利用PVC电石渣生产纯碱

王江云 董伟

摘 要：本文对PVC电石渣生产纯碱的可行性展开了简单分析，并以氨碱法为例，说明了PVC电石渣生产纯碱的总体工艺流程。在此基础上，结合青海盐湖镁业有限公司的生产实践，以充分发挥出化灰余热的作用、基于化灰机热回收器的热量回收、二氧化碳资源的整合利用这三方面内容为切入点，阐述了PVC电石渣生产纯碱的工艺优化路径，旨在实现基于PVC电石渣的纯碱生产工艺的升级。

关键词：PVC电石渣;纯碱;生产工艺

引言：电石渣为电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。对于电石渣来说，其虽然为乙炔气体制备工艺中产生的生产废料（副产物），但是其可以代替石灰石制水泥、生产生石灰用作电石原料、生产化工产品、生产建筑材料及用于环境治理等，特别是在当前的纯碱产品的制备中，得到较好应用。

1. PVC电石渣生产纯碱的可行性及工艺分析

1.1PVC电石渣生产纯碱的可行性

PVC电石渣与化灰用水混合后，可以将其转移至化灰机内，以此实现对纯碱生产过程中所使用的化灰水的替代。在此过程中，PVC电石渣混合液与生石灰发生反应，持续放热至混合物的温度提升至不低于90℃的状态下，促使乙炔气大规模排出;依托对乙炔气体排放的控制，即可避免其再参与进纯碱生产流程内，实现利用PVC电石渣替代生石灰[1]。同时，由于PVC电石渣内所包含着的杂质相对较少，因此将其引入纯碱生产中的蒸氨工序内，可以更好的替代石灰乳参与反应，且不会对纯碱产物的生成造成在纯度方面的负面影响。综合来看，将生石灰替换为PVC电石渣展开纯碱生产具有极高的可操作性。

1.2.PVC电石渣生产纯碱的总体工艺设计

在当前应用PVC电石渣进行纯碱的生产过程中，氨碱法更加常用，其主要步骤如下所示：（1）煅烧石灰石，在窑内对石灰石进行煅烧，使其分解成氧化钙和二氧化碳，其中二氧化碳在除尘处理后可以用于后面的碳化中，氧化钙则用在蒸氨工序中用于回收气体[2]。（2）把原料盐通过除钙镁离子制成合格的精盐水。（3）对精盐水进行氨化，使用精制盐水吸收氨之后，再通过碳化工序制取重碱。（4）对重碱进行煅烧使其变成轻质纯碱。

2. PVC电石渣生产纯碱的工艺优化路径探究

2.1充分发挥出化灰余热的作用

在PVC电石渣中，硫、固形物的含量稳定在偏高水平，且整体黏度相对较大，如果直接将其引入纯碱的生产工艺中，则难以保证PVC电石渣的利用率稳定在理想水平。出于对优化基于PVC电石渣的纯碱生产效率的考量，需要对化灰系统废热（91℃）加热PVC电石渣浆流程展开优化设定，实现对化灰余热的最大程度开通，并以此完成PVC电石渣浆脱硫及提高活性。

实践中，经过浓缩处理后的PVC电石渣浆通过降硫处理，并在化灰机内与氧化钙发生硝化反应，生成石灰乳（其浓度稳定在每升4.1-4.2摩尔的范围内），提取部分生成的石灰乳产物转移至重碱车间蒸馏工序落实蒸氨操作;提取剩余部分石灰乳产物转移至盐水车间精制工序，参与盐水的精制处理。

2.2基于化灰机热回收器的热量回收

把来自石灰窑的生石灰经皮带输送到灰仓（V0203A/B）然后经过振动给料器进入化灰机进料器（M0205A/B），把来自PVC装置的电石渣經过一个浆液阀，送进化灰机（R0201A/B）（多余的电石渣送去蒸吸工段）。然后在一号化灰机（R0201A）内和来自杂水罐的杂水（PS.DN125），来自地下管网的新鲜水（WO.DN200），来自蒸吸工段的新鲜回水（WR.DN400）化灰。在二号化灰机（R0201B）内与来自杂水罐的杂水（PS.DN125），来自地下管网的新鲜水（WO.DN200），来自蒸吸工段的新鲜回水（WR.DN400），来自蒸吸工段的新鲜回水（WR.DN400），来自盐水工段的精盐水（BP.DN150）化灰。电石渣与CaO与水在化灰机内经过充分的反应，未煅烧好的返石经化灰机的N3端口送至返石皮带卸到返石仓（V0207）回收再利用。而掺杂着废石废砂的石灰乳导入灰乳流槽送进灰乳转筛（X0201A/B），经灰乳转筛筛分过滤后废石废砂经过皮带（L0205）送至废石废砂仓（V0206）作废料处理，而一号化灰机的灰乳经过灰乳分配槽（V0209A）进入灰乳罐（V0204A/B）。二号化灰机的灰乳通过灰入分配槽（V0209B）进入灰乳罐（V0204C），灰乳罐（V0209A/B）的灰乳由DN400的灰乳总管道引出后转接4个DN350的管道再各经过一个DN350的浆液阀由流量420m3/h，扬程65m的蒸吸灰乳泵（P0201A～D）打出，经过DN150×350的管道送至蒸吸工段使用，灰乳罐（V0204C）的灰乳由DN400的管道引出转为DN200的管道，在送至灰乳泵的途中经过一个浆液阀，然后由盐水灰乳泵（P0203AB）打出经过DN80×150的管道送至盐水工段使用。

化灰过程中，有大量热量以蒸汽形式排出，排气中含有石灰粉尘，用蒸吸工段来的一部分新鲜回水通过化灰机热回收器喷淋化灰排气，一方面使化灰产生的粉尘被洗涤下来，从而达到排放标准，另一方面新鲜回水的温度可提高到60～65℃。洗涤预热后的新鲜回水流进地下杂水罐，和所有地面杂水混合后，通过杂水泵送到化灰机化灰。

另外，在此工序中需要着重关注的内容如下所示：控制好化灰水的温度在60℃左右，灰水比例，把灰乳浓度控制在150—170tt之间，极差不超过10tt。

2.3二氧化碳资源的整合利用

为了在基于PVC电石渣的纯碱生产中实现循环工艺的创设与应用，需要将蒸氨塔中获取到的二氧化碳转移至吸收塔内再次参与纯碱生产。实践中，应当落实对二氧化碳资源的整合利用，以此推动二氧化碳实际利用率的提升。在此过程中，可以引入以下几项策略：

第一，由于在吸收净氨塔尾气中依然包含着大量的二氧化碳，所以值得回收循环利用。收集吸收净氨塔尾气，吸氨尾气直接压缩;提取得到的气体转入压缩机内，再次投入纯碱生产流程。第二，对碳化塔的内部结构实施改造处理，优化设定碳化塔内下段气量的最优配比，以此达到促进二氧化碳回收利用效率增加的效果;对碳化塔操作条件实施改善，实现尾气内二氧化碳排放量的降低，为PVC电石渣的更多应用提供支持。第三，积极引入富氧助燃技术，对石灰窑内的真实燃烧条件落实优化处理，促使石灰石分解率以及二氧化碳浓度呈现出增高的趋势，由此达到控制焦炭、石灰石等物质消耗量的效果。第四，调整碳化塔冷却方式，增强碳化塔的换热效率效果，推动碳化转化率增大，以此达到提升二氧化碳实际利用率的效果。

总结：综上所述，将生石灰替换为PVC电石渣展开纯碱生产具有极高的可操作性，且在当前应用PVC电石渣进行纯碱的生产过程中，氨碱法更加常用。在明确其工艺主要流程设定的条件下，通过充分发挥出化灰余热的作用、基于化灰机热回收器的热量回收、二氧化碳资源的整合利用，实现了对PVC电石渣生产纯碱工艺的整体性优化，构建起了副产物循环利用的PVC电石渣生产纯碱的工艺。

参考文献：

[1]李其富.电石渣在氨碱法纯碱生产中的循环利用[J].化工设计通讯，2019，45（01）：179+216.

[2]韩园园，张润泽，王秉钧，云玉娥.电石渣浆用于生产纯碱的开发及应用[J].化学工程师，2019，33（01）：57-59.

[3]莫旭功，杨银新.浅析电石渣在氨碱法纯碱生产中的循环利用[J].纯碱工业，2017（04）：28-30.