Plate and frame chamber diaphragm filter presses
introductory
乙炔是有機(jī)合成的重要原料之一,也是三大合成材料(合成橡膠、合成纖維和塑料)的單體之一。在金屬焊接、切割、噴鍍、表面淬火和熱加工等方面,乙炔作為高效優(yōu)質(zhì)的高溫?zé)嵩幢粡V泛應(yīng)用。目前國內(nèi)大多數(shù)溶解乙炔生產(chǎn)采用碳化鈣水解法生產(chǎn),即利用電石與水作用生成粗乙炔氣,經(jīng)凈化、壓縮、干燥和充罐四個基本工序,使之溶解在丙酮中儲存在充滿多孔填料氣瓶內(nèi)。該工藝流程短、產(chǎn)品純度高、耗能大,伴隨產(chǎn)生的副產(chǎn)品是電石渣漿。
2 電石渣漿的產(chǎn)生、水質(zhì)及環(huán)境影響
2.1 電石渣漿的產(chǎn)生電石和水在乙炔發(fā)生器內(nèi)進(jìn)行水解反應(yīng),生成乙炔和氫氧化鈣(熟石灰)并釋放熱量,其化學(xué)反應(yīng)方程式是：CaC2+ 2H2OC2H2+Ca (OH )2+30.4千卡/克分子氫氧化鈣和水從發(fā)生器底部連續(xù)排出,流入沉淀池。氫氧化鈣和水的混合物俗稱電石渣漿,呈灰色,含電石渣約30%,且伴有 C2H2、H3P 、H2S 等氣態(tài)雜質(zhì)。
2.2 電石渣漿的水質(zhì)
電石渣漿廢水是處理難度較大、治理成本高的廢水,屬于《國家危險廢物名錄》中 HW35廢堿類廢物。
2.3 電石渣漿對環(huán)境的影響乙炔企業(yè)是消防重點單位,多被建在農(nóng)村。電石渣漿常被排入無“三防”措施的渣坑,靠自然蒸發(fā)水分的方式處置電石渣漿。造成電石渣漿滲透到土壤和地下水,使其受到污染,特別是雨季,造成電石渣漿溢流,嚴(yán)重污染周邊環(huán)境。
3 電石渣漿處理工程實例
3.1 電石渣漿處理工藝流程(1)從發(fā)生器底部排出的電石渣漿流入沉淀池內(nèi),鋪設(shè)一條由沉淀池到壓濾機(jī)的管路,通過泵將電石渣漿提升至壓濾機(jī),壓濾機(jī)將水分從電石渣中分離出來,分離出的水經(jīng)回流管路回到澄清水池,作為乙炔生產(chǎn)補充水,電石渣餅留在壓濾機(jī)的板框內(nèi)。(2)壓濾機(jī)板框中殘留的水通過倒流槽流入壓濾機(jī)底部的沉淀池,經(jīng)沉淀后由泵打入濾水回流管路。在壓濾機(jī)的渣漿入口處安裝壓縮空氣管路,吹掉板框中殘留的水分,以降低電石渣的含水率。(3)留在壓濾機(jī)板框內(nèi)的電石渣餅由人工清理落入渣車內(nèi),然后運至地面經(jīng)硬化、防雨淋的干渣場存放,待銷售。電石渣漿的整個處理過程是閉路循環(huán),不產(chǎn)生二次污染,電石渣含水率降低到20%。
3.2 電石渣漿處理工藝的主要設(shè)備及構(gòu)筑物(1)壓濾機(jī)：選用明流式、防爆型壓濾機(jī)。根據(jù)(每天電石渣的產(chǎn)量+20%電石渣含水量)÷每天壓濾機(jī)卸料次數(shù),其結(jié)果作為選擇壓濾機(jī)過濾面積規(guī)格的依據(jù),本工程壓濾機(jī)的過濾面積為20m2。明流式壓濾機(jī)的特點是便于運行時觀察濾布的濾水狀況,板框材質(zhì)為增強聚丙烯母料,其密封性好,經(jīng)久耐用。(2)泵：由于電石渣漿具有粘稠、沉淀后易硬化的特點,電石渣漿提升泵應(yīng)選擇潛水式泥漿泵,其具有不怕堵塞,運行可靠,維修方便的優(yōu)點,適合電石渣漿的處理。壓濾機(jī)底部沉淀池的泵和澄清池的泵可選擇清水泵。泵應(yīng)該選擇防爆型。(3)沉淀池：承接壓濾機(jī)板框水的沉淀池的長×寬與壓濾機(jī)板框的總厚度×板框?qū)捪嗤?深度可根據(jù)實際情況確定。本工程設(shè)計尺寸：11400mm×800mm×400mm。(4)管路：由于電石渣漿具有粘稠、沉淀后易硬化的特點,輸入壓濾機(jī)的管路須選用鍍鋅鋼管,便于運行中清理電石渣。濾水管路可選用鍍鋅鋼管或PVC。
4 電石渣漿的資源化電石渣漿處理后,實現(xiàn)了無害化處置,解決了電石渣含水率高的問題,降低了乙炔生產(chǎn)成本,利于乙炔生產(chǎn)廠家開展資源化,途徑可選擇：(1)過濾后的渣漿水回用。經(jīng)過濾處理后,渣漿水水質(zhì)得到顯著提高。過濾由于乙炔發(fā)生器電石反應(yīng)對水質(zhì)要求不高,經(jīng)生產(chǎn)運行表明,完全可以作為生產(chǎn)乙炔用水,這樣可以減少飽和溶解乙炔損失,降低生產(chǎn)中水資源消耗。(2)電石渣脫硫。電石渣脫水制成石膏的關(guān)鍵問題已被破解,運用電石渣-石膏濕法技術(shù)替代石灰石-石膏濕法對電廠的煙氣進(jìn)行脫硫,脫硫效率可達(dá)95%以上,減少電廠石灰石和制漿系統(tǒng)的投資；電石渣替代石灰石用于小型鍋爐煙氣脫硫處理。電石渣替代石灰石不但可以節(jié)約大量的石灰石資源,而且成本更低、效果更好。(3)電石渣在建材工業(yè)的應(yīng)用[2]。電石渣在建材工業(yè)綜合利用途徑較多,它可以代替石灰石做水泥原料,也可以代替石灰硅酸鹽砌塊、蒸養(yǎng)粉煤灰磚、爐渣磚的鈣質(zhì)原料。
5效益分析電石渣漿處理與資源化后,能夠為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益,是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的體現(xiàn),以本工程年產(chǎn)1800噸電石渣漿的乙炔氣廠為例。
5.1 經(jīng)濟(jì)效益分析由于靠自然蒸發(fā)電石渣漿的方法獲取電石渣,乙炔氣廠每年造成飽和乙炔澄清水夾帶的乙炔損失約1200立方,以每立方乙炔直接成本14元計算,每年損失約16800元以上。渣漿回用減少工業(yè)補充水1200噸,節(jié)約資金2700元,減少飽和乙炔16800元。每年從1800噸電石渣漿中分離出600噸電石渣,以目前市場價30元/噸計算,全年銷售收入可達(dá)18000元。綜合以上兩項,每年可獲經(jīng)濟(jì)效益37500元。
5.2 環(huán)境效益和社會效益分析不用渣坑存放電石渣漿,避免由于電石渣漿滲透造成的地下水污染、漿水外排造成的地表水污染和電石渣運輸時遺灑造成的揚塵污染；渣坑經(jīng)回填處理還可作為農(nóng)田繼續(xù)使用。因而具有良好的環(huán)境效益和社會效益。
6 結(jié)束語工程實踐表明：電石渣漿處理后,漿水回用作為生產(chǎn)用水,降低了乙炔生產(chǎn)成本。同時徹底解決電石渣含水率高的問題,利于企業(yè)開展資源化,能夠為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益,且具有良好環(huán)境效益和社會效益,值得在乙炔行業(yè)推廣。
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