乙炔氣洗滌水循環(huán)改造

楊富國(guó)

(重慶市映天輝氯堿化工有限公司，重慶 401221)

乙炔氣洗滌水循環(huán)改造

楊富國(guó)*

(重慶市映天輝氯堿化工有限公司，重慶 401221)

電石渣;乙炔氣;環(huán)保;降耗

乙炔氣洗滌水中固含量較大，易造成注水噴頭堵塞，因此洗滌水不能直接作為洗滌循環(huán)水和乙炔生產(chǎn)原料，必須通過外循環(huán)沉降澄清后，取其上清液循環(huán)使用，電石濕渣作為固廢進(jìn)行處理。在洗滌水外循環(huán)處置過程中，洗滌水中溶解的乙炔氣、硫化氫、磷化氫等氣體極易散發(fā)出來(lái)，影響環(huán)境。針對(duì)此情況，對(duì)發(fā)生器進(jìn)行了改造，降低了洗滌水中的固含量，使洗滌水進(jìn)行內(nèi)循環(huán)直接回用，避免惡臭氣體逸至大氣，并降低了電石消耗。

重慶市映天輝氯堿化工有限公司(以下簡(jiǎn)稱“重慶映天輝”)是一家生產(chǎn)離子膜法燒堿和三氯乙烯產(chǎn)品的化工企業(yè)，其中三氯乙烯生產(chǎn)能力3萬(wàn)t/a，原料乙炔采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的干法乙炔生產(chǎn)工藝[1]。電石是生產(chǎn)三氯乙烯的主要原料，因工業(yè)電石中含有硫化鈣、磷化鈣、砷化鈣等雜質(zhì)[2]，在電石與水反應(yīng)過程中，同時(shí)生成了微量的惡臭性氣體硫化氫、磷化氫、砷化氫等[3]。

由于發(fā)生器高溫洗滌渣漿水采用外循環(huán)工藝，在渣漿水排出洗滌冷卻塔后，溶解在水中的C2H2、H2S、PH3、AsH3等氣體自然地逸到大氣中，造成了乙炔損失和一定的環(huán)保問題。為此，重慶映天輝對(duì)乙炔發(fā)生器進(jìn)行了改造，將發(fā)生器洗滌水直接回用，達(dá)到保護(hù)環(huán)境、降低能耗的目的。

1 洗滌水不能直接回用的原因

乙炔發(fā)生器有10層反應(yīng)盤，電石與水在乙炔發(fā)生器布料盤上主要以表面接觸方式進(jìn)行反應(yīng)。電石通過攪拌器從第1層開始逐級(jí)向下移動(dòng)，與水充分接觸，直到底部時(shí)，電石完全反應(yīng)，生成的含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于10%的氫氧化鈣固體從底部排至干渣倉(cāng)。反應(yīng)生成的乙炔氣從側(cè)上部進(jìn)入洗滌冷卻塔，由于發(fā)生器內(nèi)的灰塵十分干燥，極易揚(yáng)塵，在電石下料入發(fā)生器時(shí)，大量的揚(yáng)塵隨乙炔氣進(jìn)入洗滌冷卻塔，造成洗滌水中固含量極大，易堵塞注水噴頭，造成生產(chǎn)不連續(xù)、不穩(wěn)定，因此洗滌渣漿水不能直接回收使用。

2 洗滌水常規(guī)使用方法

無(wú)論是干法乙炔還是濕法乙炔的生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)對(duì)于反應(yīng)水或洗滌水均采用外循環(huán)方式沉降，取上清液回用。所謂外循環(huán)法，是指將洗滌水先排出系統(tǒng)，通過濃縮沉降池進(jìn)行渣水靜置分層，上層清液返回系統(tǒng)循環(huán)使用，下層含固量高的渣漿通過壓濾或風(fēng)干的方式除去水分后得固體，再進(jìn)行處置。

3 改造方案

3.1 原洗滌水工藝流程

洗滌冷卻塔洗滌水通過排渣泵打入濃縮池，靜置后上層清液流入上清液罐，然后通過清液泵打入發(fā)生器出口至洗滌冷卻塔乙炔氣相管洗滌乙炔氣中夾帶的粉塵，或作為發(fā)生器注水緩沖罐補(bǔ)水；濃縮池底部渣漿通過泵打入壓濾機(jī)，水返回濃縮池，濕電石渣固體卸入堆渣房，作為固廢進(jìn)行處理。

注水緩沖罐內(nèi)的水通過注水泵打入發(fā)生器，與電石在布料盤上進(jìn)行反應(yīng)生成乙炔氣和電石干渣。

3.2 改造后洗滌水工藝流程

工業(yè)水(或收集的其他工業(yè)廢水)通過泵從洗滌冷卻塔上部、中部、下部分別補(bǔ)入乙炔發(fā)生器系統(tǒng)，洗滌冷卻塔洗滌水通過渣水回用泵打出，直接送入乙炔發(fā)生器注水噴頭和發(fā)生器出口至洗滌冷卻塔乙炔氣相管，洗滌水直接在洗滌塔內(nèi)循環(huán)和作為發(fā)生器反應(yīng)用水。改造后內(nèi)循環(huán)工藝流程示意圖如圖1所示。

圖1 洗滌水內(nèi)循環(huán)工藝流程示意圖

Fig.1 Process flow diagram of internal circulation of washing water

3.3 改造方法

3.3.1 發(fā)生器及進(jìn)料機(jī)改造

改造原進(jìn)料機(jī)(如圖2所示)，把發(fā)生器進(jìn)料機(jī)從頂部向下移動(dòng)，降低進(jìn)料高度，減少下料過程中的揚(yáng)塵[4]，以此減少進(jìn)入發(fā)生器乙炔氣相管的粉塵，從而降低洗滌冷卻塔渣漿液中的固含量。

3.3.2 洗滌水直接回用改造

對(duì)洗滌塔排渣泵進(jìn)行改造，將原渣漿液打入濃縮池改為打入發(fā)生器及氣相洗滌管道，除掉洗滌塔渣漿液至濃縮池工藝管線，實(shí)現(xiàn)發(fā)生器洗滌水內(nèi)部循環(huán)。

3.3.3 發(fā)生器補(bǔ)水改造

將原洗滌清液泵改為洗滌冷卻塔補(bǔ)水泵，將外部收集的生產(chǎn)廢水通過塔頂部、中部、下部的補(bǔ)水口進(jìn)入洗滌塔，實(shí)現(xiàn)洗滌塔的水平衡。

圖2 發(fā)生器進(jìn)料機(jī)位置改造示意圖

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1 降低消耗

通過技術(shù)改造，將洗滌塔渣漿液中的溶解乙炔全部回收(在25 ℃下，乙炔密度1.12 kg/m3；80 ℃時(shí)乙炔在電石渣漿中達(dá)到飽和時(shí)的溶解量為0.438 kg/m3)，以電石渣漿液外循環(huán)20 m3/h和溶解乙炔中50%因外循環(huán)逸出計(jì)，年(1年按300天計(jì))預(yù)計(jì)回收乙炔氣：

24×300×20×0.438×0.5=31 536(kg)。

則25 ℃時(shí)，31 536 kg乙炔的體積為：

31 536÷1.12≈2.82萬(wàn)(m3)。

按電石發(fā)氣量285 m3/t，電石價(jià)格3 000元/t計(jì)，年節(jié)約電石100 t左右，年節(jié)約成本約30萬(wàn)元。

4.2 節(jié)約廢渣處置費(fèi)

以電石渣漿液中固含量以0.02 t/m3壓濾排出計(jì)，通過技術(shù)改造，降低干法乙炔濕電石渣產(chǎn)量：

24×300×20×0.02=2 880(t)。

按濕電石渣處置費(fèi)150元/t計(jì)，年節(jié)約固廢處置費(fèi)：

2 880×150=43.2萬(wàn)(元)。

4.3 保護(hù)環(huán)境

技術(shù)改造后，由于含渣廢水未排出乙炔發(fā)生系統(tǒng)，濃縮池周邊將不存在C2H2、H2S、PH3等氣體逸出，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境明顯改善。

5 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)發(fā)生器進(jìn)料機(jī)位置的改動(dòng)，減少了發(fā)生器反應(yīng)過程的揚(yáng)塵，確保了洗滌渣漿水直接回收利用。改造后，渣漿水不再通過濃縮池處理，水流程大幅縮短，整個(gè)系統(tǒng)操作更加簡(jiǎn)便。渣漿水外循環(huán)改為內(nèi)循環(huán)，解決了溶解乙炔的損失問題，防止了硫化氫、磷化氫等惡臭氣體的逸出，從根本上解決了廢氣散排引發(fā)的環(huán)保隱患，節(jié)約了生產(chǎn)成本，大大提高了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

[1] 李朝陽(yáng)，周軍，唐復(fù)興.干法與濕法乙炔發(fā)生工藝的對(duì)比與改進(jìn)[J].聚氯乙烯，2012，40(11):14-18.

[2] 庫(kù)茲涅佐夫.電石生產(chǎn)[M].高虹，楊國(guó)藩，程祖球，譯.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1957：79.

[3] 趙述彬.電石法聚氯乙烯生產(chǎn)行業(yè)的汞污染防治[J].化工環(huán)保,2014,34(5):434-437.

[4] 田剛，黃玉虎.揚(yáng)塵污染控制[M].北京：中國(guó)環(huán)境出版社，2013：46.

[編輯：董紅果]

Circulation remodeling of acetylene-washing water

YANGFuguo,CHENHonggang

(Chongqing Wintinwe Chlor-Alkali Chemical Co., Ltd., Chongqing 401221, China)

calcium carbide sludge; acetylene; environmental protection; consumption reduction

If the solid content in washing water for acetylene was high, the blockage of water injection nozzle would happen easily. Therefore, the washing water could not be directly reused and could not be used as raw materials for acetylene production.The washing water must be settled and clarified in outside circulation, then the supernatant was recycled and the wet calcium carbide sludge was treated as solid waste. During the outside circulation, some gas dissolved in the carbide slurry, such as acetylene, hydrogen sulfide and phosphine, evolved very easily and polluted environment. In order to solve the above-mentioned problem, the generators were remodeled to reduce the solid content in washing water and the washing water was internally circulated and directly recycled. Thus, the escape of the odorous gas to atmosphere was avoided and consumption of calcium carbide was reduced.

2017-02-07，陳紅鋼

TQ221.242

B

1008-133X(2017)03-0027-03

*[作者簡(jiǎn)介] 楊富國(guó)(1977—)，男，工程師，畢業(yè)于四川師范大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，現(xiàn)任重慶市映天輝氯堿化工有限公司TCE車間常務(wù)副主任，從事生產(chǎn)管理、車間管理工作。