電石法乙炔生產(chǎn)中氣體的凈化

1、工業(yè)防毒課程設(shè)計(jì)說明書題目 電石法乙炔生產(chǎn)中氣體的凈化學(xué)院 班級 姓名 學(xué)號 指導(dǎo)老師 2012.1.5- 1 -目 錄第一章 凈化方法概述- 1 -1、吸收的概述- 1 -2、吸收的定義- 1 -3、吸收的分類- 1 -4、吸收的設(shè)備- 2 -5、吸收的特征- 2 -6、吸收的優(yōu)缺點(diǎn)- 3 -第二章 吸收的基本理論- 3 -1、氣液相組成的表示方法- 3 -2、吸收過程的相平衡關(guān)系- 3 -3、吸收過程的機(jī)理雙膜理論- 5 -4、傳質(zhì)過程的機(jī)理物質(zhì)擴(kuò)散- 6 -5 、影響吸收的因素- 7 -6、化學(xué)吸收- 8 -第三章 電石法乙炔生產(chǎn)工藝背景- 9 -1、電石法乙炔生產(chǎn)工藝流程- 9 -2、

2、電石法乙炔生產(chǎn)工藝的原理- 10 -3、有害氣體及其最大允許量- 11 -第四章廢氣的凈化工藝- 12 -1、廢氣的凈化工藝種類- 12 -2、凈化工藝的比較- 14 -3、液體噴淋式凈化- 15 -4、影響液體噴淋式凈化的主要因素- 16 -5、次氯酸鈉溶液配制- 16 -6、清洗和配制的過程注意事項(xiàng)- 19 -參考文獻(xiàn)- 21 - - 21 -第一章 凈化方法概述1、吸收的概述含有毒氣體A和其他氣體B的混合氣體自吸收設(shè)備底部進(jìn)入，選擇一種吸收劑C從設(shè)備頂部噴淋。通過氣液相的接觸，吸收劑C選擇性地吸收易溶氣體A，組成的溶液由底部排除，而難于被吸收的氣體B從設(shè)備頂部排出。在吸收操作中，混合氣體

3、中易被吸收組分A稱為溶質(zhì)，或吸收質(zhì)，難于被吸收的氣體B稱為惰性氣體。吸收劑C又稱為溶劑，與被吸收組分A組成溶液。惰性氣體B及吸收劑C各為組分A在氣相及液相中的載體。 2、吸收的定義用液體吸收劑吸收氣體的過程稱為吸收。吸收是質(zhì)量傳遞的一種形式，這種質(zhì)量傳遞是指物質(zhì)通過相界面的擴(kuò)散，是混合氣體中有害組分從其濃度較高的氣相，傳遞到濃度較低的液相中的過程。 吸收作為一種單元操作過程，應(yīng)用于分離混合氣體，近年來廣泛應(yīng)用于氣體的凈化；有害氣體的液體吸收，是根據(jù)混合氣體中各組分在液體中溶解度的不同，有選擇地清除某種氣體組分的過程；被溶解的氣體從溶液中釋放出來的過程稱為解吸。3、吸收的分類吸收操作可分為物理吸

4、收和化學(xué)吸收。物理吸收指氣體的溶解不伴隨有化學(xué)反應(yīng)，所以又稱為簡單吸收。在物理吸收時(shí)，惰性氣體和吸收劑是不消耗的。當(dāng)吸收過程伴有化學(xué)反應(yīng)時(shí)為化學(xué)吸收。可以是溶解的氣體與吸收劑或溶于吸收劑中的其他物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，也可以是兩種同時(shí)溶進(jìn)去的氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如用各種酸溶液吸收NH3，用堿溶液吸收SO2、CO2、H2S等過程，均屬化學(xué)吸收。在化學(xué)吸收時(shí)，吸收劑和被吸收組分能夠發(fā)生化學(xué)作用。在氣體凈化中，通常使用化學(xué)吸收多于物理吸收。在吸收操作中，如果氣相中只有一種組分能明顯地被已給定的吸收劑所吸收，為單組分吸收；若氣相中多種組分同時(shí)被吸收，則為多組分吸收。吸收過程是個(gè)放熱過程，若有化學(xué)反應(yīng)存在，還要

5、放出反應(yīng)熱，使得操作溫度升高，這類吸收有明顯的溫度變化，稱為非等溫吸收。在凈化氣體方面，通常被吸收組分濃度較低，且吸收劑用量較大，溫升并不顯著，所以一般可認(rèn)為是等溫吸收。4、吸收的設(shè)備氣體吸收設(shè)備大致可分為塔器和其他設(shè)備。塔器類主要包括噴淋塔(俗稱空塔)、填料塔、板式塔、湍球塔、鼓泡塔等；其他設(shè)備也很多，如列管式濕壁吸收器、文丘里噴射吸收器、噴灑式吸收器等設(shè)備。就其結(jié)構(gòu)形式和操作方法，基本上可分為兩大類：一類填料塔、一類板式塔。（1）填料塔填料塔廣泛用于氣體吸收或其他傳質(zhì)過程，以及氣流和液流之間的反應(yīng)過程。即填料塔在塔內(nèi)裝有一定高度的填料層，液體從塔頂沿填料表面呈膜狀向下流動(dòng)，氣體則呈連續(xù)相由

6、下向上同液膜逆流接觸，或由上而下與液膜順流接觸，以發(fā)生傳質(zhì)過程。 塔內(nèi)氣相與液相的組成是沿塔高連續(xù)變化的。（2）板式塔板式塔內(nèi)裝有若干層塔板，液體靠重力自塔頂流向塔底，并在塔板上保持一定液層厚度，氣體以鼓泡或噴射形式穿過板上液層，在塔板上氣液相進(jìn)行傳質(zhì)及傳熱。根據(jù)板式塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可將其分為有溢流裝置和無溢流裝置兩類。有溢流裝置的板式塔又可分為鼓泡型塔板（如泡罩塔、篩板塔、浮閥塔等）和噴射型塔板(如舌形塔、浮動(dòng)舌形塔等）溢流裝置的板式塔在塔板上開有篩板或柵縫，氣液兩相逆流通過時(shí)，形成了氣液的上下穿流，因此又稱為穿流板塔。在板式塔內(nèi)，氣相和液相的組成是呈階梯式變化的。5、吸收的特征吸收過程的進(jìn)行

7、具有靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性。(1)吸收靜力學(xué)。即液相與氣相間的平衡，這種平衡狀態(tài)是在兩相間經(jīng)過極長時(shí)間的接觸后才建立起來的。相間的平衡是由吸收質(zhì)和吸收劑的熱力學(xué)性質(zhì)所決定的，并與其中一相的組成、溫度及壓力有關(guān)。 (2)吸收動(dòng)力學(xué)。即質(zhì)量傳遞過程的速度，它取決于過程的推動(dòng)力，吸收劑、溶質(zhì)和惰性氣體的性質(zhì)，以及兩相間的接觸方式。在吸收設(shè)備中，推動(dòng)力通常是隨著設(shè)備的長度而變化，并取決于兩相相互運(yùn)動(dòng)的特征(如逆流、并流、錯(cuò)流等)。6、吸收的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：有物理均勻吸附的、化學(xué)快速分解的、處理量大、化學(xué)穩(wěn)定性高、安全性、可靠性、凈化設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)性、可反復(fù)利用的長期吸收分解的凈化氣體方法。缺點(diǎn)：吸收效率

8、凈化效果不是最好，吸收劑可能引起化學(xué)反應(yīng)，帶來二次有害物質(zhì)，需要較長的吸收時(shí)間。第二章 吸收的基本理論1、氣液相組成的表示方法（1）質(zhì)量分?jǐn)?shù)和摩爾分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)為一相組分的質(zhì)量或摩爾數(shù)對該相的總質(zhì)量或總摩爾數(shù)之比。質(zhì)量分?jǐn)?shù)：摩爾分?jǐn)?shù)：（2）質(zhì)量濃度和摩爾濃度某單位體積所含組分的質(zhì)量或摩爾數(shù)，即為質(zhì)量濃度和摩爾濃度。質(zhì)量濃度：摩爾濃度：（3）比質(zhì)量分?jǐn)?shù)和比摩爾分?jǐn)?shù)某組分的質(zhì)量或摩爾數(shù)與此相中除此組分之外的質(zhì)量或摩爾數(shù)之比。比質(zhì)量分?jǐn)?shù)：比摩爾分?jǐn)?shù)：2、吸收過程的相平衡關(guān)系（1）吸收的相平衡關(guān)系概述吸收的相平衡關(guān)系，是指氣液兩相達(dá)到平衡時(shí)被吸收組分在兩相中的濃度關(guān)系。平衡分壓：平衡時(shí)，溶液上

9、方吸收質(zhì)的分壓。對于任何氣體在一定條件下，在某種溶劑中溶解達(dá)到平衡時(shí)，其在氣相中的分壓是一定的。平衡溶解度：在一定量吸收劑中溶解的吸收質(zhì)的量，平衡溶解度是吸收過程的極限。平衡溶解度的大小，隨物系、溫度、壓強(qiáng)的變化而變化。通常溫度上升，氣體的溶解度顯著下降；而壓力上升，氣體溶解度則有所增加。 吸收過程進(jìn)行的方向與極限取決于溶質(zhì)(氣體)在氣液兩相中的平衡關(guān)系。p表示在吸收過程中溶質(zhì)在氣相中的實(shí)際分壓； p*表示平衡分壓；pp*時(shí)，溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移，吸收；pp*時(shí)，溶質(zhì)便由液相向氣相轉(zhuǎn)移，即吸收的逆過程，稱為解吸(或脫吸)。pp*時(shí)，處于氣液平衡狀態(tài)。（2）亨利定律當(dāng)氣相總壓不太高時(shí)，在一定溫

10、度下，氣、液兩相達(dá)到平衡時(shí)，溶質(zhì)在液相中的濃度c和它在氣相中平衡分壓p*成正比，這就是亨利定律。適用條件：亨利定律僅適用于理想溶液，任何極稀的溶液都近似于理想溶液，因此，亨利定律也可適用于稀溶液，而且溶液越稀越準(zhǔn)確。1)液相濃度以單位體積含溶質(zhì)的摩爾數(shù)表示式中 p*溶質(zhì)氣體在溶液表面上的平衡分壓，Pa； C溶質(zhì)氣體在溶液中的濃度，kmolm3； H溶解度系數(shù)，kmol/2）液相濃度用溶質(zhì)氣體的摩爾分?jǐn)?shù)表示式中 E亨利系數(shù)，Pa； x溶質(zhì)氣體在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)。3)氣相濃度用摩爾分?jǐn)?shù)表示式中 y*溶質(zhì)氣體在溶液表面上的平衡濃度，用摩爾分?jǐn)?shù)表示x溶質(zhì)氣體在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)；m相平衡常數(shù)。4)用比摩

11、爾分?jǐn)?shù)表示 式中 Y*溶質(zhì)提提在溶液表面上的平衡濃度，以比摩爾分?jǐn)?shù)表示；X溶質(zhì)氣體在液相中的比摩爾分?jǐn)?shù)。3、吸收過程的機(jī)理雙膜理論吸收是吸收質(zhì)從氣相傳遞到液相的擴(kuò)散過程。這種物質(zhì)傳遞是通過氣液兩相界面完成的。在含有兩個(gè)或兩個(gè)以上組分的混合體系中，如果存在濃度梯度，某一組分（或某些組分）將有高濃度區(qū)向低濃度區(qū)移動(dòng)的趨勢，該移動(dòng)過程稱為傳質(zhì)過程。物質(zhì)傳遞的三個(gè)步驟：（1） 擴(kuò)散物質(zhì)從一相的主體擴(kuò)散到兩相界面（單相中的擴(kuò)散）；（2） 在界面上的擴(kuò)散物質(zhì)從一相進(jìn)入另一相（相際間傳質(zhì)）；（3 ）進(jìn)入另一相的擴(kuò)散物質(zhì)從界面向該相的主體擴(kuò)散（單相中的擴(kuò)散）；雙膜理論的基本論點(diǎn)（假設(shè)）:（1）氣液兩相存在一個(gè)

12、穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)存在穩(wěn)定的氣膜和液膜。膜內(nèi)為層流，A以分子擴(kuò)散方式通過氣膜和液膜。（2）相界面處兩相達(dá)平衡，無擴(kuò)散阻力。 （3）有效膜以外主體中，充分湍動(dòng)，溶質(zhì)主要以渦流擴(kuò)散的形式傳質(zhì)。pAcA pA,i cA,i氣膜液膜相界面氣相主體液相主體傳質(zhì)方向圖 雙膜理論示意圖溶質(zhì)A在氣相中的分壓溶質(zhì)A在液相中的摩爾濃度 4、傳質(zhì)過程的機(jī)理物質(zhì)擴(kuò)散 在吸收操作中，吸收質(zhì)從氣相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)過程是借助擴(kuò)散作用實(shí)現(xiàn)的，所以說傳質(zhì)過程的基礎(chǔ)是物質(zhì)的擴(kuò)散，故傳質(zhì)過程又稱為擴(kuò)散過程。雙膜理論指出吸收質(zhì)經(jīng)過氣膜和液膜時(shí)是分子擴(kuò)散，分子擴(kuò)散常發(fā)生在靜止的或垂直于濃度梯度方向作滯流的流體中。只有物質(zhì)在相間的分

13、配處于不平衡狀態(tài)時(shí)，才能使物質(zhì)由一相傳遞到另一相，傳質(zhì)的方向或擴(kuò)散的方向，總是從高濃度向低濃度轉(zhuǎn)移。(1)吸收質(zhì)A通過氣膜的穩(wěn)定擴(kuò)散假定吸收質(zhì)A組分通過惰性氣體B的擴(kuò)散是不隨時(shí)間變化的穩(wěn)定擴(kuò)散，其擴(kuò)散速率即單位時(shí)間經(jīng)過單位傳質(zhì)面積的物質(zhì)量，與組分A在擴(kuò)散方向上的濃度梯度成正比。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 D 物質(zhì)在介質(zhì)中的擴(kuò)散能力，為物質(zhì)的物理特性之一。其值主要與擴(kuò)散物質(zhì)和介質(zhì)的種類、溫度、壓力有關(guān)，而與氣體的濃度關(guān)系不大。擴(kuò)散系數(shù)D隨溫度的升高和壓力的降低而增大。 PA A組分在氣相主體中的分壓，Pa；PAi A組分在相界面的分壓，即平衡分壓，Pa；(2)吸收質(zhì)A通過液膜的穩(wěn)定擴(kuò)散 液體中分子擴(kuò)散的速率

14、，是按吸收質(zhì)A通過相對靜止溶劑的擴(kuò)散速率計(jì)算的 。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為ZL液膜厚度，即擴(kuò)散距離，m；CAi組分A在相界面和液相主體中的摩爾濃度，kmol/m3Cc吸收劑C在液相中的摩爾濃度，kmol/m3Ccm吸收劑C在相界面和液相主體中兩處濃度的對數(shù)平均值，kmol/m35 、影響吸收的因素有害組分的吸收量，即單位時(shí)間的傳質(zhì)量G，可用數(shù)學(xué)式表示式中 G單位時(shí)間的傳質(zhì)量，kmol/h； K吸收總系數(shù)，kmol/m2*h；F垂直于吸收方向的面積，或氣液接觸表面積，m2；C傳質(zhì)推動(dòng)力，濃度差，無因次。（1）濃度差C的影響 在吸收凈化操作中，根據(jù)凈化要求，操作條件是規(guī)定好的，因此推動(dòng)力也就決定了。氣相與液

15、相的濃度，沿著其運(yùn)動(dòng)的接觸表面而變化。因此，傳質(zhì)的推動(dòng)力沿接觸表面通常也是發(fā)生變化的，所以一般在計(jì)算時(shí)應(yīng)用推動(dòng)力的平均值。如果要增大吸收的推動(dòng)力，可采用以下幾種方法：降低系統(tǒng)溫度，可使平衡線接近橫坐標(biāo)；增加系統(tǒng)的壓力；選擇對吸收質(zhì)溶解度更大的吸收劑；適當(dāng)?shù)卦黾游談┑挠昧康?；采用化學(xué)吸收也可以增加吸收速率。 (2)傳質(zhì)面積F的影響吸收設(shè)備中其氣、液兩相在相互運(yùn)動(dòng)時(shí)的接觸面積為傳質(zhì)面積。因其運(yùn)動(dòng)的接觸面通常是變化的，所以，無論在設(shè)計(jì)或操作過程中，都力求在較小的吸收空間內(nèi)得到比較大的傳質(zhì)面積。(3)吸收總系數(shù)K的影響影響吸收總系數(shù)的因素十分復(fù)雜。如物料的性質(zhì)、設(shè)備的形狀和尺寸、物料的流動(dòng)速度等，對

16、其影響都很大。物料和設(shè)備決定后，流速的影響十分重要。在一定的范圍內(nèi)，隨著流速的增加，吸收總系數(shù)也增大。吸收系數(shù)的求取，一般通過中間試驗(yàn)或生產(chǎn)設(shè)備實(shí)測而得，亦可以相似理論整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由準(zhǔn)數(shù)方程式算出。如有適合于該情況下的吸收系數(shù)，也可采用。6、化學(xué)吸收（1）化學(xué)吸收與物理吸收相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1）溶質(zhì)進(jìn)入溶劑后，因化學(xué)反應(yīng)而消耗掉的單位體積溶劑能夠容納的溶質(zhì)量增多。表現(xiàn)在平衡關(guān)系上是溶液的平衡分壓降低，甚至可以降到零，從而使吸收推動(dòng)力大大增加。 2）如果化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很快，相界面附近溶入的氣體將會(huì)很快地被消耗掉，則液膜吸收阻力大大降低，甚至降為零，致使吸收系數(shù)增大，吸收速率增加。 3）化學(xué)吸收使

17、得填料表面有效面積變大，因?yàn)槲锢砦罩胁糠忠后w在填料表面會(huì)停滯不動(dòng)或緩慢流動(dòng)，使其表面液體飽和，不能成為傳質(zhì)表面。（2）化學(xué)吸收機(jī)理對于化學(xué)吸收，除考慮擴(kuò)散速率外還有化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)問題。吸收操作中的化學(xué)反應(yīng)有許多種。對于比較簡單而有代表性的兩分子反應(yīng)即：A+BC，若反應(yīng)產(chǎn)物仍然保留在液相中，其吸收過程要經(jīng)歷以下五步：1)組分A從氣相主體通過氣膜向氣液相界面擴(kuò)散；2)組分A在液膜向反應(yīng)帶擴(kuò)散；3)溶劑中的反應(yīng)組分B從液相主體向反應(yīng)帶擴(kuò)散；4)組分A和組分B在反應(yīng)帶中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；5)反應(yīng)產(chǎn)物C自反應(yīng)帶向液相主體擴(kuò)散。被吸收的氣體組分和吸收劑(或它的活性組分)之間在液相進(jìn)行反應(yīng)，組分的一部分轉(zhuǎn)變成

18、化合態(tài)，致使液體中游離的組分濃度降低。由此導(dǎo)致了濃度梯度的增大，造成液相中的吸收速率大于物理吸收時(shí)的速率。化學(xué)反應(yīng)速度越快，組分轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的速度也越快，液相中的吸收速率也就越大于物理吸收時(shí)的速率；反應(yīng)速度很大時(shí)，組分達(dá)到氣液相界面就參與反應(yīng)，這時(shí)液膜阻力為零；反應(yīng)速度很慢時(shí)，化學(xué)吸收速率比物理吸收速率快得不多，甚至可以忽略不計(jì)，這時(shí)就如同物理吸收。第三章 電石法乙炔生產(chǎn)工藝背景1、電石法乙炔生產(chǎn)工藝流程（1）電石破碎部分散裝電石由鏟車加入上料溜子，經(jīng)粗破機(jī)破碎后的電石由1#皮帶機(jī)（桶裝電石可直接）加到入分料溜子，經(jīng)2#皮帶機(jī)，再經(jīng)電磁除鐵器除鐵后，一起送至細(xì)破機(jī)經(jīng)細(xì)破后的電石，由3#皮帶機(jī),

19、再經(jīng)電磁除鐵器進(jìn)一步除鐵后傳送至料倉。（2）乙炔發(fā)生、清凈部分料倉內(nèi)的電石由往復(fù)式給料機(jī)加至4#皮帶機(jī)，輸送至加料皮帶機(jī)，加料皮帶機(jī)為正反轉(zhuǎn)，每臺(tái)皮帶機(jī)負(fù)責(zé)兩臺(tái)發(fā)生器加料，加料皮帶機(jī)定時(shí)將電石加到加料斗內(nèi)，用N2置換合格后，打開上貯斗活門，將料加至上貯斗，再經(jīng)下貯斗活門拉料至下貯斗。下貯斗內(nèi)電石經(jīng)振動(dòng)加料器連續(xù)加入發(fā)生器內(nèi)，電石在發(fā)生器內(nèi)遇水迅速分解，產(chǎn)生的乙炔氣經(jīng)渣漿分離器進(jìn)入正水封，由正水封出來的氣體進(jìn)入水洗塔與廢次氯酸鈉接觸，預(yù)清凈后經(jīng)冷卻塔用井水冷卻后少部分進(jìn)入氣柜，大部分去水環(huán)壓縮機(jī)。壓縮后的乙炔氣進(jìn)入氣水分離器，分離出來的水經(jīng)過水冷卻器用冷凍站來的5水冷卻后回到水環(huán)壓縮機(jī)循環(huán)使用。

20、從氣液分離器出來的乙炔氣進(jìn)入1#清凈塔，在清凈塔內(nèi)與來自2#清凈塔的清凈溶液逆流接觸，除去S、P等雜質(zhì)，然后再到2#清凈塔，在塔內(nèi)與來自次氯酸鈉高位槽的新鮮次氯酸鈉液逆流接觸，進(jìn)一步除去S、P等雜質(zhì)。經(jīng)清凈后的乙炔氣帶酸性，酸性乙炔氣由第二清凈塔頂逸出，進(jìn)入中和塔，用NaOH堿液中和清凈過程中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)，中和后的乙炔氣進(jìn)入到列管式冷卻器用5水冷卻，冷卻除水后送至乙炔合成崗位。為維持發(fā)生器壓力穩(wěn)定，設(shè)有安全水封與逆水封，當(dāng)發(fā)生器內(nèi)壓力過高時(shí)，安全水封起泄壓作用；相反，當(dāng)發(fā)生系統(tǒng)壓力低時(shí)（尤其是停車時(shí)），乙炔氣由氣柜經(jīng)逆水封進(jìn)入發(fā)生器保持發(fā)生器正壓。電石分解時(shí)放出大量的熱，因此要不斷往發(fā)生器中

21、加水維持溫度，并補(bǔ)充消耗的水分，電石分解后的稀電石渣漿，從溢流管不斷流出經(jīng)渣漿槽由渣漿輸送泵打到純堿廠，濃渣漿由發(fā)生器底經(jīng)排渣閥門定時(shí)排到渣漿池，再由濃渣泵打到渣漿槽。(3)次氯酸鈉系統(tǒng)濃堿槽內(nèi)濃度為32的NaOH堿液用堿泵抽到稀堿液配制槽用水稀釋，配制成1.41.7的堿液，用堿泵打到高位槽，然后與水和來自氯氣緩沖罐來的氯氣分別經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量，按配比同時(shí)進(jìn)入文丘里配制器。配成的次氯酸鈉進(jìn)入貯槽，由泵打至次氯酸鈉高位槽,再由泵打到2#清凈塔，從2#清凈塔底部流出后，由泵打到1#凈塔，1#清凈塔底部流出的次氯酸鈉含有效氯很低，稱為廢次氯酸鈉，由泵打到水洗塔，起到預(yù)清凈作用，從水洗塔和冷卻塔底部出

22、來的液體進(jìn)入廢次氯酸鈉貯槽，用泵打入發(fā)生器內(nèi)。(4)中和系統(tǒng)濃堿由濃堿槽經(jīng)泵打入中和塔，與水配成1417的堿液，該堿液自身循環(huán)使用。當(dāng)NaOH5或Na2CO3冬季12；夏季14時(shí)換堿。（5）除塵系統(tǒng)含塵氣體由各點(diǎn)吸塵罩吸入后，進(jìn)入旋風(fēng)分離器分離下來的大顆粒固體，由底部定期排出，氣體由風(fēng)機(jī)吸入；排至除塵機(jī)組經(jīng)水潤濕后成為渣漿液流入渣漿地池，經(jīng)渣漿泵打入渣漿高位槽，由渣漿崗位處理。2、電石法乙炔生產(chǎn)工藝的原理電石與水作用生成乙炔氣并放出大量熱量，由于電石中有多種雜質(zhì)，也與水反應(yīng)，生成相應(yīng)的雜氣。主要反應(yīng)：CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2 + 127072 J 副反應(yīng)：CaO +

23、 H2O Ca(OH)2 + 62700 J MgO + H2O Mg(OH)2 + 40713.2 JCaS + 2H2O Ca(OH)2 + H2SCa3P2 + 6H2O 3Ca(OH)2 + 2PH3Ca3N2 + 6H2O 3Ca(OH)2 + 2NH3Ca2Si + 4H2O 2Ca(OH)2 + SiH4Ca3As2 + 6H2O 3Ca(OH)2 + 2AsH3由以上可以看出，副反應(yīng)生成大量氣體，其中硫化氫、磷化氫等對合成氯乙烯的觸媒有害，必須在送至合成工序之前加以清除。3、有害氣體及其最大允許量由于電石中還有很多雜質(zhì)，而且很多雜質(zhì)也與水反應(yīng)，生成相應(yīng)的有害氣體。有害氣體包括硫

24、化氫、磷化氫、氨氣、氯氣、乙炔等。硫化氫是一種無色易燃?xì)怏w，引燃溫度260，有毒、具強(qiáng)刺激性，是一種強(qiáng)烈的神經(jīng)性毒物。硫化氫屬于還原性氣體，在水中溶解度較大，屬酸性氣體，能與堿發(fā)生反應(yīng)。磷化氫是一種無色極易燃?xì)怏w，燃點(diǎn)極低，100時(shí)就能自燃。磷化氫又是一種有類似大蒜氣味的劇毒氣體，10mgm3。接觸6h，有中毒癥狀；409846mgm3時(shí)，0.51h發(fā)生死亡。磷化氫也屬于還原性氣體，在水中溶解度較小，不溶于熱水，微溶于冷水。由于硫化氫、磷化氫的上述基本理化特性，若不凈化粗乙炔氣以除去這些雜質(zhì)，一方面氣體的高毒性將會(huì)使生產(chǎn)人員造成中毒危險(xiǎn)，也會(huì)對使用人員造成威脅，同時(shí)在切割及焊接時(shí)硫磷可能會(huì)轉(zhuǎn)移

25、到金屬之中，使焊縫等質(zhì)量變壞等。另一方面，由于后續(xù)工藝是壓縮，壓力達(dá)到2.5MPa，再后面均是帶壓狀況，壓力越高燃點(diǎn)更低，盡管壓縮機(jī)的氣缸設(shè)計(jì)最高排氣溫度為小于90，但在生產(chǎn)中，由于設(shè)備長期運(yùn)行，狀況可能會(huì)下降，無論是在壓縮機(jī)的氣缸中、壓力管道中、還是充裝入瓶運(yùn)輸?shù)冗^程中都有極易產(chǎn)生爆燃等危險(xiǎn)情況。因此粗乙炔氣必須凈化以除去雜質(zhì)硫化氫、磷化氫氣體。電石往往含有磷、硫等雜質(zhì)，與水作用會(huì)放出磷化氫和硫化氫，當(dāng)磷化氫含量超過0.08，硫化氫含量超過0.15時(shí)，容易引起自燃爆炸。氣體名稱最大允許濃度（mg/m3空氣）乙炔500硫化氫10磷化氫0.3氯氣1.0第四章廢氣的凈化工藝1、廢氣的凈化工藝種類（

26、1）干式凈化以固體凈化劑氯化鐵(FeCI3)為氧化劑，氧化汞、氧化銅為催化劑，以硅藻土為載體的固體型氧化劑等。其中主要成分三氯化鐵使乙炔氣中的PH3和H2S被氧化，主要反應(yīng)原理：FeCl3 + PH3 + H2O FeCl2 + H3PO4 + HClFeCl3 + PH3 FeCl2 + P + HClFeCl3 + H2S+ H2O FeCl2 + H2SO4 + HClFeCl3 +H2S FeCl2 + S + HCl以烏魯木齊溶解乙炔氣廠使用干式凈化工藝的實(shí)踐，固體凈化的凈化效果不理想，由于更換固體凈化劑的勞動(dòng)強(qiáng)度大，更換時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)則，有時(shí)重復(fù)使用再生后的凈化劑，這樣就有可能造成

27、某一批產(chǎn)品凈化質(zhì)量不合格。固體凈化劑雖可再生重復(fù)使用，反應(yīng)式如下：FeCl2 + HCl + O2 FeCl3 + H2OFeCl2 + O2 FeCl3 + Fe2O3FeCl2 + H2O FeCl3 + Fe2O3由于氧化時(shí)有固態(tài)P、S析出還原時(shí)受載體和固態(tài)P、S的阻礙，使再生不可能徹底，所以凈化劑的凈化能力逐次降低。干式凈化具有投資小、設(shè)備簡單，工藝操作簡便的特點(diǎn)。它的設(shè)備是由兩個(gè)串聯(lián)的容器組成，容器內(nèi)有二、三層隔板，隔板上有均勻的鉆孔。乙炔氣經(jīng)干燥器干燥后由凈化容器底部進(jìn)入容器，氣體均勻通過凈化劑，除去S、P進(jìn)入壓縮機(jī)。干式凈化弊大于利，國內(nèi)溶解乙炔行業(yè)已不采用這種工藝和設(shè)備。（2）

28、濕式凈化鳥魯術(shù)齊溶解乙炔炔氣廠在乙炔凈化工藝技術(shù)改造中使用的是丹東北二機(jī)械有限公司制造的液體凈化設(shè)備，這套設(shè)備的結(jié)構(gòu)和干式凈化設(shè)備基本相同，有一個(gè)凈化容器和中和容器，凈化劑采用濃硫酸溶液，其反應(yīng)原理：H2SO4 + PH3 S + H2O + H3PO4H2SO4 + H2S SO2 + H2O + S可看出在凈化過程由有酸產(chǎn)生，然后用強(qiáng)堿(NaOH)中和乙炔中的酸： NaOH+ H3PO4 Na3PO4 +H2O，乙炔靠發(fā)生器中電石和水反應(yīng)產(chǎn)生的壓力(低壓工藝流程不能使用該設(shè)備)，由凈化器上部通過插入酸液中的管道放出，在酸液中連行凈化，然后，經(jīng)過凈化的乙炔氣再從凈化器上部進(jìn)入中和器除去酸液(

29、中和反應(yīng)形成鹽)。凈化器中的硫酸濃度必須在96以上才有凈化效果。這套設(shè)備從工藝上講也有簡單易于操作的優(yōu)點(diǎn)，但更換酸液較危險(xiǎn)酸液的利用率低，同時(shí)需要乙炔有較高的壓力，凈化質(zhì)量保證系數(shù)小。中和器的鹽含量如果達(dá)到10以上，在1時(shí)就有可能在精氣管道中結(jié)晶，堵塞管道。因此，從生產(chǎn)實(shí)踐看不宜廣泛推廣應(yīng)用這套凈化設(shè)備和工藝。（3）液體噴淋式凈化我國生產(chǎn)溶解乙炔近30年歷史，從大量的生產(chǎn)中，溶解乙炔的凈化采用液體噴淋式凈化設(shè)備和工藝效果比較好。液體噴淋式凈化原理與前兩種相同，凈化液可采用次氯酸鈉溶液，反應(yīng)式為：NaClO + PH3 H3PO4 + NaClNaClO + H2S H2SO4 + NaCl以氫

30、氧化鈉為中和劑，中和反應(yīng)為：NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2ONaOH + H3PO4 Na3PO4 + H2O噴淋式凈化設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，前期投資大它是用水泵將次氯酸鈉溶液從凈化塔塔頂通過噴淋器噴下來，乙炔氣由塔底上升，在堆積的瓷環(huán)中與噴淋到瓷環(huán)上的次氯酸鈉溶液反應(yīng)，除去乙炔氣中的雜質(zhì)。這套凈化工藝操作較為復(fù)雜，有兩點(diǎn)應(yīng)著重提出：首先應(yīng)嚴(yán)格控制次氯酸鈉溶液的濃度，有效氯含量不能大于0.15，一般在0.0850.l2范圍內(nèi)，氯含量大于0.15容易形成氯乙炔，遇空氣易著火和爆炸；應(yīng)控制碳酸鈉(中和反應(yīng)后產(chǎn)生的鹽)的濃度在10以內(nèi)，達(dá)到或超過10就應(yīng)及時(shí)換堿，因?yàn)樘妓徕c濃度達(dá)到或超

31、過10，在1時(shí)容易產(chǎn)生結(jié)晶，如在管道內(nèi)結(jié)晶就造成堵塞，產(chǎn)生危險(xiǎn)。噴淋式乙炔凈化工藝雖然操作復(fù)雜，但只要嚴(yán)格按照工藝流程操作，其安全性和凈化質(zhì)量都有保證，運(yùn)行費(fèi)用也較低。因此老廠的技術(shù)改造和新建乙炔廠的凈化系統(tǒng)采用此類型設(shè)備和工藝將會(huì)取得滿意的效果。2、凈化工藝的比較（1）干式凈化法優(yōu)點(diǎn)：干式凈化具有投資小、設(shè)備簡單，工藝操作簡便的特點(diǎn)。它的設(shè)備是由兩個(gè)串聯(lián)的容器組成，容器內(nèi)有二、三層隔板，隔板上有均勻的鉆孔。乙炔氣經(jīng)干燥器干燥后由凈化容器底部進(jìn)入容器，氣體均勻通過凈化劑，除去S、P進(jìn)入壓縮機(jī)。缺點(diǎn)：由于更換固體凈化劑的勞動(dòng)強(qiáng)度大，更換時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)則，有時(shí)重復(fù)使用再生后的凈化劑，這樣就有可能造

32、成某一批產(chǎn)品凈化質(zhì)量不合格。固體凈化劑雖可再生重復(fù)使用，由于氧化時(shí)有固態(tài)P、S析出還原時(shí)受載體和固態(tài)P、S的阻礙，使再生不可能徹底，所以凈化劑的凈化能力逐次降低。（2）濕式凈化優(yōu)點(diǎn)：從工藝上講也有簡單易于操作缺點(diǎn)：更換酸液較危險(xiǎn)酸液的利用率低，同時(shí)需要乙炔有較高的壓力，凈化質(zhì)量保證系數(shù)小。中和器的鹽含量如果達(dá)到10以上，在1時(shí)就有可能在精氣管道中結(jié)晶，堵塞管道。（3）液體噴淋式凈化優(yōu)點(diǎn)：噴淋式乙炔凈化工藝雖然操作復(fù)雜，但只要嚴(yán)格按照工藝流程操作，其安全性和凈化質(zhì)量都有保證，運(yùn)行費(fèi)用也較低。缺點(diǎn)：噴淋式凈化設(shè)備結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，前期投資大它是用水泵將次氯酸鈉溶液從凈化塔塔頂通過噴淋器噴下來，乙炔氣由

33、塔底上升，在堆積的瓷環(huán)中與噴淋到瓷環(huán)上的次氯酸鈉溶液反應(yīng)，除去乙炔氣中的雜質(zhì)。綜上所述，液體噴淋式凈化裝置能有效的、經(jīng)濟(jì)的去除混合氣體中的廢氣。3、液體噴淋式凈化液體噴淋式凈化裝置一般采用次氯酸鈉溶液，作為凈化劑來凈化粗乙炔氣中的雜質(zhì)硫化氫和磷化氫氣體。次氯酸鈉是一種次氯酸的不穩(wěn)定鹽，其分子式為NaCIO，分子量74.5，在受熱時(shí)易分解，是一種強(qiáng)氧化劑。次氯酸鈉凈化是利用次氯酸鈉的強(qiáng)氧化性，來氧化氣體中的還原性雜質(zhì)硫化氫和磷化氫氣體并除去的過程，其反應(yīng)方程式為：NaClO + PH3 H3PO4 + NaClNaClO + H2S H2SO4 + NaCl反應(yīng)過程中產(chǎn)生酸，為了除去出口氣體中夾

34、帶的酸霧，凈化塔后再設(shè)中和塔，通過NaOH溶液的中和，來確保凈化氣體的潔凈。OH- + H+ H2O配制的次氯酸鈉溶液的濃度為0.85-1.2，通過次鈉循環(huán)泵將適量的次氯酸鈉溶液吸人吸收液中，從凈化塔的頂部進(jìn)入液體分配器，經(jīng)分配器均勻地分布于塔中填料的上部，并沿填料緩緩流下。粗乙炔氣體從塔的填料層底部進(jìn)入并沿填料向上運(yùn)動(dòng)，在填料層表面與次氯酸鈉溶液逆流接觸反應(yīng)，使乙炔氣體到塔頂時(shí)雜質(zhì)氣體被除去，多余的少部分水通過液位控制器排出塔外。同樣，經(jīng)凈化塔出來的乙炔氣體進(jìn)入中和塔，在塔中填料層表面與一定濃度的循環(huán)堿液(5-10NaOH)逆流反應(yīng)，中和后成為合格潔凈的氣體去壓縮工序，至此完成粗乙炔氣體的凈

35、化過程。4、影響液體噴淋式凈化的主要因素（1）次氯酸鈉的有效氯含量有效氯高即次氯酸鈉含量多，則氧化能力強(qiáng)，硫、磷等雜質(zhì)除去得徹底，清凈結(jié)果好，但有效氯含量過高，因氧化能力過強(qiáng)，反應(yīng)過于激烈，副反應(yīng)多，對乙炔反而有影響，生產(chǎn)操作也不安全。（2）次氯酸鈉的PH值：PH值高說明堿性大，次氯酸鈉在堿介質(zhì)中穩(wěn)定性大，而氧化能力低，清凈效果差，若PH值低于呈酸性，次氯酸鈉氧化能力強(qiáng)，硫、磷等雜質(zhì)除去得徹底，但反應(yīng)太激烈，對安全有威脅，同時(shí)乙炔中生成的氯化物的含量增高，影響乙炔的質(zhì)量。5、次氯酸鈉溶液配制用氯氣與稀堿液配制而成。NaOH+ Cl2 NaCl + NaClO + H2O所用NaOH溶液濃度為1

36、.41.7，配制后酸堿度（PH）控制在79。次氯酸鈉是強(qiáng)氧化劑，有強(qiáng)烈刺激性，對人體有害。表一1.41.7堿液分析換算表HCl標(biāo)準(zhǔn)液（ml）35.5035.7636.0236.2836.5336.7937.05堿樣品濃度（）1.401.411.421.431.441.451.46HCl標(biāo)準(zhǔn)液（ml）37.3137.5737.8238.0838.3438.6038.86堿樣品濃度（）1.471.481.491.501.511.521.53HCl標(biāo)準(zhǔn)液（ml）39.1139.3739.6339.8940.1540.4140.66堿樣品濃度（）1.541.551.561.571.581.591.60

37、HCl標(biāo)準(zhǔn)液（ml）40.9241.1841.4441.7041.9642.2242.48堿樣品濃度（）1.611.621.631.641.651.661.67HCl標(biāo)準(zhǔn)液（ml）42.7342.9943.25堿樣品濃度（）1.681.691.70用移管吸取10l樣品，注入三角瓶中，加少許水及滴酚酞指示劑，用0.1NHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紅色消失為止，同時(shí)測定樣品比重 V滴定消耗HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（ml）NHCl標(biāo)準(zhǔn)溶液當(dāng)量濃度（0.1N）0. 04氫氧化鈉毫克當(dāng)量（克）表二次氯酸鈉有效氯分析換算表Na2S2O3BY（）NaClO樣品（）Na2S2O3BY（）NaClO樣品（）Na2S2O3BY

38、（）NaClO樣品（）0.10.000712.50.017754.90.034790.20.001422.60.018465.00.035500.30.002132.70.019175.10.036210.40.002842.80.019885.20.036920.50.003552.90.020595.30.037630.60.004263.00.021305.40.038340.70.004973.10.022015.50.039050.80.005683.20.022725.60.039760.90.006393.30.023435.70.040471.00.007103.40.0241

39、45.80.041181.10.007813.50.024855.90.041891.20.008523.60.025566.00.042601.30.009233.70.026276.10.043311.40.009943.80.026986.20.044021.50.010653.90.027696.30.044731.60.011364.00.028406.40.045441.70.012074.10.029116.50.046151.80.012784.20.029826.60.046861.90.013494.30.030536.70.047572.00.014204.40.0312

40、46.80.048282.10.014914.50.031956.90.048992.20.015624.60.032667.00.049702.30.016334.70.033377.10.050412.40.017044.80.034087.20.05112續(xù)表二Na2S2O3BY（）NaClO樣品（）Na2S2O3BY（）NaClO樣品（）Na2S2O3BY（）NaClO樣品（）7.30.051839.80.0695812.30.087337.40.052549.90.0702912.40.088047.50.0532510.00.0710012.50.088757.60.0539610

41、.10.0717112.60.089467.70.0546710.20.0724212.70.090177.80.0553810.30.0731312.80.090887.90.0560910.40.0738412.90.091598.00.0568010.50.0745513.00.092308.10.0575110.60.0752613.10.093018.20.0582210.70.0759713.20.093728.30.0589310.80.0766813.30.094438.40.0596410.90.0773913.40.095148.50.0603511.00.0781013.

42、50.095858.60.0610611.10.0788113.60.096568.70.0617711.20.0795213.70.097278.80.0624811.30.0802313.80.097988.90.0631911.40.0809413.90.098699.00.0639011.50.0816514.00.099409.10.0646111.60.0823614.10.100119.20.0653211.70.0830714.20.100829.30.0660311.80.0837814.30.101539.40.0667411.90.0844914.40.102249.50.0674512.00.0852014.50.102959.60.0681612.10.085919.70.0688712.20.08662用移液管吸取