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摘 要:本文主要介绍了干法乙炔生产过程中产生的电石渣中生电石含量的定量分析方法,探讨了该方法在使用过程中的优点,为相关工艺的发展提供了建议和策略。
关键词:干法乙炔;电石渣;生电石;定量分析
一、电石渣的产生及环保应用
电石渣是电石(CaC?2)水解取得乙炔时(C2H2)产生的工业废渣。我国煤炭资源、石灰石等资源十分丰富,石油及天然气等资源相对来说比较短缺,采用电石法生产乙炔等化工产品有着十分重要的意义。国外主要采用石油裂解法,但是电石法由于能耗高、污染大,在使用被淘汰的技术。[1]
按照电石水解工艺的不同,目前与湿法乙炔和干法乙炔两种工艺。前者以远大于理论耗水量的水将电石水解,排出的电石渣含水90%以上,经浓缩后水分仍有70%-80%,该法是我国的传统电石水解工艺,干法乙炔工艺采用略多于理论量的水以雾态形式喷在电石粉上使之水解,其产生的电石渣含水量一般10%以内。
电石渣在环保中的应用,近些年来,酸性物质排放导致的环境污染已经引起了社会的广泛关注,而且近些年来,由于二氧化硫排放而导致的酸雨对环境破坏很严重,对排放水体中二氧化硫的治理已成为当前燃煤电厂的重要工作之一,对有害废气的主要处理途径就是进行烟气脱硫。而电石渣在应用过程中则能够作用于烟气脱硫。此外,其还能用于酸性废水处理,工业生产过程中有大量的酸性废水排出,在污水排放前必须经过中和处理擦能实现环境达标,而电石渣中所含有的强碱性,可以用于酸性废水的中和,这样也有助于环境的净化。
二、电石渣中生电石的定量分析方法
1、分析步骤
①首先工作人员需要做好相应的准备工作,需要准确的提取20g电石渣样品,其质量可以记为m?1,将其放入到干燥的已知质量的蒸发皿中,放置到烘箱内,使用(110±2)℃的温度将电石渣样品烘干到恒重,烘烤时间约为2小时左右,将烘干的电石渣取出来放到干燥器内冷却至室温,准确的称取其质量,将其记为m2。
②将讲过上述处理之后的电石渣样品加入少量的水调配成糊状,使样品中的生电石(CaC?2)水解生成Ca(OH)2,然后再将样品放置到烘箱内,使用与上次相同的温度进行二次烘干至恒重,烘干之后,取出样品将其放置到干燥器内冷却至室温,精确的称取其质量为m3。
2、计算方法
在实验过程中CaC2水解反应方程式为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑。
样品中生电石的含量:w(CaC2)=64÷10×(m3-m2)/m1×100%=6.4(m3-m2)/m1×100%。
3、分析方法
①在实验过程中本分析方法使用的是重量法,在分析样品过程时,样品会与空气中的二氧化碳发生反应,造成一定的误差,可以采用空白实验进行消除,具体方法是:仔第一次烘干前给样品价少量水将其调成糊状,作为空白的样品,实验中重复上述分析工程就可以了,而所得到的试样质量分别为:M1、M2、M?3。
②本方法的主要目的就是为了测量样品中CaC2的含量,通过对电石的生产及干法乙炔生产工艺进行分析可以知道,在电视中CaO的质量分数约为10%、CaC2的质量分数约为80%,哟而两者的性质相似,因此,可以将电石的活性成分看作时一体的,写成通式则为8CaC2?CaO,在实验过程中,假设反应过程中组成成分不变,则可以对测定结果进行计算。
③通过上述两点分析,样品中CaC2质量分数的计算公式校正为:w(CaC2)=5.22×()×100%,在该计算公式中M1、M2、M?3为空白实验数据,5.22为修正之后的CaO的系数。
三、分析方法的验证
结合以上实验方法,我们对该方法进行了测试,其测试平行试样实验结果如下表所示。
从上表的数据分析中可以发现,应用该方法所测定的数据最大相对偏差小于4%,平均相对偏差小于2.5%,热情通过二次烘干总质量m3与m3的数据对比分析,也可以发现该方法在进行样品处理时比较完全,通过上表的几种数据对比也可以发现该分析方法的准确度相对来说比较高,其完全能够有效的保证数据的有效性。[2]
干法乙炔中试初期,电石消耗计算结果显示干法乙炔工艺电石消耗明显要高于湿法,但是从理论上来说,干法电石的收率要远远的高于湿法。技术人员在实验过程中虽然初步判定是因为电石反应不完全所引起的,但是在实际的实验过程中却缺乏较为有力的数据进行证明。通过对电石渣中生电石含量的分析,进一步证明了该方法在应用过程中的优势,其所检测出的电石渣中生电石的含量与实际生产过程中通过各项参数计算出的电石消耗量时一致的,这也再次说明了此项检测分析对生产真正起到了至关重要的作用。
四、实验中的注意事项
在分析干法乙炔电石渣中生电石的定量對电石消耗进行分析的时候,虽然该方法相较于湿法来说更加的优越,但是在实际的应用过程中也有较多的注意事项:要保证工艺的成熟、实验材料的准备应当充分,最后要选择专业的化工人员进行实验。
总之,在分析干法乙炔电石渣中生电石电量时,借助文中所述方法进行分析准确度比较高,而且使用起来也比较简单的方便,其为干法乙炔工艺的运行提供了大量较为准确的数据,为该方法在后期工艺生产中的应用打下了坚实的基础。而且该方法在使用过程中也有效的节约能源和资源,能够为电石渣的循环利用提供安全数据,为后续的生产作指导。
参考文献:
[1]杨德荣,李树锋,庞锦江.干法乙炔电石渣综合利用生产实践[J].云南冶金.2017,(03):40-42+73.
[2]黄文莉,高卓,孙建国.干法乙炔电石渣中生电石的定量分析[J].聚氯乙烯.2009,(11):35-36+40.
关键词:干法乙炔;电石渣;生电石;定量分析
一、电石渣的产生及环保应用
电石渣是电石(CaC?2)水解取得乙炔时(C2H2)产生的工业废渣。我国煤炭资源、石灰石等资源十分丰富,石油及天然气等资源相对来说比较短缺,采用电石法生产乙炔等化工产品有着十分重要的意义。国外主要采用石油裂解法,但是电石法由于能耗高、污染大,在使用被淘汰的技术。[1]
按照电石水解工艺的不同,目前与湿法乙炔和干法乙炔两种工艺。前者以远大于理论耗水量的水将电石水解,排出的电石渣含水90%以上,经浓缩后水分仍有70%-80%,该法是我国的传统电石水解工艺,干法乙炔工艺采用略多于理论量的水以雾态形式喷在电石粉上使之水解,其产生的电石渣含水量一般10%以内。
电石渣在环保中的应用,近些年来,酸性物质排放导致的环境污染已经引起了社会的广泛关注,而且近些年来,由于二氧化硫排放而导致的酸雨对环境破坏很严重,对排放水体中二氧化硫的治理已成为当前燃煤电厂的重要工作之一,对有害废气的主要处理途径就是进行烟气脱硫。而电石渣在应用过程中则能够作用于烟气脱硫。此外,其还能用于酸性废水处理,工业生产过程中有大量的酸性废水排出,在污水排放前必须经过中和处理擦能实现环境达标,而电石渣中所含有的强碱性,可以用于酸性废水的中和,这样也有助于环境的净化。
二、电石渣中生电石的定量分析方法
1、分析步骤
①首先工作人员需要做好相应的准备工作,需要准确的提取20g电石渣样品,其质量可以记为m?1,将其放入到干燥的已知质量的蒸发皿中,放置到烘箱内,使用(110±2)℃的温度将电石渣样品烘干到恒重,烘烤时间约为2小时左右,将烘干的电石渣取出来放到干燥器内冷却至室温,准确的称取其质量,将其记为m2。
②将讲过上述处理之后的电石渣样品加入少量的水调配成糊状,使样品中的生电石(CaC?2)水解生成Ca(OH)2,然后再将样品放置到烘箱内,使用与上次相同的温度进行二次烘干至恒重,烘干之后,取出样品将其放置到干燥器内冷却至室温,精确的称取其质量为m3。
2、计算方法
在实验过程中CaC2水解反应方程式为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑。
样品中生电石的含量:w(CaC2)=64÷10×(m3-m2)/m1×100%=6.4(m3-m2)/m1×100%。
3、分析方法
①在实验过程中本分析方法使用的是重量法,在分析样品过程时,样品会与空气中的二氧化碳发生反应,造成一定的误差,可以采用空白实验进行消除,具体方法是:仔第一次烘干前给样品价少量水将其调成糊状,作为空白的样品,实验中重复上述分析工程就可以了,而所得到的试样质量分别为:M1、M2、M?3。
②本方法的主要目的就是为了测量样品中CaC2的含量,通过对电石的生产及干法乙炔生产工艺进行分析可以知道,在电视中CaO的质量分数约为10%、CaC2的质量分数约为80%,哟而两者的性质相似,因此,可以将电石的活性成分看作时一体的,写成通式则为8CaC2?CaO,在实验过程中,假设反应过程中组成成分不变,则可以对测定结果进行计算。
③通过上述两点分析,样品中CaC2质量分数的计算公式校正为:w(CaC2)=5.22×()×100%,在该计算公式中M1、M2、M?3为空白实验数据,5.22为修正之后的CaO的系数。
三、分析方法的验证
结合以上实验方法,我们对该方法进行了测试,其测试平行试样实验结果如下表所示。
从上表的数据分析中可以发现,应用该方法所测定的数据最大相对偏差小于4%,平均相对偏差小于2.5%,热情通过二次烘干总质量m3与m3的数据对比分析,也可以发现该方法在进行样品处理时比较完全,通过上表的几种数据对比也可以发现该分析方法的准确度相对来说比较高,其完全能够有效的保证数据的有效性。[2]
干法乙炔中试初期,电石消耗计算结果显示干法乙炔工艺电石消耗明显要高于湿法,但是从理论上来说,干法电石的收率要远远的高于湿法。技术人员在实验过程中虽然初步判定是因为电石反应不完全所引起的,但是在实际的实验过程中却缺乏较为有力的数据进行证明。通过对电石渣中生电石含量的分析,进一步证明了该方法在应用过程中的优势,其所检测出的电石渣中生电石的含量与实际生产过程中通过各项参数计算出的电石消耗量时一致的,这也再次说明了此项检测分析对生产真正起到了至关重要的作用。
四、实验中的注意事项
在分析干法乙炔电石渣中生电石的定量對电石消耗进行分析的时候,虽然该方法相较于湿法来说更加的优越,但是在实际的应用过程中也有较多的注意事项:要保证工艺的成熟、实验材料的准备应当充分,最后要选择专业的化工人员进行实验。
总之,在分析干法乙炔电石渣中生电石电量时,借助文中所述方法进行分析准确度比较高,而且使用起来也比较简单的方便,其为干法乙炔工艺的运行提供了大量较为准确的数据,为该方法在后期工艺生产中的应用打下了坚实的基础。而且该方法在使用过程中也有效的节约能源和资源,能够为电石渣的循环利用提供安全数据,为后续的生产作指导。
参考文献:
[1]杨德荣,李树锋,庞锦江.干法乙炔电石渣综合利用生产实践[J].云南冶金.2017,(03):40-42+73.
[2]黄文莉,高卓,孙建国.干法乙炔电石渣中生电石的定量分析[J].聚氯乙烯.2009,(11):35-36+40.