电石渣浆中乙炔气回收利用技术的分析及研究

电石渣浆中乙炔气回收利用技术的分析及研究

刘开奎  王国涛  姜有宏  王建武

甘肃金泥干法乙炔有限责任公司  甘肃省金昌市  737100

摘要：目前，生产乙炔时所使用的方法大部分都是电石法，但是这种方法有一定的缺陷，那就是有一部分乙炔无法及时被回收，会随着电石渣浆进入到空气中，污染了空气。因此，就需要对电石渣浆中乙炔气回收利用技术进行仔细地分析，希望能够将电石渣浆中的一些全部回收，降低对环境的污染。基于此，本文首先论述了乙炔在电石渣浆中的溶解损失形式，其次分析了电石渣浆中乙炔气的回收原理，最后提出了回收过程中可能存在的问题及具体的解决措施，希望能够为相关工作提供有效的参考。

关键词：电石渣浆；乙炔；回收利用技术

目前，在应用电石法产生乙炔时，电石就会进行水解，此时的电石渣浆中会拥有大量的乙炔，但是很多厂家并没有对电石渣浆中的乙炔进行有效地回收，反而随意丢弃电石渣浆，最终导致电石渣浆中的乙炔进入到空气中，既影响了生态环境，又给厂家带来了巨大的经济损失，还存在一系列的潜在隐患[1]。因此，有必要对电石渣浆中乙炔回收利用技术进行深入的分析，从而将电石渣浆中的乙炔气全部回收，既可以改善生态环境，又能够提高厂家的经济效益。

一、乙炔在电石渣浆中的溶解损失形式

乙炔在电石渣浆中的溶解损失形式主要有以下三种：第一，直接跟随电石渣浆排入空气中。当电石反应生成以后，剩余的电石渣浆就会排出溢流管，而乙炔气体此时在电石渣浆中呈饱和状态，如果不对其进行回收，就会全部排入空气；第二，电石渣中的氢氧化钙会吸附多余的乙炔，从而导致乙炔气大量被流失。当电石与水产生反应以后，就会产生大量的电石渣，而此时的电石渣中会含有10%的氢氧化钙。众所周知，氢氧化钙具有非常强的吸附性，就会吸附电石渣浆中的乙炔气；第三，随着未完全反应的电石颗粒排入空气中。使用电石法来制造乙炔气时，电石不可能全部反应，肯定会剩余一部分没有完全反应的电石颗粒。此时容器中的水也会与剩余的电石颗粒进行反应，从而出现了乙炔气体。但是这些乙炔气体却没有被人全部收集，最终被排放到了空气中。

二、电石渣浆中乙炔气的回收原理

在电石渣浆中回收乙炔气时，温度、压力、接触面积都会影响乙炔气的回收。第一，温度对乙炔回收时所产生的影响。在电石渣浆中，乙炔的溶解为饱和溶解，当水温不同，饱和乙炔气的溶解度也不同。（详情见表1）从表1就可以得知当水的温度越高，乙炔的溶解度越低，也就意味着乙炔气回收得越容易。

表1 乙炔在水中的溶解度

第二，压力对乙炔回收时所产生的影响。在应用电石法生产乙炔气时，电石渣浆中的含水量为90%，能够溶解大部分乙炔气。根据亨利定律，当水的温度达到一定条件以后，气相与液相就会达到平衡，该气体在气相中的分压与该气体在液相中的浓度成正比，使用的方程式：Pg=Ex，其中E是指Henry常数，x则是指气体摩尔分数溶解度，Pg是指气体的平衡分压[2]。因此，将电石渣浆放置在脱析塔中，然后采取抽真空方式使其形成负压，此时就能够使气相中的乙炔降低其分压，压力越低时，乙炔就更容易从电石渣浆中分解出来。

第三，脱析塔接触面积对乙炔回收时所产生的影响。通常情况下，脱析塔会在内部设置导向筛板，而电石渣浆就会通过导向筛板流至塔底，这样的目的是推动电石渣浆的流动，也能够增加渣浆与脱析塔的流动面积，更加可以降低渣浆在脱析塔流动时间，从而减轻渣浆堵塞的问题，使乙炔气体更加容易地解析出来。

综上可知，当真空压力越低，水的温度越高，渣浆与脱析塔的接触面积越大，乙炔气就越容易理解，越容易将其回收。因此，在设置乙炔气回收装置时，需要把电石渣浆送入乙炔脱析塔中，然后使脱析塔内部保持真空状态，最后再使用闪蒸汽提的方法将乙炔气分离出来。在此过程中，需要对压力和水的温度进行有效的控制，并使电石渣浆与脱析塔形成对向接触，通过溶解和吸附方式将电石渣浆中的乙炔气体分析出来，并进行回收与利用。

三、电石渣浆中乙炔气体回收时可能存在的问题以及解决策略

在电石渣浆中回收乙炔气体时，由于电石渣浆比较黏稠，非常容易堵塞回收装置，这就导致乙炔气体的回收过程过于复杂，并产生了一系列的问题，带来了不利的影响。电石渣浆中一些气体回收时可能存在的问题有以下几点：

第一，渣浆泵被堵塞。之所以会出现这个问题主要原因是电石渣浆可能会携带颗粒较大的碎电石，而这些电石颗粒就有可能卡在泵壳与叶轮之间，最终使渣浆泵被堵塞。该问题的解决方式是工作人员可以在渣浆泵上安装一个过滤器，过滤器的孔径大约为25mm，工作人员还需要对渣浆泵进行定期的清理。

第二，水环真空泵板式换热器堵塞。该问题出现的原因有脱析塔的真空度过于高，将那些碎电石也吸入到了水环真空泵中，从而导致换热器上出现了氢氧化钙沉淀物，最终导致换热器被阻塞。该问题的解决方式是将换热器全部拆卸，用流水进行冲洗，然后再使用稀盐酸彻底清洗，从而消除污垢。如果堵塞比较严重，那就需要将换热器完全拆开。因此，在运行过程中，需要对水进行严格的控，当出现气阀门切换顺序不正确或者泄漏造成的故障时，要及时的进行测试以及检修，需要保证氮气与空气置换的完全性，使脱析塔的真空度保持在标准范围内。

第三，回收系统氧气含量过高。该问题出现的原因是，对脱析塔内的空气置换点进行监测发现，在切入发生器时，工作人员首先应该关掉去溢流渡槽的阀门，然后才能打开回收系统的阀门，在切出时同样也应该遵循相同的顺序。该问题的解决方式是工作人员需要定期的检查去溢流渡槽阀门的封闭效果，一旦发现问题需要及时的把回收系统切出，并且还需要定期清理阀门内的杂物。如果发现回收系统出现问题，就要将整个系统停车进行处理。在系统运行时，工作人员要定期进行分析，及时地对比在线测量值，发现数值偏差较大时要及时地解决[3]。

第四，缓冲罐中渣浆液位不稳定。主要原因是发生器出现溢流不通畅的现象，或者由于发生器排渣过多，出现了阀门或回流管堵塞现象。该问题的解决方式是工作人员需要定期地进行排渣处理，对发生器的冲洗水管进行定期的疏通，确保冲洗正常运作，这样才能有效地规避溢流口被堵塞的现象。在给发生器加料时要做到平稳，开展排渣工作时要多次少量进行。当发生器的温度允许时，工作人员可以加大给水量，从而稀释电石渣浆。

第五，生产设备保温。该问题出现的主要原因是外界温度过低会对乙炔气的流通速度和数量产生影响，导致乙炔气的回收率较低。该问题的解决方式是对生产设备中容易导热的部位设置保温层，也可以将生产设备中的一些部件进行置换，置换一些具有保温功能的部件，这样可以提高乙炔气体的溶解效率，进一步强化乙炔回收效率。

结束语：

综上所述，电石渣浆中乙炔气的回收利用在我国仍然处于初级使用阶段，相关人员需要对该工艺进行深入地分析，这样才能对该工艺进行有效地完善与修复，进而强化乙炔气的回收效率，进一步减少环境污染，既可以保护生态环境，又能够有效地节约原料和乙炔的生产成本，从而促进了我国社会经济的可持续发展。

参考文献：

[1]吴穷，安纪元，牟雪.电石渣浆和废次氯酸钠乙炔回收技术的应用[J].聚氯乙烯，2021，49(04):12-13+15.

[2]王林.电石渣浆乙炔气回收装置冷凝水自排放技术[J].聚氯乙烯，2021，49(01):34-36+42.

[3]刘鹏鸣，张钧，段燕飞.电石渣浆回收乙炔气技术改造[J].聚氯乙烯，2020，48(11):44.