电石法聚氯乙烯湿法乙炔工艺装置技术剖析及优化改进 n n宜宾海丰和锐有限公司宜宾海丰和锐有限公司nYINBIN HAIFENGHERUI COMPANY LIMITED 一、人们对干法乙炔工艺与湿法乙炔工艺的传统一、人们对干法乙炔工艺与湿法乙炔工艺的传统 认识认识n 1、干法乙炔工艺装置有着明显的可持续发展优势，其中设备占地 面积少、产能大、收率高、无废水以及利用电石渣制水泥等是干 法乙炔工艺装置最突出的特点，具有不可比拟的技术优势。n 2、湿法乙炔工艺装置电石消耗流失大、水量消耗大、废水排放多、 污染大，已无法满足可持续发展的需要。二、湿法乙炔工艺与干法乙炔工艺的对比优势分二、湿法乙炔工艺与干法乙炔工艺的对比优势分 析析n 针对人们重点关注水量消耗、电石消耗、节能效果 、环境污染影响四个主要方面，从工艺技术原理的角 度对电石乙炔发生工艺技术进行剖析，湿法乙炔工艺 技术仍然具有一些不可比拟的优势。n1、不管是湿法乙炔工艺装置还是干法乙炔工艺装置 其电石反应消耗的水量是一致的，最终实际上是湿法 乙炔工艺装置由于电石渣浆的压滤、风干过程导致部 分水蒸发流失，造成每吨PVC消耗水量比干法乙炔工 艺装置多约0.9吨，所占产品中成本是微不足道的， 并且不管是湿法乙炔工艺装置还是干法乙炔工艺装置 ，其电石渣最终均可以制造水泥进行综合利用。n2、湿法乙炔工艺装置电石粒径50mm左右， 其电石破碎的机械损失少。并且湿法乙炔电石 破碎、输送、发生反应过程工艺流程简洁，运 转设备相对较少，运行的动力电消耗低。n3、湿法乙炔工艺装置中电石反应过程是大量 的反应水包电石搅拌反应，干法乙炔工艺装置 电石反应过程是少量水喷洒于电石表面进行小 水量比反应，湿法乙炔工艺装置电石反应的效 果及反应的彻底性好。n4、湿法乙炔工艺装置电石发生反应温度均一、反应温 度低于干法乙炔工艺装置反应温度约20，反应过程产 生的副反应物气体少，乙炔气体的有效成分含量较高。n5、湿法乙炔工艺装置流程简单、运行稳定性强，其对 电石的品味要求不高，电石反应的适应性非常强，不会 因使用不同品味的电石（电石发气量差异、反应产生的 电石渣粘性差异等）导致反应控制难以适应和对设备的 堵塞，影响到系统长周期、连续生产效果。n6、不管是干法乙炔工艺装置还是湿法乙炔工艺装置， 多余废水产生的源头均粗乙炔气体清净过程中产生的大 量废次钠溶液，只有改进了乙炔清净工艺就不会产生多 余废液外排造成对环境的污染，同电石发生反应自身工 艺没有直接的关系。湿法乙炔工艺装置虽然产生的是含 固量为18%电石渣浆，但是同样可以采用电石渣浆压滤 进行固液分离，对分离出来的电石上清液全部回收到发 生器作为反应水使用，不会有污水外排处理。同时利用 配套电石渣干法制水泥装置的余热对压滤后的电石渣进 行风干处理，可以将湿法乙炔工艺装置产生的电石渣综 合利用制造水泥，不会造成电石渣浆外排或电石渣填埋 处理污染环境。n笔者认为：“湿法乙炔工艺装置能耗高、水量消耗大、废 水排放多、污染大，已无法满足可持续发展的需要” 。这 些认识均是人们基于传统湿法乙炔工艺装置的一些根生蒂 固的片面的认识观念，简单的认为湿法乙炔工艺装置需要 大量水同电石反应，就会造成水量消耗大，最后排放的污 水会很多；湿法乙炔工艺装置产生大量电石渣浆出来，就 会存在乙炔溶解流失大，电石消耗高和电石渣浆无法后续 处理综合使用的问题。n 这些认识只着眼于传统湿法乙炔工艺落后之处和新兴干 法乙炔工艺进行简单的比较，只片面看到传统湿法乙炔工 艺技术落后的一面，没有充分认识到湿法乙炔工艺装置通 过技术改进同样会发生一些实质性的突破，取得很好的效 果的另一面。若大胆地对湿法乙炔工艺装置进行技术革新 ，湿法乙炔工艺技术仍具有可持续性发展空间。三、传统湿法乙炔工艺装置技术现状三、传统湿法乙炔工艺装置技术现状n1、电石破碎、输送过程粗放，传统的电石破碎工艺均采用 两级颚式破碎，将300mm粒径的电石经一级颚式破碎机破 碎到150mm粒径，再通过链板机输送到二级颚式破碎机破 碎到50mm粒径，然后用皮带输送机长距离输送到25m左 右高的发生厂房的加料贮斗或电石料仓供发生器使用。整 个电石破碎、输送过程的作业线长，完全暴露于大气中， 由于电石特有的极易吸水灰化的性质，导致整个电石破碎 、输送过程电石的灰化流失非常大。并且电石破碎设备同 电石输送设备之间和电石输送设备同电石输送设备之间连 接衔接的点位多，在各台输送设备下料衔接点经常会有细 小颗粒电石散落，造成部分散落电石暴露于大气中很快灰 化流失，最终致使大量的电石在电石破碎、输送的环节白 白流失浪费。n2、发生器加料工艺技术落后，电石先加料到漏斗中，再由 漏斗加料到发生器上贮斗中，最后由上贮斗拉料至下贮斗中 ，供发生器反应使用。整个发生器加料过程手动控制，间歇 操作，电石漏斗每加一次料一直外加氮进行置换保护，造成 大量的电石粉末被置换氮气吹出系统，并且发生器上、下贮 斗中的乙炔气体也随置换氮气排放流失到大气中。电石加料 过程中电石流失非常大，并且严重污染现场作业环境，若操 作员工经验差，技术水平低，加料过程中氮气置换不足，可 能导致发生加料过程发生燃烧、爆炸的安全事故。n3、发生器电石发生反应控制粗放，发生器电石的加入量 和发生反应用水没有进行自动调节控制，发生器内反应产 生的电石渣浆直接靠溢流管溢流出发生器，由于发生器反 应压力较低，发生器内、外压差小，受电石渣浆比重、粘 度的制约，发生器内电石渣浆控制较低浓度才能保证电石 渣浆的流动性，为保证电石渣浆从发生器内顺畅的溢流出 来，发生器反应温度控制比较低，最终导致电石渣浆排放 量多，电石渣浆中乙炔气体的溶解量增大，电石渣浆压滤 成本增多。在实际的生产过程中受电石发气量、电石粒径 大小、电石灰分含量的差异均会影响发生反应效果，整个 过程几乎没有进行有效调节控制，发生器电石发生反应过 程控制粗放。n4、发生器排渣口设置一手动闸阀和程控阀门，生产 运行中手动阀门保持长开状态，操作员工根据发生器 反应的时间长短，辅以操作控制经验间歇式手动打开 排渣程控阀，凭肉眼观察发生器排除的电石渣中异物 的状况来控制排放时间。发生器排渣过程人为经验性 控制较强，有时排放时间不足，出现电石渣浆中的异 物堵塞排渣口，或排放时间过长渣浆夹带未反应完全 的小颗粒电石外排。n5、反应产生的电石渣浆全部直接排入渣浆池，再送入压 滤单元进行压滤，实现电石渣同电石上清液的分离，分离 后的电石上清液送凉水塔冷却降温，再送到发生器做反应 水使用，电石渣浆中大量的溶解乙炔气体在电石渣浆压滤 分离过程中散发到大气，导致电石渣浆中大量的溶解乙炔 流失。n6、传统的乙炔发生工艺装置粗乙炔气体清净采用次 氯酸钠溶液清净工艺技术，由于乙炔气体自身的不稳 定性限制了次氯酸钠溶液浓度必须控制0.12%以下， 粗乙炔气体清净处理过程中使用的次氯酸钠溶液量大 ，导致粗乙炔气体清净过程中产生大量的废次氯酸钠 溶液，远大于电石的反应用水量，使每吨聚氯乙烯产 生废次氯酸钠废溶液约3.5吨，致使整个乙炔发生系 统水不能平衡，外排废水量大，对环境污染造成威胁 。n7、湿法乙炔工艺装置需配套电石渣浆固液分离的压滤 、电石渣风干破碎等处理装置，其处理费用折每吨PVC 约115元（电价按0.5元/kw.h计，燃煤单价按400元/t计 ），折每吨PVC电石消耗约30kg。n 综合上述：通过对传统湿法乙炔工艺技术的落后现状 分析，找准湿法乙炔工艺技术落实的根源，大胆地采取应 对措施，进行技术革新，可以使湿法乙炔发生工艺装置取 得实质性的技术突破，并突破其高于干法乙炔工艺装置在 电石渣综合利用能耗消耗折电石消耗约30kg/t.PVC的优势 。或许随做技术的发展进步，湿法乙炔工艺装置可以做到 没有电石流失，做到其他工艺技术不可比拟的地步。四、湿法乙炔工艺装置技术优化改进四、湿法乙炔工艺装置技术优化改进n （一）、电石破碎、输送技术优化改进n 湿式乙炔工艺传统的电石破碎、输送工艺过程技术落后 ，作业管理粗放、工作效率低下，电石的散落灰化流失非 常大。可将电石破碎、输送过程优化改进，实现自动化破 碎作业、密闭输送加料的方式。一级破碎机出来的电石采 用密闭式的皮带机或链板机输送到二级破碎机，经二级破 碎机出来的合格电石采用密闭输送设备，输送到成品电石 料仓内进行暂贮存，最后使用密闭输送设备将电石密闭输 送到乙炔发生的加料贮斗中供发生器使用，电石的输送、 加料实现全线密闭自控加料的方式，并设置自动保安氮气 对整个电石破碎、输送系统进行充氮保护。同时在一级电 石破碎入口处配套除尘装置收集破碎散落的电石粉尘，密 闭返回到成品电石料仓中使用，可大幅度减少电石破碎、 输送过程中的电石流失和电石扬尘带来的环境污染。n（二）、发生器电石加料过程技术优化改进n1、电石成品料仓、加料漏斗、下贮斗设置了称重 系统，电石破碎过程根据电石成品料仓重量控制 破碎机启停，电石的加料过程根据各贮斗的重量 自动控制电石加料和各输送设备的启停操作，实 现电石输送和加料过程自动化操作控制，做到电 石加料过程的无人值守操作控制。 通过电石破碎、输送工艺技术优化改进，实现了整 个电石破碎、输送及发生器加料过程的全密闭，减少 电石的灰化及破碎损失。保守估算可减少电石流失约 2835kg/t.PVC，同时解决长期以来电石破碎、输送 过程的电石粉尘污染环境的老大难问题，实现生产现 场清洁生产。n2、加料漏斗和发生器上、下贮斗设置电石加料过程的氮 气置换、保压程序，在加料漏斗和发生器上、下贮斗的电 石拉料过程中，交替自动对其进行置换、保压、自动识别 置换保压效果，对加料漏斗和上、下贮斗进行有效的置换 和严格的气密性实验，保证电石加料过程的安全性；对加 料过程中上贮斗置换出来的乙炔气体单独设置低压乙炔液 封罐进行回收，有效回收加料过程上、下贮斗乙炔气体， 可减少加料排空流失折电石消耗约1.5kg/t.PVC。n3、下贮斗下料梭槽加料到发生器设置变频震荡器，电石 加料量根据下贮斗电石重量，经程序计算出其下料速度， 自动控制下料梭槽的振荡器变频开度，控制发生器生产负 荷，实现发生器电石加料自动化控制。n（三）、电石发生反应控制技术优化改进n1、将发生器内反应产生的电石渣浆直接靠溢流管溢流出发 生器的方式，改为发生器靠液位调节阀直接排放发生器内的 电石渣浆，采用发生器液位自动调节控制渣浆排放的方式， 可以根据电石反应的效果有效提高发生器电石渣浆浓度至 18%。有效解决了受发生器内、外压差小，电石渣浆比重、 粘度的制约，发生器内电石渣浆只能长期控制在12%左右的 难题，一举解决了传统发生器反应温度控制低，电石渣浆量 排放量多，电石渣浆溶解乙炔气体流失大和电石渣压滤装置 较大的问题。n2、电石渣浆压滤分离出的上清夜全部返回发生器作 为反应水继续使用，反应水加入量通过发生器下料梭 槽电石加入量和发生器反应温度进行自动调节控制， 有效控制发生器内电石反应效果和电石渣浆浓度。n3、发生器排渣口设置上、下两个自动排渣阀，将排渣 设置为自动程序操作，根据电石反应效果和电石中异 物的多少，设置上、下排渣阀启停的周期。运行期间 上排渣阀处于开启状态，程序定时自动排渣时，首先 关闭上排渣阀，然后再打开下排渣阀，延时关闭下排 渣阀，最后打开上排渣阀即可，重复以上操作便可达 到自动定时安全排渣的目的。n（四）、电石渣浆中溶解乙炔回收利用技术应用n传统的湿法乙炔产生的电石渣浆是全部直接排入渣浆 池（温度大约为75，浓度为12%左右），再送入压 滤单元进行压滤实现固液分离，分离后的电石渣浆上 清液送凉水塔冷却降温回用到发生器做反应水使用； 在电石渣浆压滤过程中，电石渣浆中夹带和溶解的乙 炔95%被压滤后的电石渣夹带走和散发到大气中去， 只有少量溶解在上清液中的乙炔回到了发生器。利用 乙炔在不同温度或压力条件下，其同水溶液两组分饱 和蒸气分压相差较大的物理性质，可将发生器排出来 温度