本實(shí)用新型涉及乙炔廢水的處理領(lǐng)域，尤其是一種濕法乙炔生產(chǎn)中含有溶解乙炔廢水的回收裝置。

背景技術(shù)：

我國(guó)主要采用電石法生產(chǎn)乙炔，電石法又分為干法和濕法，目前國(guó)內(nèi)普遍應(yīng)用的是電石法生產(chǎn)乙炔濕法工藝，反應(yīng)方程式如下：

CaC₂+2H₂O→C₂H₂+Ca(OH)₂+129.8kJ/mol

在乙炔發(fā)生器內(nèi)電石經(jīng)水解反應(yīng)后，飽和水蒸氣及部分霧狀水隨乙炔氣一起進(jìn)入后續(xù)的正水封、乙炔冷凝器、水洗一塔等設(shè)備冷凝后與乙炔氣分離，乙炔氣經(jīng)水環(huán)壓縮機(jī)加壓后進(jìn)入水洗塔二塔進(jìn)行洗滌和降溫除水，除去乙炔氣中夾帶的水蒸氣及霧狀水，之后進(jìn)入清凈塔以除去乙炔中的磷化氫、硫化氫等雜質(zhì)，乙炔氣從清凈塔出來(lái)后，將帶有大量的酸性物質(zhì)(H₂SO₄、H₃PO₄等)，需要中和塔的堿液來(lái)吸收其中的酸性物質(zhì)，乙炔氣中酸性物質(zhì)與中和塔中6％～12％氫氧化鈉溶液進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)除去酸性物質(zhì)后送入VCM合成使用。

目前，聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)配置了污水廠，對(duì)乙炔生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水進(jìn)行集中處理，但是來(lái)自乙正水封、乙炔冷凝器、水洗一塔、水洗塔二塔的廢水以及水環(huán)壓縮機(jī)的補(bǔ)加的液環(huán)水、中和塔換堿水等廢水含有溶解乙炔，若直接作為廢水排放輸送到污水廠處理，不僅使生產(chǎn)過(guò)程中的水資源未得到綜合利用，造成了大量水資源的浪費(fèi)，生產(chǎn)成本增加；而且排放的廢水中含有溶解乙炔未進(jìn)行回收利用，增大了聚氯乙烯及以電石為原料生產(chǎn)乙炔氣等產(chǎn)品的電石消耗；并且廢水在處理過(guò)程中所含的溶解乙炔氣體會(huì)揮發(fā)排入空氣，造成環(huán)境污染，影響污水廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的身體健康，若在處理廢水過(guò)程中其揮發(fā)出的乙炔氣濃度在局部空間內(nèi)聚集到一定濃度，可能誘發(fā)燃爆事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種濕法乙炔生產(chǎn)廢水中溶解乙炔的回收利用裝置，將濕法乙炔生產(chǎn)中含有溶解乙炔的廢水進(jìn)行回收利用，同時(shí)將 廢水中的溶解乙炔回收利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排、降耗的目的。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種濕法乙炔生產(chǎn)廢水中溶解乙炔的回收利用裝置，包括依次連接的乙炔發(fā)生器、正水封、乙炔冷凝器、水洗一塔、水環(huán)壓縮機(jī)、水洗二塔、清凈塔以及中和塔，還包括廢水收集罐、廢水輸送泵和換熱器，所述正水封、乙炔冷凝器、水洗一塔、水環(huán)壓縮機(jī)、水洗二塔以及中和塔均設(shè)有排污口，所述排污口分別通過(guò)管道與廢水收集罐頂部連通，所述廢水輸送泵進(jìn)口通過(guò)管道與廢水收集罐下部連接，廢水輸送泵出口通過(guò)管道與換熱器連接，所述換熱器通過(guò)管道與乙炔發(fā)生器連接。

優(yōu)選的，所述廢水收集罐頂部通過(guò)回流調(diào)節(jié)閥與廢水輸送泵出口連接，所述廢水收集罐上設(shè)有液位計(jì)，所述液位計(jì)與回流調(diào)節(jié)閥聯(lián)鎖。

優(yōu)選的，所述換熱器為板式換熱器。

本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)本實(shí)用新型對(duì)濕法乙炔生產(chǎn)過(guò)程中所有含溶解乙炔的廢水進(jìn)行收集并作為乙炔發(fā)生器內(nèi)電石反應(yīng)用水，既節(jié)約了電石水解反應(yīng)生產(chǎn)用水，又實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程中廢水的零排放，避免了廢水排放所帶來(lái)的環(huán)境污染、節(jié)約了生產(chǎn)過(guò)程中的廢水處理成本；

(2)廢水中的溶解乙炔隨廢水輸送至乙炔發(fā)生器內(nèi)釋放出進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了溶解乙炔的回收利用，降低了生產(chǎn)消耗成本；避免了廢水中溶解乙炔揮發(fā)造成廢水處理時(shí)發(fā)生燃爆事故，提高了生產(chǎn)的安全性；

(3)生產(chǎn)過(guò)程中排放的較高溫度廢水經(jīng)換熱器冷卻后進(jìn)入乙炔發(fā)生器，避免了廢水溫度過(guò)高影響乙炔發(fā)生器的溫度控制。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的流程圖；

圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)記為：1-正水封、2-乙炔冷凝器、3-水洗一塔、4-水環(huán)壓縮機(jī)、5-水洗二塔、6-中和塔、7-廢水收集罐、71-回流調(diào)節(jié)閥、72-液位計(jì)、8-廢水輸送泵、9-換熱器、10-乙炔發(fā)生器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型濕法乙炔生產(chǎn)廢水中溶解乙炔的回收利用裝置，包括依次連接的乙炔發(fā)生器10、正水封1、乙炔冷凝器2、水洗一塔3、水 環(huán)壓縮機(jī)4、水洗二塔5、清凈塔以及中和塔6，還包括廢水收集罐7、廢水輸送泵8和換熱器9，所述正水封1、乙炔冷凝器2、水洗一塔3、水環(huán)壓縮機(jī)4、水洗二塔5以及中和塔6均設(shè)有排污口，所述排污口分別通過(guò)管道與廢水收集罐7頂部連通，所述廢水輸送泵8進(jìn)口通過(guò)管道與廢水收集罐7下部連接，廢水輸送泵8出口通過(guò)管道與換熱器9連接，所述換熱器9通過(guò)管道與乙炔發(fā)生器10連接。

本實(shí)用新型的工作原理：

電石投入乙炔發(fā)生器10水解產(chǎn)生粗乙炔氣，其中飽和水蒸氣及霧狀水隨乙炔氣進(jìn)入正水封1，部分水蒸氣及其霧狀水在正水封1處冷卻而沉積下來(lái)使其正水封1液位上漲而導(dǎo)致發(fā)生器排氣阻力增大，因此需將該部分含有溶解乙炔的廢水排放掉以確保乙炔發(fā)生器10生產(chǎn)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。正水封1排出的廢水主要成分：水、少量氫氧化鈣顆粒和溶解乙炔。經(jīng)正水封1排出的乙炔氣進(jìn)入乙炔冷凝器2在循環(huán)水間接冷卻下冷凝降溫，經(jīng)冷凝后其乙炔氣中的水蒸氣和霧狀水作為生產(chǎn)廢水排出。乙炔冷凝器2排出的廢水主要成分：水、少量氫氧化鈣顆粒和溶解乙炔。經(jīng)乙炔冷凝器2冷凝后的乙炔氣進(jìn)入水洗一塔3進(jìn)行進(jìn)一步洗滌和降溫，進(jìn)一步除去乙炔氣中夾帶的氫氧化鈣顆粒和水蒸氣及霧狀水，以確保水環(huán)壓縮機(jī)4的正常運(yùn)行。水洗一塔3排出的廢水主要成分：水、少量氫氧化鈣顆粒和溶解乙炔。經(jīng)水洗一塔3洗滌和降溫冷卻后的乙炔氣通過(guò)水環(huán)壓縮機(jī)4加壓輸送，水環(huán)壓縮機(jī)4排出的廢水是壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中補(bǔ)加的液環(huán)水，水環(huán)壓縮機(jī)4排出的廢水主要成分：水、溶解乙炔。經(jīng)水環(huán)壓縮機(jī)4加壓后的乙炔氣進(jìn)入水洗二塔5進(jìn)行洗滌和降溫除水，除去乙炔氣中夾帶的水蒸氣及霧狀水，以確保后續(xù)清凈塔的正常運(yùn)行。水洗二塔5排出的廢水主要成分：水、溶解乙炔。經(jīng)水洗二塔洗滌和降溫除水后的乙炔氣進(jìn)入清凈塔反應(yīng)除去乙炔氣中的S、P雜質(zhì)氣體，反應(yīng)后產(chǎn)生的廢硫酸輸送至環(huán)保廠處理。經(jīng)清凈塔反應(yīng)除去S、P雜質(zhì)的乙炔氣進(jìn)入中和塔6，與中和塔6中6～12％氫氧化鈉溶液進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)除去酸性物質(zhì)后送入VCM合成使用。中和塔6中反應(yīng)產(chǎn)生的堿性廢水進(jìn)行定期排放。中和塔6排出的廢水主要成分：水、碳酸鈉、硫酸鈉、磷酸鈉和溶解乙炔。

正水封1、乙炔冷凝器2、水洗一塔3、水環(huán)壓縮機(jī)4、水洗二塔5以及中和塔6產(chǎn)生的廢水均由排污口排出，分別通過(guò)管道進(jìn)入廢水收集罐7，再由廢水輸送泵8通過(guò)管道輸送至換熱器9換熱后，廢水溫度降至常溫，再進(jìn)入乙炔發(fā)生器10，作為電石水解反應(yīng)生產(chǎn)用水，電石與水的水解反應(yīng)為放熱反應(yīng)，廢水中的溶 解乙炔隨乙炔發(fā)生器10內(nèi)溫度的升高而釋放出來(lái)進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)使用。

廢水收集罐7頂部通過(guò)回流調(diào)節(jié)閥71與廢水輸送泵8出口連接，且廢水收集罐7上設(shè)有液位計(jì)72，液位計(jì)72與回流調(diào)節(jié)閥71聯(lián)鎖，廢水輸送泵8出口的廢水通過(guò)回流調(diào)節(jié)閥71反向回流至廢水收集罐7來(lái)調(diào)節(jié)廢水收集罐7的液位，防止廢水收集罐7的液位過(guò)低導(dǎo)致廢水輸送泵8空燒損壞。

所述換熱器9為板式換熱器，換熱效果好且方便清洗結(jié)垢物；所述換熱器9的換熱介質(zhì)為循環(huán)水。

實(shí)施例：

如圖1、圖2所示，一種濕法乙炔生產(chǎn)廢水中溶解乙炔的回收利用裝置，包括依次連接的乙炔發(fā)生器10、正水封1、乙炔冷凝器2、水洗一塔3、水環(huán)壓縮機(jī)4、水洗二塔5、清凈塔以及中和塔6，還包括廢水收集罐7、廢水輸送泵8和換熱器9，所述正水封1、乙炔冷凝器2、水洗一塔3、水環(huán)壓縮機(jī)4、水洗二塔5以及中和塔6均設(shè)有排污口，所述各個(gè)排污口分別通過(guò)管道與廢水收集罐7頂部連通，所述廢水輸送泵8進(jìn)口通過(guò)管道與廢水收集罐7下部連接，廢水輸送泵8出口通過(guò)管道與換熱器9連接，所述換熱器9通過(guò)管道與乙炔發(fā)生器10連接。廢水收集罐7頂部通過(guò)回流調(diào)節(jié)閥71與廢水輸送泵8出口連接，且廢水收集罐7上設(shè)有液位計(jì)72，液位計(jì)72與回流調(diào)節(jié)閥71聯(lián)鎖。

以年產(chǎn)量為40萬(wàn)噸、全年生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間為8000小時(shí)的PVC生產(chǎn)線為例：

全年排出廢水量

(1)正水封1排廢水量：1.2×8000×10＝96000m³(正水封共10臺(tái)，排廢水量約1.2m³/h.臺(tái))；正水封1排出廢水溫度約60℃，乙炔溶解度0.37m³/m³；

(2)乙炔冷凝器2和水洗一塔3排污水量：16×8000＝128000m³(排污量約16m³/h)；乙炔冷凝器2和水洗一塔3排出廢水溫度約40℃，乙炔溶解度0.65m³/m³；

(3)水環(huán)壓縮機(jī)4液環(huán)水排污量：2×8000×7＝112000m³(運(yùn)行壓縮機(jī)共7臺(tái)，排污量約2m³/h.臺(tái))；水環(huán)壓縮機(jī)4液環(huán)水排出廢水溫度約50℃，乙炔溶解度0.50m³/m³；

(4)水洗二塔5排污量：6.5×8000＝52000m³(排污量約6.5m³/h)；水洗二塔5排出廢水溫度約10℃，乙炔溶解度1.31m³/m³；

(5)中和塔6換堿排污量：1.5×8000＝12000m³(排污量約1.5m³/h)； 中和塔6排出廢水溫度約25℃，乙炔溶解度0.93m³/m³；

全年排出廢水量：96000+128000+112000+52000+12000＝400000m³。

正水封1、乙炔冷凝器2、水洗一塔3、水環(huán)壓縮機(jī)4、水洗二塔5以及中和塔6排出的廢水均由排污口通過(guò)管道輸送到廢水收集罐7，再由廢水輸送泵8通過(guò)管道輸送至換熱器9進(jìn)行換熱至常溫后，送至乙炔發(fā)生器10。廢水中溶解乙炔在乙炔發(fā)生器10內(nèi)釋放出來(lái)回用于生產(chǎn)系統(tǒng)。

經(jīng)計(jì)算，全年回收乙炔氣量為：

96000×0.37+128000×0.65+112000×0.50+52000×1.31+12000×0.93＝254000m³；

全年可節(jié)約電石用量：

254000÷280＝907.14噸(電石發(fā)氣量按280L/kg計(jì)算)

產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益：

節(jié)約電石消耗成本：907.14×3200÷10000＝290.28萬(wàn)元(電石采購(gòu)價(jià)按3200元/噸計(jì)算)

節(jié)約廢水處理成本：400000×10÷10000＝400萬(wàn)元(廢水處理單價(jià)按10元/噸計(jì)算)

節(jié)約工業(yè)水消耗成本：400000×1÷10000＝40萬(wàn)元(工業(yè)水單價(jià)按1元/噸計(jì)算)

設(shè)備運(yùn)行能耗費(fèi)用：11×0.5×8000×0.8÷10000＝3.52萬(wàn)元(廢水輸送泵11kw，全年生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間按8000小時(shí)計(jì)算，循環(huán)冷卻水用量較原系統(tǒng)略有增加，運(yùn)行費(fèi)用忽略不計(jì))

設(shè)備維修折舊費(fèi)：10×0.15＝1.5萬(wàn)元(設(shè)備總投資10萬(wàn)元，設(shè)備折舊和使用維護(hù)費(fèi)用率按0.15計(jì)算)

年利潤(rùn)：290.28+400+40－3.52－1.5＝725.26萬(wàn)元