pvc附产废电石渣和碱渣综合利用工艺探讨.docx

pvc附产废电石渣和碱渣综合利用工艺探讨 1 水合工艺蒸发技术 b（t2h4）ho是一种应用广泛的添加剂和高效处理剂。主要用于大型火电站的锅炉处理、核电站处理、医药、农业和塑料。近年来,中国水合肼市场处于快速发展阶段,市场需求保持了年均10%以上的增长速度并大量进口。中国的水合肼大多采用尿素氧化法合成,反应方程式如下: 在生产水合肼的同时,副产氯化钠及纯碱,以前的浓缩工艺是五层塔蒸发工艺,稀肼液进入五层塔蒸出肼后剩余残渣用沸水洗涤,含盐及纯碱的洗涤液还含有少量水合肼而无法直接利用,长期以来被作为废水直排江河湖泊中,严重污染了淡水资源制约了国内水合肼工业生产的进一步发展。 基于此,本公司水合肼生产中开发了连续蒸发工艺,即次钠氧化尿素得到的稀肼液经冷冻脱除其中的绝大部分碳酸钠后,再进蒸发器,用中压蒸汽蒸发。在肼蒸发的同时,氯化钠析出,经离心机分离得到盐渣及母液,母液返回蒸发系统,这样在生产优质水合肼的同时,得到了两个副产物即十水碳酸钠(碱渣)和盐渣。我们曾对盐渣的回收利用进行过研究,利用处理后的盐渣与碳酸氢铵反应制纯碱和氯化铵,取得了满意的效果,装置已实现了工业化。 水合肼装置生产能力已经达到4万t/a(折40%水合肼),实际每年生产2.3～2.5万t,每生产1 t水合肼附产2.5 t碱渣,每年可产碱渣为6万t,水合肼附产碱渣含十水碳酸钠90%左右,氯化钠2%左右,氢氧化钠1%左右,其余为游离水,这一部分碱渣中含碳酸钠为1.8万t。 另外,每生产1 t水合肼还附产2.5 t盐渣,其中含氯化钠70%,碳酸钠15%,氢氧化钠5%,盐渣在处理过程中,其中的碳酸钠大部分回收,每年可回收碳酸钠0.85万t左右。 以上两项相加,每年可回收的碳酸钠约2.65万t。以前处理碱渣主要依赖外销,受市场制约很大,在夏天等高温季节碱渣中的十水碳酸钠容易潮解,包装好的固体碱渣溶化成碳酸钠水溶液,反过来又严重影响销售,因此有必要对碱渣的利用加以研究,最好实现就地转化,消除其对环境的污染隐患。 2 湿电石渣的处理 电石渣是本公司聚氯乙烯生产中产生的主要污染物之一。在乙炔发生器中每消耗1 t电石,可得到含水85%左右的渣浆8～10 t,折合成含水50%的干渣2.5～3.0 t。公司现有PVC生产能力20万t/a,计划增产至30万t/a,每年产生的湿电石渣可达几百万吨,目前对电石渣的处理是采取板框压滤后,部分送邻近厂家处理酸性废水,部分送火电厂作为脱硫剂,大部分送垃圾填埋处理,未能得到有效利用;因此,对电石渣的处理及回收利用成为当务之急。电石渣样品取自我公司电石泥渣浆池内,经分析,其主要化学组成如表1所示。 3 烧碱的制备:从caco3中分离后转化为nahs 碱渣中主要成分为碳酸钠,电石渣中的主要成分为氢氧化钙,这两种物料在一起,在一定的条件下会发生苛化反应生成目标产物。在苛化反应过程中,电石渣与Na2CO3反应生成NaOH溶液和CaCO3沉淀,从而使Na2CO3转化成NaOH。NaOH溶液与CaCO3沉淀分离后经蒸发浓缩可以得到目标浓度的成品烧碱;分离后的CaCO3粉末经过洗涤晒干后,送火电厂用于燃煤脱硫。这样一来,两种固体废弃物都得到了回收,制成可用的工业产品。 4 脱硫剂的分离 经过研究,开发了采用电石渣为原料,处理碱渣的工艺,其工艺流程如图1所示。 计量后的碱渣加入反应釜中,加水配成一定浓度的溶液,间接蒸汽加热使溶液的温度升至80℃以上,按配比将电石渣加入碱渣溶液中,开动搅拌,反应开始进行,用蒸汽维持反应温度在80～90℃,反应结束后,将反应混合产物用泵送入澄清槽,底部沉淀固体质量分数提升至大约70%时,送去固液分离装置(离心机或板框压滤机)分离,分离出的滤渣主要是碳酸钙,其中夹带1%～2.5%的碱性物质,作为脱硫剂;滤液泵入碱贮槽,掺入澄清釜上部溢流出来的碱液中,经蒸发可将其浓缩成15%左右的烧碱溶液,返回水合肼装置用于生产氧化剂——次氯酸钠,碱中夹带的少量盐及碳酸钠对次钠的生产无不良影响,在其后的水合肼冷冻脱碱及蒸发脱盐中又分别回到碱渣及盐渣中,这样可大大减少水合肼生产外购烧碱量,部分实现闭路循环。 5 电厂燃煤电厂脱硫 本工艺可以将水合肼装置每年附产的碱渣(含盐渣中的碱)全部实现就地转化,并且两个产物都可以得到有效的利用,稀碱液可浓缩成15%的烧碱用于次氯酸钠的生产中,每年可减少外购烧碱1.9万t,浓缩烧碱质量指标如表2所示。 废渣的主要成分为碳酸钙,可回收至电厂作燃煤的脱硫剂,因其中夹带少量碱性物质(含烧碱和纯碱),经生产试验验证,其脱硫效果显著,比传统的碳酸钙粉的脱硫效果要高出1%～5%。 目前,也有一些电厂直接将电石渣用于脱硫,取得了较好的效果,对于消除电石渣的污染有极大的促进作用。但从工艺上来考虑尚有以下两点值得进一步探索:一是由于脱硫时利