废盐酸脱吸系统的技术改造
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产中的应用［J］． 聚氯乙烯，2013，41（ 3） ： 40 － 42．
［编辑： 郝晶］
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（ 上接第 29 页）
重结束。
2． 5 配料控制器与 PLC 的协调工作
3 结语
配料控制器对称重信号具有控制作用。配料控 制器 接 收 到 启 动 信 号 后 开 始 工 作，其 C O AＲ SE、 FIN E、M 4 3 个端口同时向 PLC 发出高电平信号， PLC 向 3 个添料嘴执行机构发出高电平信号，大中 小料嘴同时向包装袋中填充粉料，当达到包装设定 值时，称 重 控 制 器 C O AＲ SE、FIN E、M 4 输 出 低 电 平，DISC HAＲ GE 端子向 PLC 输出高电平信号，称
凝水总管，经常出现总管内冷凝水过多且流量不稳 出现氯化钙循环泵不能备用的问题，保证了系统的
定，若冷凝水不及时排放，会导致脱吸塔再沸器蒸汽 长期稳定运行。
压力、流量波动较大，严重影响系统的稳定运行，对 3 结语
设备、管道造成致命的损害。针对这一问题，将蒸汽 冷凝水管改为独立管线。改造后，再沸器蒸汽压力、 流量很稳定，系统运行平稳，减少了再沸器及其他设 备管道的泄漏［2］。 2． 4 双效换热器易泄漏，对其进行改造
浓酸脱吸塔塔顶出口石墨管口和膨胀节是泄漏 且大大增加了安全隐患。为此，对浓酸脱吸塔进行
最频繁的位置。改造前，浓酸脱吸塔出口石墨管口 技术改造，具体方案是： 在浓酸脱吸塔出口垂直上方
和出口管道由 1 个膨胀节连接，连接方式如图 2 所 2 m（ 上一楼层垂直上方 1 m） 处增加 1 个膨胀节，连
示。
成泄漏。
1 盐酸脱吸装置简介
1． 1 盐酸脱吸原理 浓盐酸脱吸 是 在 脱 吸 塔 中 用 蒸 汽 加 热 盐 酸，利
用气液平衡条件下氯化氢在气相中的浓度大于液相 中的浓度的原理，使其从盐酸中脱吸出来； 当盐酸质 量分数达到 20% 左右时形成恒沸酸，无法再脱吸［2］。 为了从质量分数 20% 的盐酸中继续提取氯化氢，需 加入一种介质打破盐酸的恒沸点，使氯化氢从盐酸中 游离出来。氯化钙就是这样一种介质，其吸水性很 强，能够夺取盐酸中的水分，使氯化氢从盐酸中游离 出来。盐酸深度脱吸是在质量分数 20% 左右的盐 酸中按一定比例加入氯化钙，降低稀盐酸的恒沸点 后再加热就能继续脱出大量的氯化氢气体，从而得
图 1 废盐酸脱吸系统工艺流程简图
Fig． 1 Process flow sheet of waste hydrochloric acid desorption system
2 存在的问题及改造措施
垂直距离约 1 m，距地面约 5 m，检修是高处作业，
2． 1 浓酸脱吸塔出口易泄漏，对其进行改造
因检修空间太小也给检修人员带来很大的困难，并
Key words： vinyl chloride； w aste hydrochloric acid； deep desorption； technological improvement Abstract： Process of w aste hydrochloric acid desorption w as introduced． In order to solve the problems that the desorption device easily leaked，calcium chloride easily crystallized and the system ran unstable，improvement w ere carry out on outlet pipe of concentrated hydrochloric acid desorption tow er， steam condensate pipe and double-effect heat exchanger． T hen w aste hydrochloric acid desorption system ran stably，and the production cost reduced．
图 3 改造后浓酸脱吸塔出口管道 Fig． 3 Improved outlet pipe of concentrated
hydrochloric acid desorption tower
改造效果如下： ①新增的膨胀节分担了原来膨 胀节所承受的压力，脱吸塔出口石墨管口、膨胀节处 再未发生泄漏； ②膨胀节作为一种能自由伸缩的弹
陕西北元化工集团有限公司（ 以下简称北元化 工） 100 万 t / a 悬浮法 PVC 装置氯乙烯合成系统会 产 生 大 量 含 汞 废 盐 酸，但 西 北 地 区 盐 酸 市 场 有 限［1］，且含重 金 属 汞 的 废 盐 酸 价 格 很 低，特 别 在 冬 季，废盐酸销售更加困难。而废盐酸的回收利用情 况直接影响 PVC 整体产能的提升，因此，废盐酸脱 吸装置显得尤为重要。若将脱吸得到的氯化氢气体 作为氯乙烯生产的原料，既能节约生产成本，又能降 低废盐酸销售压力。
未因存有不流动氯化钙溶液而结晶堵塞。
泵时常不能正常投用。为此进行了如下改进： ①长
2． 3 系统运行不稳定，对蒸汽冷凝水管进行改造
期使用 A 泵，将 B 泵作为备用泵； ②B 泵定期试转 1
压力或温度急剧变化是造成系统泄漏的主要原 次，保证能正常运转； ③B 泵试转以后关闭进出口阀
Fra Baidu bibliotek
因之一。改造前，脱吸系统蒸汽冷凝水并入蒸汽冷 门、常开放净阀，放走溶液并清洗。改进之后，再未
北元化工废盐酸脱吸装置包括浓盐酸脱吸和稀 盐酸脱吸 2 套装置，自投产以来暴露出了许多问题： ①频繁泄漏和检修，脱吸塔塔顶软连接、双效换热器 等多处易泄漏而被迫停车； ②多处氯化钙管道易结 晶堵塞，被迫停车； ③二级冷却器易冻，导致系统憋 压； ④氯化钙循环泵不能备用，被迫停车； ⑤蒸汽流 量、压力波动严重，导致系统运行不稳定，进而易造
2． 6 氯化钙循环泵不能备用，更换备用泵
陕北冬季气候寒冷，氯化钙在温度较低的环境
改进之前，氯化钙循环泵有 2 台，A 泵（ 距泵出
中非常容易结晶，一旦氯化钙在管道内结晶，就需要 口总管较远的泵） 、B 泵（ 距泵出口总管较近） 定期
停车清理。总结以往经验，根据生产实际，进行了以 切换使用，防止泵不能备用。曾多次发生如下情况：
重新设计后的粉状 PVC 包装机控制系统操作
方便，故障率较之前降低 93% ，包装速度提高到 180
袋 / h，提高了包装速度和包装质量。包装规格为 20
kg / 袋，包装误差准确控制在 ± 20 g，说明包装机控
制系统采用 PLC 与配料控制器协调工作的模式是
可行且可靠的。
［编辑： 郝晶］
44
北元化工针对废盐酸脱吸装置易泄漏、易结晶 堵塞、运行不稳定等一系列生产问题，对脱吸塔出口 管道、氯化钙管道中的阀门、蒸汽冷凝水管、双效换 热器、二级冷却器等进行了技术改造，彻底解决了盐 酸脱吸系统泄漏频繁、结晶堵塞频繁、检修频繁、停 车频繁的僵局，实现了长周期、连续平稳运行。第 1 期装置和第 2 期装置 2 套盐酸脱吸装置共可为氯乙 烯合成系统提供 2 200 m3 / h 氯化氢，大幅度降低了 生产成本，减轻了废盐酸销售压力，为氯乙烯合成系 统满负荷、长周期运行提供了保障。
到氯化氢质量分数小于 1% 的酸性废水［1］。 1． 2 工艺流程
来自转化水洗工序组合塔的副产盐酸用泵打入 浓酸脱吸塔，脱吸塔底部由再沸器提供热量，塔顶得 到含饱和水蒸气的氯化氢，经一级冷却、二级冷却、 除雾后送入转化工序。塔底得到质量分数 20% 的 恒沸酸，经过冷却器冷却后送入稀酸罐供稀酸脱吸
使用。质量分数约 20% 的稀盐酸与预热后的氯化 钙溶液（ 密度约为 1． 45 kg / L） 混合后进入稀酸脱吸 塔，脱出的氯化氢气体经两级冷却器后输送至转化 工序使用； 脱吸塔中剩余溶液进入提浓塔，氯化钙溶 液提浓后循环使用，脱出的氯化氢和水一起被冷凝， 输送到组合塔作为吸收液吸收转化工序过量的氯化 氢。废盐酸脱吸系统工艺流程见图 1。
开车以来，多次出现双效换热器泄漏，被迫停车 检修且检修困难，为此给双效换热器增加了 1 条旁 路。若双效换热器泄漏严重，就切换至旁路管道，进 行抢修，检修完毕后再切回双效换热器，避免了停车 检修，大大降低了检修成本，减轻了废酸销售压力。 2． 5 系统憋压，对二级冷却器进行工艺改进
由于北元化工只有 1 台二级冷却器，冷却介质
Improvement of waste hydrochloric acid desorption system
LI Pengzhi，HAN Tiesheng，QIAO Zhiping，XU Ke （ Shaanxi Beiyuan C hemical Industry Group C o ． ，Ltd． ，Yulin 719319，C hina）
下技术改造： 将多处氯化钙管道的止回阀移至靠近 使用 B 泵且 B 泵出现故障时，准备切换至 A 泵，A
总管道约 100 mm 处。改造后，流动的热溶液可传 泵却因出口管道结晶堵塞不能备用，被迫停车。其
热至止回阀与流动管道之间的短节，短节再未出现 原因是低温环境下，A 泵出口阀门和出口总管之间
结晶堵塞； 管道不用时将氯化钙溶液放净并清洗，再 管道较长，氯化钙长时间不流动易结晶堵塞，导致 A
接方式如图 3 所示。
图 2 改造前浓酸脱吸塔出口管道 Fig． 2 Original outlet pipe of concentrated
hydrochloric acid desorption tower
塔顶出口管道为 DN 300、长 9 000 mm 的钢衬 聚四氟乙烯管道，压力全部集中在膨胀节处，导致膨 胀节承受压力过大而出现泄漏。膨胀节与上一楼层
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回收与利用
聚氯乙烯
2016 年
性补偿元件，提高了管道对环境温差和机械振动的 至 0 ℃ 以上且上升速度较快时为化冻完毕。实践证
承受能力。③新增膨胀节在楼层上方 1 m 处，检修 明，改造效果很好，再未出现因二级冷却器堵塞而导
方便，避免了高处作业，减少了安全隐患。
致的系统憋压。
2． 2 氯化钙管道易结晶堵塞，对阀门进行改造
* ［收稿日期］2015 － 03 － 04 ［作者简介］ 李鹏智（ 1983—） ，男，助理工程师，2005 年 7 月毕业于西安工业学院高分子材料与工程专业，现任陕西北
元化工集团有限公司化工二分公司聚氯乙烯分厂厂长，从事化工企业生产管理工作。
42
第1 期
李鹏智等： 废盐酸脱吸系统的技术改造
回收与利用
［参考文献］
［1］ 李芳芳，邵瑞波，赵乾祖． 盐酸深度脱吸装置在 PVC 生
为 － 26 ℃ 冷冻盐水，长时间运行后低温氯化氢与水 会形成 HC l·nH2 O 乳状物堵塞二级冷却器，导致 系统憋压。因此进行了如下改进： 每 3 天关闭 1 次 二级冷却器回水，化冻 1 次，待二级冷却器温度上升
产中的应用及改进［J］． 聚氯乙烯，2012，40（ 7） ： 44 － 46． ［2］ 曹海洋，徐林波，龙旦平． 盐酸深度脱吸技术在 PVC 生
第 44 卷 第 1 期 2016 年 1 月
聚氯乙烯 Polyvinyl Chloride
Vol． 44，No． 1 Jan． ，2016
废盐酸脱吸系统的技术改造
李鹏智* ，韩铁生，乔志平，徐柯 （ 陕西北元化工集团有限公司，陕西 榆林 719319）
［关键词］ 氯乙烯； 废盐酸； 深度脱吸； 技术改造 ［摘 要］ 介绍了盐酸深度脱吸工艺流程，针对脱吸装置易泄漏、氯化钙易结晶、运行不稳定等问题，对浓酸脱 吸塔出口管道、蒸汽冷凝水管、双效换热器等进行了改造，改造后脱吸装置运行平稳，并降低了生产成本。 ［中图分类号］ T Q 124． 2； X781． 2 ［文献标志码］ B ［文章编号］1009 － 7937（ 2016） 01 － 0042 － 03
［编辑： 郝晶］
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重结束。
2． 5 配料控制器与 PLC 的协调工作
3 结语
配料控制器对称重信号具有控制作用。配料控 制器 接 收 到 启 动 信 号 后 开 始 工 作，其 C O AＲ SE、 FIN E、M 4 3 个端口同时向 PLC 发出高电平信号， PLC 向 3 个添料嘴执行机构发出高电平信号，大中 小料嘴同时向包装袋中填充粉料，当达到包装设定 值时，称 重 控 制 器 C O AＲ SE、FIN E、M 4 输 出 低 电 平，DISC HAＲ GE 端子向 PLC 输出高电平信号，称
凝水总管，经常出现总管内冷凝水过多且流量不稳 出现氯化钙循环泵不能备用的问题，保证了系统的
定，若冷凝水不及时排放，会导致脱吸塔再沸器蒸汽 长期稳定运行。
压力、流量波动较大，严重影响系统的稳定运行，对 3 结语
设备、管道造成致命的损害。针对这一问题，将蒸汽 冷凝水管改为独立管线。改造后，再沸器蒸汽压力、 流量很稳定，系统运行平稳，减少了再沸器及其他设 备管道的泄漏［2］。 2． 4 双效换热器易泄漏，对其进行改造
浓酸脱吸塔塔顶出口石墨管口和膨胀节是泄漏 且大大增加了安全隐患。为此，对浓酸脱吸塔进行
最频繁的位置。改造前，浓酸脱吸塔出口石墨管口 技术改造，具体方案是： 在浓酸脱吸塔出口垂直上方
和出口管道由 1 个膨胀节连接，连接方式如图 2 所 2 m（ 上一楼层垂直上方 1 m） 处增加 1 个膨胀节，连
示。
成泄漏。
1 盐酸脱吸装置简介
1． 1 盐酸脱吸原理 浓盐酸脱吸 是 在 脱 吸 塔 中 用 蒸 汽 加 热 盐 酸，利
用气液平衡条件下氯化氢在气相中的浓度大于液相 中的浓度的原理，使其从盐酸中脱吸出来； 当盐酸质 量分数达到 20% 左右时形成恒沸酸，无法再脱吸［2］。 为了从质量分数 20% 的盐酸中继续提取氯化氢，需 加入一种介质打破盐酸的恒沸点，使氯化氢从盐酸中 游离出来。氯化钙就是这样一种介质，其吸水性很 强，能够夺取盐酸中的水分，使氯化氢从盐酸中游离 出来。盐酸深度脱吸是在质量分数 20% 左右的盐 酸中按一定比例加入氯化钙，降低稀盐酸的恒沸点 后再加热就能继续脱出大量的氯化氢气体，从而得
图 1 废盐酸脱吸系统工艺流程简图
Fig． 1 Process flow sheet of waste hydrochloric acid desorption system
2 存在的问题及改造措施
垂直距离约 1 m，距地面约 5 m，检修是高处作业，
2． 1 浓酸脱吸塔出口易泄漏，对其进行改造
因检修空间太小也给检修人员带来很大的困难，并
Key words： vinyl chloride； w aste hydrochloric acid； deep desorption； technological improvement Abstract： Process of w aste hydrochloric acid desorption w as introduced． In order to solve the problems that the desorption device easily leaked，calcium chloride easily crystallized and the system ran unstable，improvement w ere carry out on outlet pipe of concentrated hydrochloric acid desorption tow er， steam condensate pipe and double-effect heat exchanger． T hen w aste hydrochloric acid desorption system ran stably，and the production cost reduced．
图 3 改造后浓酸脱吸塔出口管道 Fig． 3 Improved outlet pipe of concentrated
hydrochloric acid desorption tower
改造效果如下： ①新增的膨胀节分担了原来膨 胀节所承受的压力，脱吸塔出口石墨管口、膨胀节处 再未发生泄漏； ②膨胀节作为一种能自由伸缩的弹
陕西北元化工集团有限公司（ 以下简称北元化 工） 100 万 t / a 悬浮法 PVC 装置氯乙烯合成系统会 产 生 大 量 含 汞 废 盐 酸，但 西 北 地 区 盐 酸 市 场 有 限［1］，且含重 金 属 汞 的 废 盐 酸 价 格 很 低，特 别 在 冬 季，废盐酸销售更加困难。而废盐酸的回收利用情 况直接影响 PVC 整体产能的提升，因此，废盐酸脱 吸装置显得尤为重要。若将脱吸得到的氯化氢气体 作为氯乙烯生产的原料，既能节约生产成本，又能降 低废盐酸销售压力。
未因存有不流动氯化钙溶液而结晶堵塞。
泵时常不能正常投用。为此进行了如下改进： ①长
2． 3 系统运行不稳定，对蒸汽冷凝水管进行改造
期使用 A 泵，将 B 泵作为备用泵； ②B 泵定期试转 1
压力或温度急剧变化是造成系统泄漏的主要原 次，保证能正常运转； ③B 泵试转以后关闭进出口阀
Fra Baidu bibliotek
因之一。改造前，脱吸系统蒸汽冷凝水并入蒸汽冷 门、常开放净阀，放走溶液并清洗。改进之后，再未
北元化工废盐酸脱吸装置包括浓盐酸脱吸和稀 盐酸脱吸 2 套装置，自投产以来暴露出了许多问题： ①频繁泄漏和检修，脱吸塔塔顶软连接、双效换热器 等多处易泄漏而被迫停车； ②多处氯化钙管道易结 晶堵塞，被迫停车； ③二级冷却器易冻，导致系统憋 压； ④氯化钙循环泵不能备用，被迫停车； ⑤蒸汽流 量、压力波动严重，导致系统运行不稳定，进而易造
2． 6 氯化钙循环泵不能备用，更换备用泵
陕北冬季气候寒冷，氯化钙在温度较低的环境
改进之前，氯化钙循环泵有 2 台，A 泵（ 距泵出
中非常容易结晶，一旦氯化钙在管道内结晶，就需要 口总管较远的泵） 、B 泵（ 距泵出口总管较近） 定期
停车清理。总结以往经验，根据生产实际，进行了以 切换使用，防止泵不能备用。曾多次发生如下情况：
重新设计后的粉状 PVC 包装机控制系统操作
方便，故障率较之前降低 93% ，包装速度提高到 180
袋 / h，提高了包装速度和包装质量。包装规格为 20
kg / 袋，包装误差准确控制在 ± 20 g，说明包装机控
制系统采用 PLC 与配料控制器协调工作的模式是
可行且可靠的。
［编辑： 郝晶］
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北元化工针对废盐酸脱吸装置易泄漏、易结晶 堵塞、运行不稳定等一系列生产问题，对脱吸塔出口 管道、氯化钙管道中的阀门、蒸汽冷凝水管、双效换 热器、二级冷却器等进行了技术改造，彻底解决了盐 酸脱吸系统泄漏频繁、结晶堵塞频繁、检修频繁、停 车频繁的僵局，实现了长周期、连续平稳运行。第 1 期装置和第 2 期装置 2 套盐酸脱吸装置共可为氯乙 烯合成系统提供 2 200 m3 / h 氯化氢，大幅度降低了 生产成本，减轻了废盐酸销售压力，为氯乙烯合成系 统满负荷、长周期运行提供了保障。
到氯化氢质量分数小于 1% 的酸性废水［1］。 1． 2 工艺流程
来自转化水洗工序组合塔的副产盐酸用泵打入 浓酸脱吸塔，脱吸塔底部由再沸器提供热量，塔顶得 到含饱和水蒸气的氯化氢，经一级冷却、二级冷却、 除雾后送入转化工序。塔底得到质量分数 20% 的 恒沸酸，经过冷却器冷却后送入稀酸罐供稀酸脱吸
使用。质量分数约 20% 的稀盐酸与预热后的氯化 钙溶液（ 密度约为 1． 45 kg / L） 混合后进入稀酸脱吸 塔，脱出的氯化氢气体经两级冷却器后输送至转化 工序使用； 脱吸塔中剩余溶液进入提浓塔，氯化钙溶 液提浓后循环使用，脱出的氯化氢和水一起被冷凝， 输送到组合塔作为吸收液吸收转化工序过量的氯化 氢。废盐酸脱吸系统工艺流程见图 1。
开车以来，多次出现双效换热器泄漏，被迫停车 检修且检修困难，为此给双效换热器增加了 1 条旁 路。若双效换热器泄漏严重，就切换至旁路管道，进 行抢修，检修完毕后再切回双效换热器，避免了停车 检修，大大降低了检修成本，减轻了废酸销售压力。 2． 5 系统憋压，对二级冷却器进行工艺改进
由于北元化工只有 1 台二级冷却器，冷却介质
Improvement of waste hydrochloric acid desorption system
LI Pengzhi，HAN Tiesheng，QIAO Zhiping，XU Ke （ Shaanxi Beiyuan C hemical Industry Group C o ． ，Ltd． ，Yulin 719319，C hina）
下技术改造： 将多处氯化钙管道的止回阀移至靠近 使用 B 泵且 B 泵出现故障时，准备切换至 A 泵，A
总管道约 100 mm 处。改造后，流动的热溶液可传 泵却因出口管道结晶堵塞不能备用，被迫停车。其
热至止回阀与流动管道之间的短节，短节再未出现 原因是低温环境下，A 泵出口阀门和出口总管之间
结晶堵塞； 管道不用时将氯化钙溶液放净并清洗，再 管道较长，氯化钙长时间不流动易结晶堵塞，导致 A
接方式如图 3 所示。
图 2 改造前浓酸脱吸塔出口管道 Fig． 2 Original outlet pipe of concentrated
hydrochloric acid desorption tower
塔顶出口管道为 DN 300、长 9 000 mm 的钢衬 聚四氟乙烯管道，压力全部集中在膨胀节处，导致膨 胀节承受压力过大而出现泄漏。膨胀节与上一楼层
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回收与利用
聚氯乙烯
2016 年
性补偿元件，提高了管道对环境温差和机械振动的 至 0 ℃ 以上且上升速度较快时为化冻完毕。实践证
承受能力。③新增膨胀节在楼层上方 1 m 处，检修 明，改造效果很好，再未出现因二级冷却器堵塞而导
方便，避免了高处作业，减少了安全隐患。
致的系统憋压。
2． 2 氯化钙管道易结晶堵塞，对阀门进行改造
* ［收稿日期］2015 － 03 － 04 ［作者简介］ 李鹏智（ 1983—） ，男，助理工程师，2005 年 7 月毕业于西安工业学院高分子材料与工程专业，现任陕西北
元化工集团有限公司化工二分公司聚氯乙烯分厂厂长，从事化工企业生产管理工作。
42
第1 期
李鹏智等： 废盐酸脱吸系统的技术改造
回收与利用
［参考文献］
［1］ 李芳芳，邵瑞波，赵乾祖． 盐酸深度脱吸装置在 PVC 生
为 － 26 ℃ 冷冻盐水，长时间运行后低温氯化氢与水 会形成 HC l·nH2 O 乳状物堵塞二级冷却器，导致 系统憋压。因此进行了如下改进： 每 3 天关闭 1 次 二级冷却器回水，化冻 1 次，待二级冷却器温度上升
产中的应用及改进［J］． 聚氯乙烯，2012，40（ 7） ： 44 － 46． ［2］ 曹海洋，徐林波，龙旦平． 盐酸深度脱吸技术在 PVC 生
第 44 卷 第 1 期 2016 年 1 月
聚氯乙烯 Polyvinyl Chloride
Vol． 44，No． 1 Jan． ，2016
废盐酸脱吸系统的技术改造
李鹏智* ，韩铁生，乔志平，徐柯 （ 陕西北元化工集团有限公司，陕西 榆林 719319）
［关键词］ 氯乙烯； 废盐酸； 深度脱吸； 技术改造 ［摘 要］ 介绍了盐酸深度脱吸工艺流程，针对脱吸装置易泄漏、氯化钙易结晶、运行不稳定等问题，对浓酸脱 吸塔出口管道、蒸汽冷凝水管、双效换热器等进行了改造，改造后脱吸装置运行平稳，并降低了生产成本。 ［中图分类号］ T Q 124． 2； X781． 2 ［文献标志码］ B ［文章编号］1009 － 7937（ 2016） 01 － 0042 － 03