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浅析电石制取乙炔过程中电石废渣的综合利用

北极星环保网来源:力化学技术创新战略联盟2017/1/16 9:16:28我要投稿
所属行业: 固废处理  关键词:电石废渣 工业废弃 脱硫剂

北极星环保网讯:电石废渣是化工、机械等企业在电石制取乙炔过程中大量排放出的工业废弃物。主要化学成分为Ca(OH)2,即熟石灰。由于电石废渣及渗滤液呈强碱性,堆存渗透造成土地盐碱化,并污染地下水,同时碱性渣灰的扬尘污染周边环境,危及居民生活和身体健康,国家环境保护部门已将电石废渣纳入第Ⅱ类一般工业固体废物要求进行管理。

2010年全国PVC产生的电石废渣约为1800万吨,使得全国电石废渣的总排放量将达到2000万吨,预计2016年,全国PVC产生的电石废渣约将达到2100万吨,电石废渣的总排放量将达到2300万吨。由于电石废渣的堆存既占用土地,又污染环境,部分企业已加强了对电石废渣的综合利用。目前电石废渣主要应用于处生产水泥、道路建设、燃煤电厂烟气脱硫、处理酸性废水等。

1、电石废渣的产生及成分

电石废渣是在生产电石而产生的一种水解反应副产物,水解的主要反应式如下:

CaC2+2H2O—→C2H2+Ca(OH)2

电石废渣是该过程中产生的工业废渣,从反应式中可以看出,生产一个当量的C2H2就产生相同当量的电石废渣。其主要成份为氢氧化钙及少量无机和有机杂质,氢氧化钙占60%(质量分数),呈强碱性(pH值在l2~l4之的含量约间),根据其特点可以废物利用,消除电石废渣所带来的环境污染。对山东某乙炔气厂家的电石废渣进行分析,其主要成份见表1。

表1电石渣的化学成分及百分含量

电石废渣

2、电石废渣的综合利用

2.1生产建筑材料

2.1.1生产水泥

国内将电石废渣应用于水泥生产始于上世纪70年代,水泥的主要原材料是石灰石,CaO成分一般在48%左右,生产1t水泥约消耗1.2t石灰石。随着水泥生产预热分解技术的发展,以电石废渣为原料生产水泥熟料最佳途径是干磨干烧新工艺。

许京法对安徽皖维公司采用干磨干烧工艺利用电石废渣煅烧水泥熟料工艺进行了研究。在新2号生产线中,生料掺加电石废渣10%~15%(干基)的情况下,烧成系统连续72h稳定运行。实践证明,安徽皖维公司用电石废渣替代石灰石生产水泥,能耗节约,质量稳定,符合国家水泥产品标准。

电石废渣CaO含量高,细颗粒较多,10~50μm颗粒达80%以上,80μm方孔筛筛余<8%,比表面积为947.32m2/kg。由此可见,电石废渣是生产水泥的一种优质钙质原料,粒度细,不需要粉磨,可满足生产要求,又可减少二氧化碳排放和废物堆存造成的污染。

邱树恒等用改性电石废渣取代石膏磨制硅酸盐水泥的研究,得出了掺用改性电石废渣的水泥强度比掺用天然石膏的水泥强度高。黄从运等人介绍了利用电石废渣替代石灰石烧制硅酸盐熟料的研究,实验结果表明:利用电石废渣替代30%石灰石烧制硅酸盐熟料方案最佳,烧制的熟料3天和28天强度分别达到了40MPa和68MPa以上。

2.1.2生产水泥的缓凝剂和调凝剂

SO2是燃煤电厂排放的主要大气污染物。浙江巨化集团利用电石废渣代替石灰作脱硫剂用于电厂尾气脱硫,产生的脱硫石膏用作水泥生产的缓凝剂。从运行情况看,用电石废渣代替石灰是可行的,脱硫效率最高可达98%,运行成本大大减少。但该技术利用电石废渣量较小,每年消纳电石渣4000吨。

毛锡双等人对用改性电石废渣作水泥调凝剂与天然石膏作水泥调凝剂制高掺量混合材复合水泥诸多方面的性能进行比较。经过工业废硫酸酸化后,得到一种含有二氧化硫的电石废渣,从而代替天然石膏作为水泥调凝剂。研究结果表明:利用混合材的优势互补原理,当混合材的掺量分别为50%(矿渣)、45%(炉渣)、40%(粉煤灰)、35%(电石废渣)时,复合水泥的ISO强度、凝结时间、安定性均符合国家标准要求。

2.2利用电石废渣脱硫

水循环电石废渣脱硫:在脱硫塔内二氧化硫先后被的氢氧化钙和水吸收,其中大量二氧化硫被水吸收,吸收的二氧化硫主要是以亚硫酸的形式存在,少量以亚硫酸氢钙的形式存在。

Ca(OH)2+SO2—→CaSO3+H2O

CaSO3+H2SO3—→Ca(HSO3)2

H2O+SO2—→H2SO3

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