乙炔清净新工艺可行性实验报告

乙炔清净新工艺可行性试验报告

序言

为了适应国家可持续发展的战略要求，务必要使各种可利用资源尽可能地达到最佳的使用效率。对于与人们日常生活、工业生产息息相关的水资源来说，更应该尽可能的充分利用，以达到“不浪费一滴水，不染一寸土地”的目标。目前，随着经济的快速发展，对水的需求量也越来越大，而降水量远远小于水的消耗量和因温度升高引起的蒸发量，以致形成日益严重的缺水问题。如果说，石油是二十世纪的争论焦点，那么二十一世纪或以后，水将是关注的中心。对我国来说，一方面经济在高速发展，而另一方面缺水问题已非常严重地凸现出来。水资源问题已成为制约我国经济发展的一个瓶颈。

目前，在PVC生产的过程中，每年都要消耗数以万吨计的可直接饮用水，而同时不仅排出几乎等量的工业废水，而且还使更多的水被污染而不能直接使用，其水的使用效率及其低下。特别是目前的乙炔清净工艺，大量的清净废次钠水都通过排污管直接排放到环境中，同时又浪费许多溶解在废次钠液中的乙炔气。不仅污染了环境，还浪费掉资源，增加了企业的消耗，降低了生产效益。同时，不利于国家可持续发展的战略要求。

本着“节约、降耗、保护环境”的责任感，为了达到“无污染，零排放”的目标，在新龙电化PVC公司化验车间全力帮助下，我们对乙炔车间进行了乙炔清净新工艺的可行性实验，以验证高有效氯含量的新次钠液和废次钠液的安全性，以达到废次钠液循环使用的目的。

一、可行性试验目的

目前，在乙炔清净工艺中，少部分废次钠液去了发生器，大部分却是通过排污管排放到环境中。我们的目的：

1.确定新次钠液和废次钠液混合的安全性。

2.使排放到环境中的废次钠液能够代替一部分水，配制次钠液，以达到循环使用的目的。

3.减少乙炔气的损耗。

4.保护环境，节约水资源。

二、可行性试验方案

本次实验先通过空白对比实验，证实混合过程中所发生的现象。然后，综合考虑了新次钠液的有效氯含量、废次钠液温度、新次钠液和废次钠液体积配比以及PH值等因素对混合过程的影响，并逐步进行了由少量体积配比到大量体积配比对安全性的考察。其试验流程如下：

图1  可行性试验流程

新工艺与现有工艺唯一不同点就是增加了一个混合器。在这个混合器中，新次钠液与废次钠液充分混和，以达到有效氯在0.085-0.12%范围内。混合器可以是敞口的，也可是水封密闭。

三、可行性试验结果与讨论

1 空白对比试验

   A 取100ml废次钠液，分别在不同温度下加热，而后冷却至30~40℃，再取等量新次钠液混合，分别测量混合后的有效氯，其结果如表1所示：

   F：表示新次钠液与废次钠液混合后的有效氯含量；

   W：表示新次钠与水混合后的有效氯含量；

   Δ：表示W－F；

   以后表示同上。

                           表1 不同加热温度有效氯的变化

新次钠液有效氯0.3877%，温度20℃，PH=6~7

   由表1可看出，不同加热温度对Δ的影响不大，几乎是恒定的，即使在加热到100℃，其结果也是如此。表明，有效氯的变化与乙炔无关，亦即乙炔气没有参加反应。故不存在氯乙炔爆炸的危险。

   B 乙炔气泡的确定

   分别取100ml废次钠液，100ml新次钠液，100ml自来水，进行如下试验：

①  等体积废次钠液与新次钠液混合过程中产生大量气泡。

②    用力震荡100ml废次钠液时，也有相同的气泡产生。

③    在100ml自来水中通入99.9%乙炔气，通10分钟后，用力震荡，也产生大量形状相似的气泡。

综合上述对比试验，可知新次钠液与废次钠液混合过程中产生的大量气泡即为乙炔气，可能还有一小部分是ClO^-因温度而分解产生的O₂。

2 新次钠液有效氯含量、温度、体积比对Δ影响

取100ml有效氯含量不同的新次钠液，新次钠液温度20℃，废次钠液43℃，分别与相同状况下的废次钠液和水按1:1体积比混合，试验结果如图2所示；

 在固定新次钠液有效氯含量的基础上，考察废次钠液温度对Δ的影响。试验方法同前。其试验结果如图3所示；

 量取100ml新次钠液，在新次钠液温度、有效氯含量不变的情况下，考察温度为51℃，PH=7-8废次钠液不同体积配比量对Δ的影响，其结果如图4所示；

图2   新次钠液有效氯含量的影响

图3   废次钠液温度对Δ影响

图4 废次钠液与新次钠液混合体积比对Δ影响

  由图2看出，随着有效氯含量的增加，Δ的增加较平缓，且趋于恒定；而图3比较明显的表明，废次钠液温度对Δ影响较大，Δ随着废次钠温度升高而增加；从图4可以看出，体积比对Δ的影响与有效氯和废次钠液温度有相似的规律。综合图2,3,4,可以得出：三者对Δ的影响有相似的作用规律，Δ的变化量都在0.05%左右，表明混合后的效果是易于控制的，在实际生产应用时，也易于可行。

3 PH值对混合过程影响

在前面工作的基础上，单独考察了PH值对混合过程的影响情况。首先进行了PH值对混合后Δ的影响变化，新次钠液和废次钠液分别各取50ml，PH值用0.01M稀盐酸调节，然后混合均匀，混合过程中无任何现象发生，其结果如下：

                  表4 PH值对等体积混合后Δ影响

废次钠液T=40.3℃, PH=7-8

图5  PH值对混合后的影响变化趋势

 表4可以非常清楚的表明，在新次钠液有效氯都相近的情况下，随着PH值的降低，1:1混合后，Δ的值却逐渐增大，其变化趋势几乎呈一条直线，如图5所示。而由前面工作可知，新次钠液有效氯含量、废次钠液温度以及体积比对Δ影响几乎都是恒定的。对比PH值对混合后Δ影响，说明在PH值较低的情况下一定有其它反应发生。接着在酸性条件下，进一步考察PH值的影响。改变新次钠液有效氯含量，取200ml新次钠液，用20%浓盐酸调节PH值，实验结果如表5所示。从表5可看出，新次钠液PH值大小对混合过程影响非常大。在PH值2≤的情况下，即使有效氯为0.1347%，混合过程中也有火花产生；而PH值在5~7之间，即使有效氯达到0.7973%，混合时也没有火花出现。从表5还可看出，PH值＝5左右是一个分界线。在酸性条件下，使Cl₂+H₂O＜＝＞HCl+HClO的反应平衡向着反方向发生，同时在废次钠液相对较高温度的促进下，促使溶解氯气逸出，从而与废次钠液中的乙炔反应生成氯乙炔，从而也证实了前面的推论。但是，如果能控制PH值在5以上，如表中表明，有效氯即使达到0.7973%，混合时也没有任何现象出现。

                            表5 PH值对混合过程的影响

废次钠液T=39.3℃, PH=7-8

4 大体积量混合后的变化

所用废次钠液T＝36.3℃，PH=7-8，按1:1体积混合，其结果如下：

                     表6 大体积量混合后Δ变化

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