電石法PVC生產(chǎn)乙炔工序的環(huán)境保護(hù)措施

耿 傲，劉立華

（德州實華化工有限公司，山東 德州 253007）

中國煤炭資源豐富，電石乙炔法PVC生產(chǎn)具有得天獨(dú)厚的天然優(yōu)勢。但是，電石乙炔法PVC生產(chǎn)產(chǎn)生大量電石渣和廢水，污染嚴(yán)重。

1 電石粉塵治理

電石粉塵不僅造成工作環(huán)境惡劣，人員危害嚴(yán)重，電石損失大，還具有嚴(yán)重的危爆風(fēng)險。電石粉塵的治理可以從如下幾個方面著手。

（1）減少電石卸車后在地面上存放時間，長時間存放，容易吸收水分，電石潮解粉化現(xiàn)象較為嚴(yán)重，破碎時粉塵增多。電石在卸車后，應(yīng)立即進(jìn)行投料破碎加入到電石料倉內(nèi)，并充氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，防止吸收空氣中的水分而潮解。地面儲存時，用塑料布將電石蓋嚴(yán)，最大限度地保護(hù)電石不被潮解。

（2）定期對電石庫房中的粉塵進(jìn)行清理，減少粉塵在庫房中的集聚。

（3）對一、二級破碎設(shè)備所在地坑進(jìn)行定時清理，減少電石粉塵在地坑中集聚。

（4）對破碎系統(tǒng)中設(shè)備和電石進(jìn)料、出料溜槽進(jìn)行定期檢查，對損壞部分及時維修，保證設(shè)備和溜槽的正常運(yùn)行，減少電石粉塵的泄漏。

（5）建議除塵機(jī)組選用布袋式除塵機(jī)組，及時清理袋式除塵器，定期更換濾布，以保證除塵效果。

（6）加大設(shè)備巡檢力度和檢修質(zhì)量，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低設(shè)備的泄漏率和檢修頻率，降低設(shè)備運(yùn)行過程中粉塵的泄漏量。

（7）嚴(yán)格要求操作人員按照操作規(guī)程操作，先啟動除塵裝置，然后再運(yùn)行其他設(shè)備，加強(qiáng)對設(shè)備維修人員的培訓(xùn)和管理，定期對乙炔氣集聚區(qū)進(jìn)行檢測和清理。

2 電石渣廢水的處理

電石乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯工藝，1 t產(chǎn)品耗用1.5 t電石，同時生成15 t含固量約12%的工業(yè)廢液，俗稱電石渣漿，即電石渣廢水。

電石渣廢水為強(qiáng)堿性、高懸浮物廢水，同時還含有硫化物等有毒物質(zhì)，廢水廢物產(chǎn)生量大，有毒有害物質(zhì)濃度高，對環(huán)境危害比較嚴(yán)重。現(xiàn)在氯堿企業(yè)普遍采用澄清池與板框壓濾機(jī)結(jié)合，澄清液回用的電石渣綜合治理措施模式。電石渣漿廢水處理工藝見圖1。

圖1 電石渣漿廢水循環(huán)回用工藝流程示意圖

采用了電石渣廢水綜合治理措施后，不但保護(hù)了環(huán)境，也降低了PVC的成本。

（1）澄清水回用后每噸PVC消耗新鮮水2 t，節(jié)水10 t。綜合各項收費(fèi)，每噸水成本按0.80元計算，可獲效益8元/t PVC。

（2）電石渣漿中多項污染物超標(biāo)，如果電石渣澄清液不回用，必須經(jīng)過處理才能排放。據(jù)測算處理費(fèi)用約為1.5元/t水。澄清水全部回用后，可節(jié)約處理費(fèi)用15元/t PVC。

（3）采用電石渣綜合治理工藝后，生產(chǎn)每噸PVC可得1.8 t干電石渣，可作為生產(chǎn)水泥的原料，經(jīng)濟(jì)效益增加80元/t PVC。

（4）電石渣澄清液中乙炔含量為（150～200）mg/L，澄清液回用后回收的乙炔約3 kg/t PVC。相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)電石量約6.8 kg，按每噸電石2400元計，每噸聚氯乙炔可降低成本16.3元。

3 電石渣的綜合利用[1]

電石渣是乙炔生產(chǎn)過程中排出的廢物，其主要成分為Ca（OH）2，含量達(dá) 90%以上，堿度為 3 mol/L左右。經(jīng)處理后的干電石渣回用主要有以下幾個方面：制成石灰作為電石的生產(chǎn)原料、與煤渣等煅燒生產(chǎn)電石渣水泥；作為普通建筑材料（地基填土等）；與氯氣作用生產(chǎn)漂白粉；代替石灰作浮選調(diào)整劑；作鍋爐煙氣的脫硫吸收劑；作劣質(zhì)煤生產(chǎn)燃煤的固硫劑；作防水涂料的主要填料；作瓷光壁涂料和建筑室內(nèi)用膩子的原料等。

3.1 用于環(huán)保行業(yè)

（1）酸性尾氣治理。利用電石渣的強(qiáng)堿性來吸收工業(yè)生產(chǎn)過程中的酸性氣體，如火電廠將電石渣烘干后作為脫硫劑使用，降低了發(fā)電成本，產(chǎn)生的脫硫石膏用于水泥生產(chǎn)。

（2）酸性廢水及含氟污水治理。在工業(yè)生產(chǎn)過程中有大量的酸性（如含硫酸、磷酸、鹽酸）廢水排出，在氟氯烴、電解鋁、農(nóng)藥、有色金屬冶煉等生產(chǎn)過程中有大量的廢水排出，利用電石渣中Ca（OH）2的強(qiáng)堿性與酸性廢水和含氟廢水反應(yīng)生成鹽和水，使之達(dá)標(biāo)排放。

3.2 用于化工行業(yè)

（1）生產(chǎn)碳酸鈣。電石渣經(jīng)凈化除去其中的雜質(zhì)，控制電石渣漿的Ca（OH）2濃度，可生產(chǎn)CaCO3系列產(chǎn)品。

（2）生產(chǎn)氯化鈣。采用電石渣與HCl反應(yīng)制得CaCl2，氯化鈣主要用于基建防護(hù)劑、載冷劑、水處理等，無水氯化鈣可用于干燥劑。

（3）生產(chǎn)純堿。在氨堿法工藝生產(chǎn)中，利用電石渣替代石灰石用于純堿生產(chǎn)。

（4）用電石渣制取高純度氧化鈣。通過對電石渣的預(yù)處理，并用預(yù)處理后的電石渣和氯化銨及水按一定比例配成溶液，經(jīng)過濾、澄清后通入二氧化碳?xì)怏w，進(jìn)行碳化，再經(jīng)結(jié)晶，分離，洗滌，脫水，干燥，粉碎后再置于1000～1200℃溫度下保溫30～120 min，從而制得高純度氧化鈣。高純度氧化鈣在鋼鐵、農(nóng)藥、醫(yī)藥、非鐵工業(yè)、制革實驗室氨氣干燥和醇的脫水等方面有著廣泛用途。

3.3 電石渣在廢水處理中的應(yīng)用

電石渣是強(qiáng)堿性廢渣，可代替燒堿、純堿、生石灰等堿性物質(zhì)做中和劑用于治理酸性廢水。有色冶煉企業(yè)使用電石渣治理酸性廢水，治理效果和系統(tǒng)運(yùn)行狀況都很好。另外，電石渣還可以作為沉淀劑和中和劑，處理化學(xué)纖維含鋅廢水以及硫酸廢水中的含砷、含氟及含鉻電鍍廢水。

4 清凈廢液的回收利用

中國大部分氯堿企業(yè)在濕法乙炔工藝處理中，在水洗塔上層使用一次水，當(dāng)其與乙炔氣逆向接觸噴淋冷卻時，一部分自行循環(huán)使用，其他的外排，每當(dāng)夏季水溫較高時，一次水補(bǔ)充會造成大量的水外排，造成水資源的極大浪費(fèi)。兩級清凈塔都是填料塔，先進(jìn)入一級清凈塔中的乙炔氣會與來自二級清凈塔中濃度較低的次氯酸鈉逆向接觸，將其中的硫、磷等物質(zhì)部分清除，然后進(jìn)入二級清凈塔中與濃度較高的新鮮次氯酸鈉徹底接觸，從而徹底將硫、磷等雜質(zhì)去除，一級清凈塔中的次氯酸鈉廢水會進(jìn)入到水塔中，然后與一次水一起外排。

廢次氯酸鈉水經(jīng)過曝氣、冷卻降溫以后，在可以當(dāng)作冷卻水使用的同時還可以有效去除乙炔中一部分的硫、磷等雜質(zhì)，產(chǎn)生的酸性水還可以有效除去塑料填料上的氫氧化鈣污垢，從而使水洗塔不容易結(jié)垢，延長水洗塔的使用壽命，可有效代替一次水配置新的次氯酸鈉，還可以與上清液混合后進(jìn)入發(fā)生器內(nèi)，有效去除上清液中的硫化氫及磷化氫，即使上清液中仍有殘余雜質(zhì)，仍可以在后面工序中被清除，不會產(chǎn)生雜質(zhì)積累，從而影響乙炔的質(zhì)量。所以，新的清凈廢液回收利用工藝可以對廢次氯酸鈉實現(xiàn)全面的回收綜合利用，不僅可有效降低企業(yè)排污成本，實現(xiàn)清凈廢水零排放，還可以有效節(jié)約水資源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境[2]。

清凈廢液的回收利用工藝是對廢次氯酸鈉首先進(jìn)行曝氣、冷卻后與一次水進(jìn)行混合，然后用混合后的溶液去配置新鮮次氯酸鈉，工藝流程比較簡單，采用正確的方法和配置比例，保證配置的安全性。通過技術(shù)的創(chuàng)新，有效提高了廢次氯酸鈉的經(jīng)濟(jì)效益，有利于節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)。

5 結(jié)語

隨著市場對PVC需求量的增大，電石法PVC的擴(kuò)產(chǎn)勢必會產(chǎn)生大量的電石粉塵、電石渣、電石渣漿廢水和廢次氯酸鈉水，對環(huán)境的影響很大，需做好保護(hù)措施，“變廢為寶，以廢治廢”，減少“三廢”對環(huán)境的污染。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 張 朝，等.淺析電石渣的綜合利用.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè).2006（07）：41-43.

［2］ 周國娥，等.濕法電石生產(chǎn)PVC廢水中乙炔氣回收利用的研究.山東化工，2013（11）：20－21.