電石法乙炔生產(chǎn)中氣體的凈化

工業(yè)防毒課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目電石法乙炔生產(chǎn)中氣體的凈化學(xué)院班級(jí)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)老師2012.1.5目錄第一章凈化方法概述-1-TOC\o"1-5"\h\z1、吸收的概述 - 1-2、吸收的定義 - 1-3、吸收的分類(lèi) - 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)

第二章吸收的基本理論1、氣液相組成的表示方法 -3-2、吸收過(guò)程的相平衡關(guān)系 -3-3、吸收過(guò)程的機(jī)理——雙膜理論 -5-4、傳質(zhì)過(guò)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、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(lèi)-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(guò)程注意事項(xiàng) -19-參考文獻(xiàn) -21-第一章凈化方法概述?4—1吸收耒盤(pán)圖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(guò)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，混合氣體中易被吸收組分A稱(chēng)為溶質(zhì)，或吸收質(zhì)，難于被吸收的氣體B稱(chēng)為惰性氣體。吸收劑C又稱(chēng)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(guò)程稱(chēng)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(guò)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(guò)程。吸收作為一種單元操作過(guò)程，應(yīng)用于分離混合氣體，近年來(lái)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(guò)程；被溶解的氣體從溶液中釋放出來(lái)的過(guò)程稱(chēng)為解吸。3、吸收的分類(lèi)吸收操作可分為物理吸收和化學(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(chēng)為簡(jiǎn)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(guò)程伴有化學(xué)反應(yīng)時(shí)為化學(xué)吸收?？梢允侨芙獾臍怏w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S02、C02、H2S等過(guò)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(guò)程是個(gè)放熱過(guò)程，若有化學(xué)反應(yīng)存在，還要放出反應(yīng)熱，使得操作溫度升高，這類(lèi)吸收有明顯的溫度變化，稱(chēng)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r;他出口氣體吸收設(shè)備大致可分為塔器和其他設(shè)備。塔器類(lèi)主要包括噴淋塔（俗稱(chēng)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(lèi)：一類(lèi)填料塔、一類(lèi)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(guò)程，以及氣流和液流之間的反應(yīng)過(guò)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(guò)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(guò)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(wú)溢流裝置兩類(lèi)。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(kāi)有篩板或柵縫，氣液兩相逆流通過(guò)時(shí)，形成了氣液的上下穿流，因此又稱(chēng)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(guò)程的進(jìn)行具有靜力學(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(guò)極長(zhǎng)時(shí)間的接觸后才建立起來(lái)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(guò)程的速度，它取決于過(guò)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(zhǎng)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(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性、可反復(fù)利用的長(zhǎng)期吸收分解的凈化氣體方法。缺點(diǎn)：吸收效率凈化效果不是最好，吸收劑可能引起化學(xué)反應(yīng)，帶來(lái)二次有害物質(zhì)，需要較長(zhǎng)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(duì)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)：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：CA=Ga/V摩爾濃度: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(guò)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)，溶液上方吸收質(zhì)的分壓。對(duì)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(guò)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(guò)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(guò)程中溶質(zhì)在氣相中的實(shí)際分壓；P*表示平衡分壓；p>p*時(shí)，溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移，吸收；pVp*時(shí)，溶質(zhì)便由液相向氣相轉(zhuǎn)移，即吸收的逆過(guò)程，稱(chēng)為解吸（或脫吸）。p=p*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。*CP二——H1） 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，kmol/m3；H——溶解度系數(shù)，kmol/pEx2） 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*y-mx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)。￥*mX4）用比摩爾分?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(guò)程的機(jī)理一一雙膜理論吸收是吸收質(zhì)從氣相傳遞到液相的擴(kuò)散過(guò)程。這種物質(zhì)傳遞是通過(guò)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(shì)，該移動(dòng)過(guò)程稱(chēng)為傳質(zhì)過(guò)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))：氣液兩相存在一個(gè)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(guò)氣膜和液膜。相界面處兩相達(dá)平衡，無(wú)擴(kuò)散阻力。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)。氣*膜氣相攔井\%\*憶丹方同A在粗All中的力:圖泌竝示辯圖4、傳質(zhì)過(guò)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(guò)程是借助擴(kuò)散作用實(shí)現(xiàn)的，所以說(shuō)傳質(zhì)過(guò)程的基礎(chǔ)是物質(zhì)的擴(kuò)散，故傳質(zhì)過(guò)程又稱(chēng)為擴(kuò)散過(guò)程。雙膜理論指出吸收質(zhì)經(jīng)過(guò)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。吸收質(zhì)A通過(guò)氣膜的穩(wěn)定擴(kuò)散假定吸收質(zhì)A組分通過(guò)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(guò)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Mi--￡弓（并直—P&）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(lèi)、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；吸收質(zhì)A通過(guò)液膜的穩(wěn)定擴(kuò)散液體中分子擴(kuò)散的速率，是按吸收質(zhì)A通過(guò)相對(duì)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；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(duì)數(shù)平均值，kmol/m35、影響吸收的因素G=KFNC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(wú)因次。(1)濃度差A(yù)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(xiàn)接近橫坐標(biāo)；增加系統(tǒng)的壓力；選擇對(duì)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(wú)論在設(shè)計(jì)或操作過(guò)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。⑶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(duì)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(guò)中間試驗(yàn)或生產(chǎn)設(shè)備實(shí)測(cè)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(duì)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(wèn)題。吸收操作中的化學(xué)反應(yīng)有許多種。對(duì)于比較簡(jiǎn)單而有代表性的兩分子反應(yīng)即：A+B-C,若反應(yīng)產(chǎn)物仍然保留在液相中，其吸收過(guò)程要經(jīng)歷以下五步：1）組分A從氣相主體通過(guò)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。界間 界面\Pl\一3弘_矗相主體%和主悻皴相主煉 昱相主體—鬲一?一A-——盤(pán)一圖4—g物理吸收和化學(xué)駆收的比較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(chē)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)，再經(jīng)電磁除鐵器進(jìn)一步除鐵后傳送至料倉(cāng)。2）乙炔發(fā)生、清凈部分料倉(cāng)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(kāi)上貯斗活門(mén)，將料加至上貯斗，再經(jīng)下貯斗活門(mén)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(lái)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(lái)的水經(jīng)過(guò)水冷卻器用冷凍站來(lái)的5°C水冷卻后回到水環(huán)壓縮機(jī)循環(huán)使用。從氣液分離器出來(lái)的乙炔氣進(jìn)入1#清凈塔，在清凈塔內(nèi)與來(lái)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(lái)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(guò)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5C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(guò)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(chē)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(chǎng)，濃渣漿由發(fā)生器底經(jīng)排渣閥門(mén)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?zhuān)渲瞥?.4?1.7%的堿液，用堿泵打到高位槽，然后與水和來(lái)自氯氣緩沖罐來(lái)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(chēng)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來(lái)的液體進(jìn)入廢次氯酸鈉貯槽，用泵打入發(fā)生器內(nèi)。中和系統(tǒng)濃堿由濃堿槽經(jīng)泵打入中和塔，與水配成14?17%的堿液，該堿液自身循環(huán)使用。當(dāng)NaOHW5%或Na2C03冬季±12%；夏季±14%時(shí)換堿。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(lái)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(rùn)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。S1電石法乙裁生產(chǎn)工藝施程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(0H)2|+C2H2I+127072J副反應(yīng)：CaO+H2O-Ca(OH)2|+62700JMgO+H2O—Mg(0H)2|+40713.2JCaS+2H2O—Ca(OH)2|+H2StCa3P2+6H2O—-3Ca(OH)2|+2PH3tCa3N2+6H2O—-3Ca(OH)2!+2NH3tCa2Si+4H2O—-2Ca(OH)2!+SiH4fCa3As2+6H2O—3Ca(OH)2!+2AsH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(duì)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。有害氣體包括硫化氫、磷化氫、氨氣、氯氣、乙炔等。硫化氫是一種無(wú)色易燃?xì)怏w，引燃溫度260°C，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(wú)色極易燃?xì)怏w，燃點(diǎn)極低，100C時(shí)就能自燃。磷化氫又是一種有類(lèi)似大蒜氣味的劇毒氣體，10mg/m3。接觸6h，有中毒癥狀；409?846mg/m3時(shí)，0.5—lh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(duì)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°C，但在生產(chǎn)中，由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，狀況可能會(huì)下降，無(wú)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^(guò)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(guò)0.08％，硫化氫含量超過(guò)0.15％時(shí)，容易引起自燃爆炸。氣體名稱(chēng)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(lèi)（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+HCl

FeCl3+FeCl3+H2S—FeCl2+S+HCl以烏魯木齊溶解乙炔氣廠(chǎng)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?xún)艋瘎┑膬艋芰χ鸫谓档?。干式凈化具有投資小、設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝操作簡(jiǎn)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(guò)凈化劑，除去S、P進(jìn)入壓縮機(jī)。干式凈化弊大于利，國(guó)內(nèi)溶解乙炔行業(yè)已不采用這種工藝和設(shè)備。（2）濕式凈化鳥(niǎo)魯術(shù)齊溶解乙炔炔氣廠(chǎng)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+H2SO4+H2SSO2+H2O+S可看出在凈化過(guò)程由有酸產(chǎn)生，然后用強(qiáng)堿(NaOH)中和乙炔中的酸：NaOH+H3P04-Na3P04+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(guò)插入酸液中的管道放出，在酸液中連行凈化，然后，經(jīng)過(guò)凈化的乙炔氣再?gòu)膬艋魃喜窟M(jìn)入中和器除去酸液(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(jiǎn)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°C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。L水水申化后的乙按吒JL水水申化后的乙按吒J1—干燦塔；2—W .磯；3—中和確；4—水封器液體噴淋式凈化我國(guó)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以氫氧化鈉為中和劑，中和反應(yīng)為:NaOH+H2SO4—Na2SO4+H2ONaOH+H3P04—Na3P04+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(guò)噴淋器噴下來(lái)，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：①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%,—般在0.085%—0.12%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；②應(yīng)控制碳酸鈉(中和反應(yīng)后產(chǎn)生的鹽)的濃度在10%以?xún)?nèi)，達(dá)到或超過(guò)10%就應(yīng)及時(shí)換堿，因?yàn)樘妓徕c濃度達(dá)到或超過(guò)10%，在1°C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(chǎng)的技術(shù)改造和新建乙炔廠(chǎng)的凈化系統(tǒng)采用此類(lèi)型設(shè)備和工藝將會(huì)取得滿(mǎn)意的效果。凈化后的乙塊芯1—--■潸焙；二清蠟；3—申和塔；4—配劇椿圖\XaClO怯凈北工藝2、凈化工藝的比較干式凈化法優(yōu)點(diǎn)：干式凈化具有投資小、設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝操作簡(jiǎn)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(guò)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?xún)艋瘎┑膬艋芰χ鸫谓档?。?） 濕式凈化優(yōu)點(diǎn)：從工藝上講也有簡(jiǎn)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l°c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(guò)噴淋器噴下來(lái)，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)。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(lái)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(lái)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(guò)程，其反應(yīng)方程式為：

NaClO+PH3—H3P04+NaClNaClO+H2S—H2SO4+NaCl反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生酸，為了除去出口氣體中夾帶的酸霧，凈化塔后再設(shè)中和塔，通過(guò)NaOH溶液的中和，來(lái)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%o—1.2%o，通過(guò)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(guò)液位控制器排出塔外。同樣，經(jīng)凈化塔出來(lái)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%—lO%NaOH)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化過(guò)程。凈化后的乙塊氣1￡1￡|一塔；＜一二清塔匸3—申和塔+|一塔；2—二清塔|一塔；＜一二清塔匸3—申和塔+ffi1ymClO怯冷址H藝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(guò)高，因氧化能力過(guò)強(qiáng)，反應(yīng)過(guò)于激烈，副反應(yīng)多，對(duì)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(shuō)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7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(duì)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+C12—NaCl+NaClO+H2O所用NaOH溶液濃度為1.4?1.7%，配制后酸堿度（PH）控制在7?9。次氯酸鈉是強(qiáng)氧化劑，有強(qiáng)烈刺激性，對(duì)人體有害。表一1.4%?1.7%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

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10ml樣品，注入三角瓶中，加少許水及3?4滴酚酞指示劑，用0.1NHC1標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紅色消失為止，同時(shí)測(cè)定樣品比重dV—滴定消耗HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（ml）N-HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液當(dāng)量濃度（0.1N）1.04—?dú)溲趸c毫克當(dāng)量（克）表二次氯酸鈉有效氯分析換算表Na2S2O3BY(ml)NaClO樣品（％）Na2S2O3BY(ml)NaClO樣品（％）Na2S2O3BY(ml)NaClO樣品（％）0.10.000712.50.017754.90.034790.20.001422.60.018465.00.035500.30.002132.70.019175.10.036210.40.002842.80.019885.20.036920.50.003552.90.020595.30.037630.60.004263.00.021305.40.038340.70.004973.10.022015.50.03905

0.80.005683.20.022725.60.039760.90.006393.30.023435.70.040471.00.007103.40.024145.80.041181.10.007813.50.024855.90.041891.20.008523.60.025566.00.042601.30.009233.70.026276.10.043311.40.009943.80.026986.20.044021.50.010653.90.027696.30.044731.60.011364.00.028406.40.045441.70.012074.10.029116.50.046151.80.012784.20.029826.60.046861.90.013494.30.030536.70.047572.00.014204.40.031246.80.048282.10.014914.50.031956.90.048992.20.015624.60.032667.00.049702.30.016334.70.033377.10.050412.40.017044.80.034087.20.05112續(xù)表二Na2S203BY(ml)NaClO樣品（％）Na2S2O3BY(ml)NaClO樣品（％）Na2S2O3BY(ml)NaClO樣品（％）7.30.051839.80.0695812.30.087337.40.052549.90.0702912.40.088047.50.0532510.00.0710012.50.08875

7.60.0539610.10.0717112.60.089467.70.0546710.20.0724212.70.090177.80.0553810.30.0731312.80.090887.90.0560910.40.0738412.90.091598.00.0568010.50.0745513.00.092308.10.0575110.60.0752613.10.093018.20.0582210.70.0759713.20.093728.30.0589310.80.0766813.30.094438.40.0596410.90.0773913.40.095148.50.0603511.00.0781013.50.095858.60.0610611.10.0788113.60.096568.70.0617711.20.0795213.70.097278.80.0624811.30.0802313.80.097988.90.0631911.40.0809413.90.098699.00.0639011.50.0816514.00.099409.10.0646111.60.0823614.10.100119.20.0653211.70.0830714.20.100829.30.0660311.80.0837814.30.101539.40.0667411.90.0844914.40.102249.50.0674512.00.0852014.50.102959.60.0681612.10.085919.70.0688712.20