4開2備，如果有故障要停車檢修時(shí)，需切換發(fā)生器，也就是要切換溢流大閥，而在這個(gè)過(guò)程中預(yù)防含氧超標(biāo)是有技巧的，在往系統(tǒng)切入發(fā)生器時(shí)，應(yīng)先關(guān)掉去溢流渡槽的大閥，然后再打開去回收系統(tǒng)的切換閥；切出發(fā)生器時(shí)也是同樣的順序，這樣就可以避免因系統(tǒng)負(fù)壓而吸入空氣。但有時(shí)候雖然按此順序操作了，含氧也會(huì)超標(biāo)，這種情況大多是溢流大閥因結(jié)垢而關(guān)不嚴(yán)有內(nèi)漏所致。這時(shí)可以調(diào)節(jié)乙炔回收系統(tǒng)

渣漿緩沖罐的壓力設(shè)定值，可以略微地上調(diào)至3 kPa（一般正常運(yùn)行時(shí)為1～2 kPa），保證緩沖罐為正壓，這樣在使用過(guò)程中，渣漿的沉淀會(huì)封住溢流大管的內(nèi)漏，含氧很快降下來(lái)。當(dāng)然這是權(quán)宜之計(jì)，只有定期對(duì)溢流大閥除垢或者維護(hù)保養(yǎng)才是長(zhǎng)遠(yuǎn)之計(jì)；（3）如果回收系統(tǒng)本身有漏點(diǎn)，只有把系統(tǒng)全部停下來(lái)，重新打壓試漏，處理漏點(diǎn)后再開車；（4）至于含氧儀的變色硅膠失效，也是較為常見的故障。這時(shí)可以通過(guò)分析室的手動(dòng)分析，與在線含氧儀所測(cè)的值進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)有此故障，更換硅膠即可。

4.2.3 渣漿緩沖罐液位不穩(wěn)定

原因分析：（1）發(fā)生器溢流不暢或者排渣過(guò)多；（2）渣漿回流氣動(dòng)閥門故障；（3）渣漿回流管道有堵塞；（4）渣漿緩沖罐液位計(jì)有故障。

處理方法：（1）發(fā)生器溢流不暢是發(fā)生裝置常見的故障，因此要定期對(duì)發(fā)生器錐底沖洗水管進(jìn)行疏通，保證有足夠的沖洗水壓；定期排渣，避免電石硅鐵堵住溢流口；（2）渣漿回流氣動(dòng)閥門故障一般分兩個(gè)部分。一部分是命令機(jī)構(gòu)故障，可以檢查壓縮空氣的壓力是否足夠，有無(wú)漏氣現(xiàn)象，儀表部分的電子元件是否工作正常；另一部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)的故障，蝶閥的閥板是否有異物卡死，閥蓋的填料壓的是否過(guò)緊等，都會(huì)造成閥門不動(dòng)作；（3）渣漿回流管堵塞一般是因?yàn)樵鼭{的粘度較大，管道初期設(shè)計(jì)不合理，彎頭太多或者渣漿流速過(guò)慢造成沉降堵塞等。在發(fā)生器溫度允許的范圍內(nèi)可適當(dāng)加大發(fā)生給水，稀釋渣漿；（4）如果發(fā)生器液位計(jì)有故障，可以通過(guò)渣漿緩沖罐的溢流管入安全水封能夠觀察出來(lái)，一般情況是液位計(jì)膜盒有電石泥堵塞，或結(jié)垢失靈，可以關(guān)前球閥，卸開液位計(jì)進(jìn)行處理，同時(shí)為了避免類似的問(wèn)題再發(fā)生，可以微開液位計(jì)膜盒沖洗水進(jìn)行沖洗，確保液位計(jì)顯示正常。

4.2.4 渣漿泵堵塞

原因分析：自電石渣漿回收乙炔氣裝置投用以來(lái)，三個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)兩次渣漿泵堵塞停車事故，原因是出口蝶閥的閥板與泵殼內(nèi)卡有30～40 mm的碳?jí)K等異物，致使設(shè)備無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。

處理方法：這些塊狀物質(zhì)從源頭上根本無(wú)法消除，只能在入泵前的中間環(huán)節(jié)想辦法，于是在泵前的進(jìn)口管加裝一個(gè)篩網(wǎng)孔徑為25 mm的過(guò)濾器，定期對(duì)渣漿泵進(jìn)行切換，保證在不停車的情況下清理過(guò)濾器底部的大顆粒固體。

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

電石回收乙炔氣裝置自2013年4月1日正式投產(chǎn)運(yùn)行，截止2013年12月31日共計(jì)運(yùn)行9個(gè)月，回收效益見表2。

表2 乙炔回收效益表

5．2 社會(huì)效益

未經(jīng)過(guò)回收乙炔的電石渣漿因含有PH3、H2S等雜質(zhì)會(huì)污染周圍環(huán)境，且乙炔積聚會(huì)引發(fā)爆炸，具有較大的安全隱患，渣漿乙炔回收裝置的成功運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了減污、增效、節(jié)能，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)“減量化、資源化、再利用”原則，推動(dòng)了清潔生產(chǎn)，有力提升了企業(yè)綠色競(jìng)爭(zhēng)力。

6 結(jié)語(yǔ)

電石渣漿回收乙炔氣技術(shù)在黑龍江昊華應(yīng)用一年多來(lái)，回收效益顯著，2013年電石單耗從2012年的1.41 t/t直降至1.36 t/t。目前，通過(guò)不斷提升操作水平、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，此項(xiàng)技術(shù)正逐步走向成熟、走向完善，必將為公司帶來(lái)更多效益。

Application of calcium carbide acetylene gas recovery technology in PVC production process

YANG Hong-xia，CUI Ya-xin，LI Shu-feng，SHI Hong-ping
（Heilongjiang Haohua Chemical Co.，Ltd.，Qiqihar 161033，China）

The application，measures and profit of calcium carbide acetylene gas recovery technology were introduced.

carbide slag slurry；acetylene gas；reactor；water ring vacuum pump；desorption tower

TQ325.3

B

1009－1785(2015)04-0017-03

2014-11-06