氯碱废弃物在纯碱厂的综合利用

氨碱企业一般认可 "%& 过 剩量在 /, 1 6 !- 1 之间。之所以各企 业 间 过 剩 的 "%& 量 差 异 较 大， 原 因在于各厂情况不同： 首先像天碱、 大化碱厂这类氨 碱与联碱并存的 企 业， 氨碱系统有合成氨造气工序 净化再生的浓 "%& 补充， 自然其 "%& 过剩量多一些； 其次， 象南方制碱、 唐 山、 连云港等纯碱企业虽然其 压缩后的气体冷却采用间接方式， 无溶解 "%& 损失， 但其吸收真空尾 气 不 回 系 统， 并且因其严格控制过 烧， 石耗较低， 其过剩 "%& 量相对少一些； 再者， 各企 业之间原料、 燃料 质 量 不 同， 如 有 的 使 用 白 煤， 有的 使用焦炭也导致过 剩 "%& 量 的 不 同； 最后是对过剩 "%& 的处置不同。除利用过 剩 "%& 生产 小苏打 较 普 遍外， 利用 "%& 生产倍半碱， 食用 "%& 或利用 "%& 处 理废液等都有应 用。 在 对 过 剩 "%& 的 排 放 上， 以往 是把过剩 "%& 随生产过程暴空损失掉。近年来出现 了将出窑顶 "%& 部分集中排放的趋势。 因上述因素， 使 得 对 石 灰 工 序 石 灰 与 "%& 的 平 衡计算只有依据本厂的实际情况进行查定才能掌握 真实情况。实施电石渣化灰后， 必然涉及灰、 气新的 平衡问题， 由于对石 灰 与 "%& 气 平 衡 计 算 涉 及 数 据 较多， 而我厂尚未进行这方面全系统的查定， 若完全 参考有关书籍提供 的 单 一 数 据 计 算 过 剩 "%& 量， 其 结论代表不了我厂过剩 "%& 的真实水平。本文在综 合分析多个参考 资 料 数 据 的 基 础 上， 对一些数据进 行了直接选取。依据老线生产数据衡算如下： / .! ./ "%& 总产生量， ! /） "$"%! 分解产生的 "%& 量， !/ （/ )&, 8 - . 2/） （&& . ) 8 /--） !/ 7 9 9 2& 1 7 !&& . :-: ;! 8 0碱 7 <!! . 52 34 8 0碱 式中： — —石灰石消耗 （/-- 1 "$"%! ） ， / )&, — 34 8 0碱 ； — —石灰石中的 "$"%! 含量； 2/ 1 — — —石灰石总分解率， 一般在 551 6 2<1 。 2& 1 — &） =4"%! 分解产生的 "%& 量， !& 石灰石成分平均取 =4"%! ! . <, 1 ， 则： （/ )&, 8 - .2/） （&& .) 8 5)） 9 22 1 !& 7 9 ! .<, 1 9 7 /) . 22 ;! 8 0碱 7 &2 . )) 34 8 0碱 式中： — — =4"%! 分解率。 22 1 — 焦炭燃烧产生的 "%& 量， !） !! 焦耗 //! 34 8 0碱 ， 未燃烧焦炭和窑 顶出 气带出 焦 末约为 / 6 ! 34 8 0碱 ， 取 & 34 8 0碱 。因此实际燃烧的焦 炭量为 /// 34 8 0碱 。
法和空气搅拌法 去 除 电 石 渣 中 的 乙 炔， 也就是说其
# 氯碱电石泥在纯碱生产中应用可行 性分析
国内用电 石 法 生 产 ./% 的 厂 家 !,, 多 !,,- 年， 个， 年 生 产 氯 碱 0 "00 万 1 ，!,," 年 预 计 还 会 增 长 “强碱性电 石 泥” 处理难度 2 3 。生产过程中产生的 大、 费 用 高； 所 产 生 的 淡 盐 水 内 部 回 收 利 用 时， 除
!* )’+
结论是建立在对 进 蒸 氨 塔 的 电 石 渣 进 行 加 热， 去除 大部分乙炔后的基础上； 其二， 杭州电化总厂现有的 电石渣流程与我们氯碱厂拟建电石渣流程不同。 杭州 电 化 总 厂 的 电 石 渣 流 程 是： 电石渣从乙炔 发生器出来后， 除去大颗粒焦炭渣， 然后用泵打至天 沟， 由天沟自流至电石渣池， 再用泵从池子口打至沉 淀池， 电石渣在沉淀池中浓缩后， 从池底出来经一筛 网除去小颗粒固 体 杂 质 后 放 至 一 个 缓 冲 池， 从缓冲 池经泵打至电石渣堆放场地。 海 化 的 氯 碱 厂 电 石 渣 流 程 是： 电石渣从乙炔发 生器出来， 进容积仅 $, 7$ 的电石 渣缓 冲 槽， 然后用 泵打至纯碱厂化灰。 电石与水反应是： （ ’(） %&%! 8 !(! ’! %! (! 8 %&a和乙 炔数量少。从流程对比中可知该厂小试时所用电石 渣停留时间较长， 而我厂拟用的电石渣， 若按两期工 程 $!, 7$ 4 9 供量计算， 其出乙炔发生器后仅有 " 7:; 左右的缓冲时 间， 就 送 至 碱 厂 化 灰。 为 保 证 电 石 渣 化灰安全， 电石 渣 化 灰 从 少 量 掺 兑 开 始。 安 全 部 门 修改相应工序设备、 管线的检修动火标准， 检修作业 时， 要按新标准进行。 #5& 电石渣化灰对蒸氨操作的影响 据资料介绍， 电石生产是由优质石灰石 （ %&%’$ 在 石 灰 窑 内 与 煤 或 焦 炭 烧 出 石 灰， 再由石 < 6" 3 ） 灰与焦 炭 在 电 炉 内 在 隔 离 空 气、 温 度 在 $ $,, = 的
的费用 高。 而 这 些 物 料 的 主 要 成 分 正 好 是 氨
碱法生产的主要 原 料， 能否将其联合利用成为一个 新的课题， 主 要 体 现 在： （ ’(） ! 电 石 泥 中 的 %& ! 全 部利用后与氨碱厂 过 剩 的 窑 气 是 否 配 套； "电石泥 中的乙炔气进入纯碱生产系统对纯碱生产的操作性
!* 和安全性 有 何 影 响； # 淡 盐 水 中 的 )’+ 能 否 导 致
纯碱系统的结疤严重。 !,,+ 年山 东 海 化 集 团 有 限 公 司 规 划 投 资 建 设 其产生的电石泥如何处理是关 !, 万 1 4 & ./% 工 程， 键问题， 另外， 淡盐水可否给纯碱厂化盐也是问题之 一。为此， 纯碱厂 与 氯 碱 树 脂 工 程 指 挥 部 进 行 研 究 和磋商， 并从以下 + 个方面进行调研、 论证。 #5# 电石渣用于氨碱厂蒸氨的生产安全性 电石渣用 于 氨 碱 蒸 氨 在 《国 外 制 碱》 上有过报 道， 但国内尚无先 例。 《纯 碱 工 业》 杂 志 0666 年 第 0 期介绍了杭州电化集团电石渣与石灰在氨碱和氯碱 厂的综合利用小 试 情 况， 其结论是电石渣用于氨碱 蒸氨在生产上是安全的。但是其小试情况与我厂拟 采用的生产方案不同： 其一， 小试进行了用蒸汽加热
$# 一般认为， 在石 灰 窑 内 固 定 炭 燃 烧 生 成 !"# 和 !" 两种产物。如此则有： （&&& ’ () * ） !"# $ !" % + &# % , - . /012 + 3碱 已知窑气 !"# 浓度日 平 均 为 .& * ， !" 为 & * ， 则固定炭燃烧生成的 !"# 量， !4 ： ［ （4## - ,), $ &. - 55） ! 4 % .& * + ## - . $ , - .］ （ （4## - ,), $ &. - 55） + .& $ &）* 6 + ## - . % 7 - ((85 /012 + 3碱 % &4& - (, 0 + 3碱 ! % ! & $ ! # $ ! 4 % .85 - 78, 04 + 3碱 由此可知窑气积为： .85 - 78, + .& * % &&.7 - #(7 04 + 3碱 & -4 -# 正常生产 !"# 需要量 窑 顶 逸 散 !"# 气 量 " & ， 上料过程窑顶逸散 &） 9， !"# 气量 " & ， : 按班产 & &)) 3 、 返石 8 * 计， 则每小时每台窑上 料： （& &)) + (） （& .#7 + ) - 5&） （& $ 8 * ） ’ + , % 44 - ## 取整数 4. 个料， 每个卸料时间 . ;， 则： （4. ’ .） " &， + 4 8)) ’ & &.7 - #(7 9 % % .4 - #, 04 + 3碱 正常生产窑顶散逸 !"# 未知损失， " &， : 为避免空气冲 淡 窑 气 !"# 浓 度， 窑顶出气需保 持正压， 但窑顶正压影响文明生产， 一般窑顶出气保 持平压或微正压。但目前海化碱厂常发生的现象是 顶压偏高， 原因在于从窑顶出气总管经泡沫塔、 电除 尘至压缩机入口 窑 气 系 统， 由于老线产量已近原设 计的 # 倍， 其 阻 力 已 很 大， 入 压 缩 机 窑 气 负 压 高， 尽 管已在老线设置 了 窑 气 排 空 装 置， 并且窑顶是双钟 帽， 但因窑的顶压高， 正常生产时窑顶散逸 !"# 未知
&--< 年第 < 期 情况下反应制得电石与煤气。
丁顺建： 氯碱废弃物在纯碱厂的综合利用 决定上石量的， 其 "%& 气是过剩的。
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其反应是： !" # "$%! "$"& # "%" 由 于 电 石 是 用 来 制 备 乙 炔 气， 而乙炔气作为合 成聚氯乙烯的原料， 对纯度要求较高， 为保证电石所 产粗乙炔的纯度。对生产电石的石灰要求是要保证 一定程度的过 烧， 严 格 防 止 生 烧。 而 过 烧 后 的 石 灰 活性较 低。 目 前 尚 没 有 统 一 的 方 法 测 定 石 灰 的 活 度， 也没有统一的表示石灰活度的指标， 常用石灰与 水反应能力来代表石灰的活性。测定石灰与水反应 能力的方法通常 分 两 大 类： 一是测定石灰溶于水的 过程中， 通过水温 升 高 的 情 况 来 测 定 石 灰 的 消 化 速 度， 这种方法叫做 升 温 法； 二 是 采 用 滴 定 法， 应当指 出过烧石灰也能参与反应， 只是其活性差， 反应所需 时间较长。制碱 行 业 通 常 是 指 石 灰 消 化 后， 能在有 限时间内迅速 分 解 制 碱 母 液 中 的 ’() "* 、 （ ’() ） & +%) 等固定铵。如过 烧 石 灰 乳 在 蒸 氨 塔 因 停 留 时 间 短， 大部分不能参 与 反 应。 而 过 烧 石 灰 乳 因 颗 粒 大， 在 送盐水加灰除镁时， 因有较长的停留时间， 能够完全 反应， 且除镁效 果 更 好。 这 方 面 天 碱 及 化 工 部 大 连 制碱研究所 在 上 世 纪 ,- 年 代 已 作 过 实 验。 实 施 电 石渣化灰， 由于灰乳活性有所降低， 理论上应适度提 高废液过剩灰指标， 若采用负压蒸馏汽耗不会升高， 否则将略有升高。 由于 生 产 电 石 选 择 的 石 灰 石 质 量 好， 用电石渣 化灰后其灰乳杂 质 总 量 不 会 增 加， 对蒸氨塔运行周 期不会产生大的影响。 电石泥化灰后的灰乳在纯碱厂蒸馏工序的应用 基本上符合上述论点。 !." 电石渣化灰后石灰工序对碱系统的平衡 氨碱法纯碱生产所需 "%& 气是由石灰石分解产 生供给的， 同时在 盐 水 精 制 和 氨 的 回 收 过 程 中 又 需 要消耗大量的石灰乳。 生产 / 0 纯 碱 （折 /-- 1 ） 理 论 上 需 耗 用 /-- 1 "$"%! 约 2)! 34， "$%： ,&5 34， "%& )/, 34。 理 论 上 石 灰和 "%& 气是平衡的。 实际 生 产 中 石 灰 石 不 是 纯 的 "$"%! ， 也不能百 分之百分解； 原盐中含的杂质需加灰去除； 石灰石煅 烧需 燃 烧 焦 炭 产 生 "%& ； 再加上各个环节中石灰与 使得石灰石的耗用量大大超过理论 "%& 损 失 不 同， 值， 并 且 出 现 灰、 气 不 平 衡。 生 产 中 除 一 些 极 端 情 形， 如装置停产后 的 开 车 过 程 及 煅 烧 炉 大 量 挡 碱 等 情况会出现灰过 剩 外， 氨碱法正常生产时是以灰耗
碱厂生产所需的原料， 两者联合利用既可创造经济效益， 又可解决氯碱行业电石泥污染问题。 关键词： 电石泥； 淡盐水； 电石泥化灰； 环境污染 中图分类号： !"##$ %& ；!" ##$ %# ；!" #’# 文献标识码： ( 文章编号： （&))’） #))* + ,-.) )’ + ), + )$
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纯
碱
工
业
氯碱废弃物在纯碱厂的综合利用
丁顺建
（山东海化股份有限公司 纯碱厂， 山东 春光 !"!#$#）
摘要： 氯碱行业生产过程中产生大量含 %& （ ’(） 由 于 碱 性 强， 直 接 排 放 造 成 环 境 污 染， ! 的 电 石 渣，
* 处理后再排放成本高， 同时其产生的淡盐水内部回收利用时， 除 )’! 费 用 高。 这 些 物 质 正 好 是 氨 +