楊紅霞，崔亞新，李樹峰，師紅平

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161033）

電石渣漿回收乙炔氣技術在PVC生產(chǎn)中的應用

楊紅霞，崔亞新，李樹峰，師紅平

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161033）

介紹了提高電石渣漿回收乙炔氣技術應用效果的措施及其收益。

電石渣漿；乙炔氣；發(fā)生器；水環(huán)真空泵；脫吸塔

黑龍江昊華化工有限公司 （以下簡稱黑龍江昊華）二期30萬t/a PVC樹脂生產(chǎn)工藝采用濕法電石乙炔工藝，共有6臺乙炔發(fā)生器，年產(chǎn)生約400萬t電石渣漿，渣漿中乙炔氣含量約在300～400 mg/kg范圍內，可行性研究論證后，該公司引進武漢市德賽克表面技術有限責任公司電石渣漿回收乙炔氣技術對電石渣漿中乙炔氣回收利用。該套裝置已于2013年4月安裝調試并交付使用，目前裝置運行平穩(wěn)。

1 電石渣漿中乙炔損失途徑與機理

乙炔在電石渣漿中損失的途徑與機理主要有以下3個方面。

（1）由于電石雜質含量高、發(fā)氣量低、破碎后粒徑偏大、反應時間短等原因，排渣過程中存在未完全反應的碳化鈣顆粒；

（2）乙炔氣在電石渣漿中的溶解為過飽和，排渣過程中渣漿夾帶及溶解的乙炔氣因外界壓力降低自然揮發(fā)；

（3）電石渣漿主要組分Ca（OH）2在碳化鈣顆粒表面形成保護層延緩了反應，同時Ca（OH）2有很強的吸附能力，大量乙炔氣被吸附，并隨著發(fā)生器排渣被浪費掉。

2 電石渣漿中乙炔氣回收原理

根據(jù)渣漿中乙炔氣的溶解度隨溫度升高，壓力降低而減小的原理采用微溫活化、負壓脫吸技術回收渣漿中溶解乙炔氣。具體過程中通過增加攪拌破壞碳化鈣顆粒外部包裹層，延長渣漿停留時間等方法使碳化鈣顆粒能進一步完全反應。

3 工藝流程簡述

從濕式乙炔發(fā)生器溢流出來的電石渣漿，經(jīng)溢流管進入渣漿緩沖罐中進行緩沖活化，活化后的電石漿料經(jīng)渣漿泵送入脫吸塔中，進入脫吸塔中的電石漿料在負壓狀態(tài)下進行閃蒸脫吸；脫吸出來的乙炔氣通過乙炔冷卻器冷凝冷卻降溫，脫出其中的水

分，冷凝水排入安全水封；脫水后的乙炔氣經(jīng)氣體輸送泵進入氣水分離器一部分進入樣氣冷卻器，冷卻后進入含氧量在線分析儀進行含氧量實時監(jiān)測，氧含量如高于1%時，乙炔氣從切斷閥經(jīng)氣體緩沖罐，通過流量計計量后送入乙炔氣總管送乙炔氣柜。脫吸后的電石渣漿從脫吸塔底部經(jīng)安全槽溢流進入渡槽或沉降池，工藝流程示意圖見圖1。

圖1 工藝流程示意圖

4 運行效果

4．1 回收效果

渣漿中乙炔氣得到了充分回收利用，平均回收率達到95%以上，回收的乙炔氣平均純度大于90%，氧含量小于1%，回收乙炔氣與原系統(tǒng)乙炔氣混合后總管中硫化氫，磷化氫含量檢測合格，乙炔氣回收情況統(tǒng)計見表1。

表1 乙炔氣回收情況統(tǒng)計表

4.2 運行效果

電石渣漿回收乙炔氣裝置在黑龍江昊華投用以來，雖然相對較為平穩(wěn)，但是也出現(xiàn)了一系列問題與故障，給生產(chǎn)與安全帶來了不小的麻煩，該公司針對出現(xiàn)的問題認真查找原因、總結分析，不斷采取相應改進措施，提升運行效果。

4.2.1 水環(huán)真空泵板式換熱器堵塞

原因分析。水環(huán)真空泵是為系統(tǒng)提供負壓的關鍵設備，脫吸塔真空度一般設定為70～80 MPa，因此水環(huán)真空泵運行的好壞，直接影響到回收乙炔氣的量。真空度低，脫吸效果差，乙炔回收量??；真空度高，脫吸效果好，乙炔回收量大。但并不是真空度越大越好，一般控制不超過-80 MPa，因為從發(fā)生器溢流管出來到脫吸塔的渣漿含有許多霧狀小顆粒，在真空度過高的情況下，同時被吸入水環(huán)真空泵，而在板式換熱器中與5℃水進行間壁式熱交換，析出沉淀物Ca（OH）2，使本來就很小的板式換熱器間隙很快堵塞，影響水環(huán)泵的正常運行。

處理方法。從安全的角度考慮，處理板式換熱器最好是停車后處理，卸下板式換熱器用一次水沖洗，如果堵塞不嚴重，可以沖開，然后再用稀鹽酸循環(huán)洗滌，消除垢層；如果堵塞嚴重，就要拆開板式換熱器，這時一定要記住板與板之間的順序，避免倒錯，然后用稀鹽酸逐片洗滌，最后用清水沖洗，而后安裝，此過程要注意墊片的嚴密性。

4.2.2 回收系統(tǒng)含氧高且持續(xù)不降

原因分析：乙炔回收系統(tǒng)在剛開車或者在切換發(fā)生器的過程中往往含氧超標，且持續(xù)不降，原因有以下幾個方面。（1）在剛開車時氮氣排空的置換不徹底，有死角，系統(tǒng)內空氣含量多導致含氧高；（2）發(fā)生器切換時閥門切換順序不正確，或者溢流閥沒關嚴，有內漏現(xiàn)象；（3）渣漿緩沖罐、脫吸塔或者回收系統(tǒng)某個設備有漏點；（4）含氧儀變色硅膠失色。

處理方法：（1）在電石渣漿回收乙炔氣裝置的初次開車或停車后的開車過程中，一定要保證氮氣置換的徹底性，尤其是液相管線的置換，開渣漿緩沖罐頂部的氮氣閥，一路從發(fā)生器溢流出來的總管盲板上排空，一路經(jīng)補壓管道通過脫吸塔、冷卻器、水環(huán)真空泵，到乙炔進入氣柜總管處排空；另一路從水環(huán)真空泵出來到含氧儀取樣口排空，確保置換的徹底性。同時注意取樣要有代表性，要多點位取樣、多時段取樣，保證各個點的含氧小于3%，然后考慮進渣漿；（2）在發(fā)生器切換過程中也會有含氧超標的現(xiàn)象。該公司乙炔系統(tǒng)共6臺發(fā)生器，正常生產(chǎn)時4開2備，如果有故障要停車檢修時，需切換發(fā)生器，也就是要切換溢流大閥，而在這個過程中預防含氧超標是有技巧的，在往系統(tǒng)切入發(fā)生器時，應先關掉去溢流渡槽的大閥，然后再打開去回收系統(tǒng)的切換閥；切出發(fā)生器時也是同樣的順序，這樣就可以避免因系統(tǒng)負壓而吸入空氣。但有時候雖然按此順序操作了，含氧也會超標，這種情況大多是溢流大閥因結垢而關不嚴有內漏所致。這時可以調節(jié)乙炔回收系統(tǒng)

渣漿緩沖罐的壓力設定值，可以略微地上調至3 kPa（一般正常運行時為1～2 kPa），保證緩沖罐為正壓，這樣在使用過程中，渣漿的沉淀會封住溢流大管的內漏，含氧很快降下來。當然這是權宜之計，只有定期對溢流大閥除垢或者維護保養(yǎng)才是長遠之計；（3）如果回收系統(tǒng)本身有漏點，只有把系統(tǒng)全部停下來，重新打壓試漏，處理漏點后再開車；（4）至于含氧儀的變色硅膠失效，也是較為常見的故障。這時可以通過分析室的手動分析，與在線含氧儀所測的值進行比對，發(fā)現(xiàn)有此故障，更換硅膠即可。

4.2.3 渣漿緩沖罐液位不穩(wěn)定

原因分析：（1）發(fā)生器溢流不暢或者排渣過多；（2）渣漿回流氣動閥門故障；（3）渣漿回流管道有堵塞；（4）渣漿緩沖罐液位計有故障。

處理方法：（1）發(fā)生器溢流不暢是發(fā)生裝置常見的故障，因此要定期對發(fā)生器錐底沖洗水管進行疏通，保證有足夠的沖洗水壓；定期排渣，避免電石硅鐵堵住溢流口；（2）渣漿回流氣動閥門故障一般分兩個部分。一部分是命令機構故障，可以檢查壓縮空氣的壓力是否足夠，有無漏氣現(xiàn)象，儀表部分的電子元件是否工作正常；另一部分執(zhí)行機構的故障，蝶閥的閥板是否有異物卡死，閥蓋的填料壓的是否過緊等，都會造成閥門不動作；（3）渣漿回流管堵塞一般是因為渣漿的粘度較大，管道初期設計不合理，彎頭太多或者渣漿流速過慢造成沉降堵塞等。在發(fā)生器溫度允許的范圍內可適當加大發(fā)生給水，稀釋渣漿；（4）如果發(fā)生器液位計有故障，可以通過渣漿緩沖罐的溢流管入安全水封能夠觀察出來，一般情況是液位計膜盒有電石泥堵塞，或結垢失靈，可以關前球閥，卸開液位計進行處理，同時為了避免類似的問題再發(fā)生，可以微開液位計膜盒沖洗水進行沖洗，確保液位計顯示正常。

4.2.4 渣漿泵堵塞

原因分析：自電石渣漿回收乙炔氣裝置投用以來，三個月內出現(xiàn)兩次渣漿泵堵塞停車事故，原因是出口蝶閥的閥板與泵殼內卡有30～40 mm的碳塊等異物，致使設備無法運轉。

處理方法：這些塊狀物質從源頭上根本無法消除，只能在入泵前的中間環(huán)節(jié)想辦法，于是在泵前的進口管加裝一個篩網(wǎng)孔徑為25 mm的過濾器，定期對渣漿泵進行切換，保證在不停車的情況下清理過濾器底部的大顆粒固體。

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟效益

電石回收乙炔氣裝置自2013年4月1日正式投產(chǎn)運行，截止2013年12月31日共計運行9個月，回收效益見表2。

表2 乙炔回收效益表

5．2 社會效益

未經(jīng)過回收乙炔的電石渣漿因含有PH3、H2S等雜質會污染周圍環(huán)境，且乙炔積聚會引發(fā)爆炸，具有較大的安全隱患，渣漿乙炔回收裝置的成功運行，實現(xiàn)了減污、增效、節(jié)能，符合循環(huán)經(jīng)濟“減量化、資源化、再利用”原則，推動了清潔生產(chǎn)，有力提升了企業(yè)綠色競爭力。

6 結語

電石渣漿回收乙炔氣技術在黑龍江昊華應用一年多來，回收效益顯著，2013年電石單耗從2012年的1.41 t/t直降至1.36 t/t。目前，通過不斷提升操作水平、總結經(jīng)驗，此項技術正逐步走向成熟、走向完善，必將為公司帶來更多效益。

Application of calcium carbide acetylene gas recovery technology in PVC production process

YANG Hong-xia，CUI Ya-xin，LI Shu-feng，SHI Hong-ping
（Heilongjiang Haohua Chemical Co.，Ltd.，Qiqihar 161033，China）

The application，measures and profit of calcium carbide acetylene gas recovery technology were introduced.

carbide slag slurry；acetylene gas；reactor；water ring vacuum pump；desorption tower

TQ325.3

B

1009－1785(2015)04-0017-03

2014-11-06