经典案例

乙炔清净新工艺可行性实验报告

www.Bjrest.net 2006-11-10 浏览:3392 人次

乙炔清净新工艺可行性试验报告

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 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WF

   以后表示同上。

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

加热温度

50

60

70

80

100

F%

0.1378

0.1392

0.1403

0.1393

0.1385

W%

              0.1939

Δ%

0.0561

0.0547

0.0536

0.0546

0.0554

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:

 等体积废次钠液与新次钠液混合过程中产生大量气泡。

   用力震荡100ml废次钠液时,也有相同的气泡产生。

   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

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51PH=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:

                  4 PH值对等体积混合后Δ影响

PH

1~2

3~4

6~7

新次钠液有效氯%

0.4816

0.4601

0.4452

F%1:1

0.1068

0.1349

0.1705

W%

0.2408

0.2301

0.2226

Δ%

0.134

0.0952

0.0521

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PH2≤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。

                            5 PH值对混合过程的影响

PH

新次钠液有效氯%

现象

2

0.2144

有火花

0.1347

有火花

24

0.3451

有火花

0.2814

有火花

4~5

0.5275

有火花

0.2982

有火花

5~76左右)

0.5417

无火花

0.7973

无火花

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T36.3℃PH=7-81:1体积混合,其结果如下:

                     6 大体积量混合后Δ变化



新次钠液体积L

5.5

6

10

11.5

新次钠液有效氯

0.6802

0.7157

0.8676

0.5211


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