电石渣浆压滤机处理

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引言

乙炔是有机合成的重要原料之一,也是三大合成材料(合成橡胶、合成纤维和塑料)的单体之一。在金属焊接、切割、喷镀、表面淬火和热加工等方面,乙炔作为高效优质的高温热源被广泛应用。目前国内大多数溶解乙炔生产采用碳化钙水解法生产,即利用电石与水作用生成粗乙炔气,经净化、压缩、干燥和充罐四个基本工序,使之溶解在丙酮中储存在充满多孔填料气瓶内。该工艺流程短、产品纯度高、耗能大,伴随产生的副产品是电石渣浆。

2 电石渣浆的产生、水质及环境影响

2.1 电石渣浆的产生电石和水在乙炔发生器内进行水解反应,生成乙炔和氢氧化钙(熟石灰)并释放热量,其化学反应方程式是:CaC2+ 2H2OC2H2+Ca (OH )2+30.4千卡/克分子氢氧化钙和水从发生器底部连续排出,流入沉淀池。氢氧化钙和水的混合物俗称电石渣浆,呈灰色,含电石渣约30%,且伴有 C2H2、H3P 、H2S 等气态杂质。

2.2 电石渣浆的水质

电石渣浆废水是处理难度较大、治理成本高的废水,属于《国家危险废物名录》中 HW35废碱类废物。

2.3 电石渣浆对环境的影响乙炔企业是消防重点单位,多被建在农村。电石渣浆常被排入无“三防”措施的渣坑,靠自然蒸发水分的方式处置电石渣浆。造成电石渣浆渗透到土壤和地下水,使其受到污染,特别是雨季,造成电石渣浆溢流,严重污染周边环境。

3 电石渣浆处理工程实例

电石渣浆压滤机处理-板框厢式隔膜压滤机

3.1 电石渣浆处理工艺流程(1)从发生器底部排出的电石渣浆流入沉淀池内,铺设一条由沉淀池到压滤机的管路,通过泵将电石渣浆提升至压滤机,压滤机将水分从电石渣中分离出来,分离出的水经回流管路回到澄清水池,作为乙炔生产补充水,电石渣饼留在压滤机的板框内。(2)压滤机板框中残留的水通过倒流槽流入压滤机底部的沉淀池,经沉淀后由泵打入滤水回流管路。在压滤机的渣浆入口处安装压缩空气管路,吹掉板框中残留的水分,以降低电石渣的含水率。(3)留在压滤机板框内的电石渣饼由人工清理落入渣车内,然后运至地面经硬化、防雨淋的干渣场存放,待销售。电石渣浆的整个处理过程是闭路循环,不产生二次污染,电石渣含水率降低到20%。

3.2 电石渣浆处理工艺的主要设备及构筑物(1)压滤机:选用明流式、防爆型压滤机。根据(每天电石渣的产量+20%电石渣含水量)÷每天压滤机卸料次数,其结果作为选择压滤机过滤面积规格的依据,本工程压滤机的过滤面积为20m2。明流式压滤机的特点是便于运行时观察滤布的滤水状况,板框材质为增强聚丙烯母料,其密封性好,经久耐用。(2)泵:由于电石渣浆具有粘稠、沉淀后易硬化的特点,电石渣浆提升泵应选择潜水式泥浆泵,其具有不怕堵塞,运行可靠,维修方便的优点,适合电石渣浆的处理。压滤机底部沉淀池的泵和澄清池的泵可选择清水泵。泵应该选择防爆型。(3)沉淀池:承接压滤机板框水的沉淀池的长×宽与压滤机板框的总厚度×板框宽相同,深度可根据实际情况确定。本工程设计尺寸:11400mm×800mm×400mm。(4)管路:由于电石渣浆具有粘稠、沉淀后易硬化的特点,输入压滤机的管路须选用镀锌钢管,便于运行中清理电石渣。滤水管路可选用镀锌钢管或PVC。

4 电石渣浆的资源化电石渣浆处理后,实现了无害化处置,解决了电石渣含水率高的问题,降低了乙炔生产成本,利于乙炔生产厂家开展资源化,途径可选择:(1)过滤后的渣浆水回用。经过滤处理后,渣浆水水质得到显著提高。过滤由于乙炔发生器电石反应对水质要求不高,经生产运行表明,完全可以作为生产乙炔用水,这样可以减少饱和溶解乙炔损失,降低生产中水资源消耗。(2)电石渣脱硫。电石渣脱水制成石膏的关键问题已被破解,运用电石渣-石膏湿法技术替代石灰石-石膏湿法对电厂的烟气进行脱硫,脱硫效率可达95%以上,减少电厂石灰石和制浆系统的投资;电石渣替代石灰石用于小型锅炉烟气脱硫处理。电石渣替代石灰石不但可以节约大量的石灰石资源,而且成本更低、效果更好。(3)电石渣在建材工业的应用[2]。电石渣在建材工业综合利用途径较多,它可以代替石灰石做水泥原料,也可以代替石灰硅酸盐砌块、蒸养粉煤灰砖、炉渣砖的钙质原料。

5效益分析电石渣浆处理与资源化后,能够为企业带来一定的经济效益,是循环经济的体现,以本工程年产1800吨电石渣浆的乙炔气厂为例。

5.1 经济效益分析由于靠自然蒸发电石渣浆的方法获取电石渣,乙炔气厂每年造成饱和乙炔澄清水夹带的乙炔损失约1200立方,以每立方乙炔直接成本14元计算,每年损失约16800元以上。渣浆回用减少工业补充水1200吨,节约资金2700元,减少饱和乙炔16800元。每年从1800吨电石渣浆中分离出600吨电石渣,以目前市场价30元/吨计算,全年销售收入可达18000元。综合以上两项,每年可获经济效益37500元。

5.2 环境效益和社会效益分析不用渣坑存放电石渣浆,避免由于电石渣浆渗透造成的地下水污染、浆水外排造成的地表水污染和电石渣运输时遗洒造成的扬尘污染;渣坑经回填处理还可作为农田继续使用。因而具有良好的环境效益和社会效益。

6 结束语工程实践表明:电石渣浆处理后,浆水回用作为生产用水,降低了乙炔生产成本。同时彻底解决电石渣含水率高的问题,利于企业开展资源化,能够为企业带来一定的经济效益,且具有良好环境效益和社会效益,值得在乙炔行业推广。


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