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【摘要】本文对电石制乙炔过程中产生的废渣废气处理及再利用，从绿色环保的视角进行分析和探究，如何将废渣废气化害为利。
【关键词】电石 废渣废气处理利用
随着全球工业化的高速发展，环境问题日趋严重，环境污染越来越成为世界各个国家的共同课题之一。化工生产的的污染更不能忽视，目前电石水解生产聚氯乙烯仍广泛应用于生产中，由此产生的副产品废渣废气需及时处理否则将会严重影响环境。
电石水解获取乙炔气后的废渣氢氧化钙为主要成分。C2H2是基本有机合成工业的重要原料之一，以电石为原料，加水（湿法）生成乙炔的工艺简单成熟，至今仍广泛用于工业生产中。C2H2是生产聚氯乙烯原料，按生产经验，每生产1 t PVC产品，排出电石渣浆约20t，电石废渣废气不处理会严重污染环境，笔者从几方面分析阐述废渣废气的处理综合利用，变废为宝。
1.废料处理原因分析
电石乙炔法生产聚氯乙烯产品时，电石加水生成乙炔和氢氧化钙，其主要化学反应式：
CaC2+2H2O= C2H2+Ca（OH）2
在电石和水反应同时，电石中杂质也参与反应生成氢氧化钙和其他气体：
CaO+ H2O=Ca（OH）2
CaS+ 2H2O =Ca（OH）2 +H2S↑
Ca3N2+ 6H2O= 3Ca（OH）2 +2NH3↑
Ca3P2+6H2O= 3Ca（OH）2 +2PH3↑
Ca2Si+4H2O= 2Ca（OH）2 + SiH4↑
Ca3As2+ 6H2O= 3Ca（OH）2 + 2AsH3↑
Ca（OH）2在水中溶解度小，固体Ca（OH）2微粒逐步从溶液中析出。溶液经过聚结、沉淀、失水最后成电石渣浆。电石中不参加反应的固体杂质如矽铁、焦炭等也混杂在渣浆中。副反应产生的气体部分进入乙炔气体，部分溶解在渣浆中。渣浆干电石废渣中主要含Ca（OH）2 ，可以作消石灰的代用品，但当电石废渣含水量>50%时，在运输途中污染路面而带来极大麻烦。因此电石废渣综合利用的关键是控制含水量。含一定水量的电石废渣及渗滤液亦是强碱性，也含有硫化物、磷化物等有毒有害物质，这些S、P等杂质在水解后产生H2S、PH3、NH3、AsH3等，它们会破坏氯乙烯转化触媒的活性，造成触媒的中毒。另外释放也会造成大气污染，危害生物及人类健康。
2.电石渣浆的废渣处理再利用
回收石灰重作电石原料也只能掺入电石不宜过多，因为回收石灰中含硫、磷杂质多，将影响电石质量。
2.1 电石渣代替熟石灰生产环氧丙烷。环氧丙烷是一种重要的化工原料，以丙烯、氧气和熟石灰为原料的氯醇化法生产环氧丙烷工艺过程中需要大量的熟石灰。丙烯气、氯气和水在反应器中发生化学反应生成氯丙醇，氯丙醇与经过处理后的电石渣（Ca（OH）2）混合发生皂化反应生成环氧丙烷。由于电石渣中Ca（OH）2的质量分数高达90%以上，而国内熟石灰中Ca（OH）2的平均质量分数仅为65%，而且其中未反应的固体杂质处理量比用熟石要少得多。利用电石渣生产环氧丙烷，不仅充分利用电石渣资源，而且生产的环氧丙烷质量稳定，实现了变废为宝的目的。
2.2 电石废渣代替石灰石制水泥。利用电石渣生产水泥，是近年来PVC生产厂为彻底解决电石渣污染问题，所采取的投资最多规模很大的技术措施。
2.3 用电石渣代替石灰生产氯酸钾（KClO3）。用电石渣代替石灰生产氯酸钾，其过程是：先将电石渣浆中的杂质除去后，得到浓度为12%的乳液，将电石渣乳液送至反应器并通入氯气、氧气。在反应器内，Ca（OH）2与Cl2 、O2发生反应生成Ca（ClO3）2 ，去除游离氯后，再除去固体物，将所得溶液与KCl进行复分解反应生成KClO3溶液，制得产品氯酸钾（KClO3）。其反应式是：
Ca（OH）2+Cl2+ O2=Ca（ClO3）2+H2O
Ca（ClO3）2 + KCl=KClO3+CaCl2
反应结果生成了盐类化合物，减少了电石废渣对环境造成的危害，实现了综合利用电石废渣的目的。
3.乙炔气中废气处理
电石清液一般都含有硫、磷、砷等，排放时污染严重，若想再利用或直接排放必须先进行脱硫处理。用活性炭吸附法回收尾气中的氯乙烯，吸附效率较高，操作还算简单是一种较好的方法。采用次氯酸钠溶液做清净剂将杂质除去。在湿法产生乙炔时，产生的H2S大部分被上清液吸收，干法乙炔工艺中没有电石渣浆上清液的产生，粗乙炔气体中H2S含量相对增高，需加大清净剂用量。液体清净剂次氯酸钠溶液浓度和PH值的选择，要考虑到清净效果及安全因素两个面。乙炔生产时以有效氯质量分数为0.085%～0.120%的次氯酸钠溶液做清净剂，以氧化除去乙炔气体中的H2S、PH4等杂质。清净后产生的废次氯酸钠中S、P含量和COD含清净过程中产生的磷酸，硫酸等由以后的碱洗过程予以中和为盐类，同废碱液排出。电石中杂质气体的有效处理能很大程度降低废气对大气污染，减少危害。
结束语 有效利用电石废渣，处理废气，不但能带来良好的经济效益，更重要的是改善环境污染，目前已有一些成功经验，希望继续研究和推广实现变废为宝。但是要真正做到彻底治理综合利用零污染还需要继续作大量的研究开发工作。
参考文献
[1]朱庚申.环境保护基础.第1版，中国环境科学出版社， 2005年
[2] 汪秋安.有机化学实验室技术手册.化学工业出版社，2012年
[3] 李朝阳， 周军等. 干法与湿法乙炔发生工艺的对比与改进.《聚氯乙烯》，2012年11期
[4] 郑健.液氯液化尾气合成氯化氢生产氯乙烯.《中国氯碱》， 2010年第1期
【关键词】电石 废渣废气处理利用
随着全球工业化的高速发展，环境问题日趋严重，环境污染越来越成为世界各个国家的共同课题之一。化工生产的的污染更不能忽视，目前电石水解生产聚氯乙烯仍广泛应用于生产中，由此产生的副产品废渣废气需及时处理否则将会严重影响环境。
电石水解获取乙炔气后的废渣氢氧化钙为主要成分。C2H2是基本有机合成工业的重要原料之一，以电石为原料，加水（湿法）生成乙炔的工艺简单成熟，至今仍广泛用于工业生产中。C2H2是生产聚氯乙烯原料，按生产经验，每生产1 t PVC产品，排出电石渣浆约20t，电石废渣废气不处理会严重污染环境，笔者从几方面分析阐述废渣废气的处理综合利用，变废为宝。
1.废料处理原因分析
电石乙炔法生产聚氯乙烯产品时，电石加水生成乙炔和氢氧化钙，其主要化学反应式：
CaC2+2H2O= C2H2+Ca（OH）2
在电石和水反应同时，电石中杂质也参与反应生成氢氧化钙和其他气体：
CaO+ H2O=Ca（OH）2
CaS+ 2H2O =Ca（OH）2 +H2S↑
Ca3N2+ 6H2O= 3Ca（OH）2 +2NH3↑
Ca3P2+6H2O= 3Ca（OH）2 +2PH3↑
Ca2Si+4H2O= 2Ca（OH）2 + SiH4↑
Ca3As2+ 6H2O= 3Ca（OH）2 + 2AsH3↑
Ca（OH）2在水中溶解度小，固体Ca（OH）2微粒逐步从溶液中析出。溶液经过聚结、沉淀、失水最后成电石渣浆。电石中不参加反应的固体杂质如矽铁、焦炭等也混杂在渣浆中。副反应产生的气体部分进入乙炔气体，部分溶解在渣浆中。渣浆干电石废渣中主要含Ca（OH）2 ，可以作消石灰的代用品，但当电石废渣含水量>50%时，在运输途中污染路面而带来极大麻烦。因此电石废渣综合利用的关键是控制含水量。含一定水量的电石废渣及渗滤液亦是强碱性，也含有硫化物、磷化物等有毒有害物质，这些S、P等杂质在水解后产生H2S、PH3、NH3、AsH3等，它们会破坏氯乙烯转化触媒的活性，造成触媒的中毒。另外释放也会造成大气污染，危害生物及人类健康。
2.电石渣浆的废渣处理再利用
回收石灰重作电石原料也只能掺入电石不宜过多，因为回收石灰中含硫、磷杂质多，将影响电石质量。
2.1 电石渣代替熟石灰生产环氧丙烷。环氧丙烷是一种重要的化工原料，以丙烯、氧气和熟石灰为原料的氯醇化法生产环氧丙烷工艺过程中需要大量的熟石灰。丙烯气、氯气和水在反应器中发生化学反应生成氯丙醇，氯丙醇与经过处理后的电石渣（Ca（OH）2）混合发生皂化反应生成环氧丙烷。由于电石渣中Ca（OH）2的质量分数高达90%以上，而国内熟石灰中Ca（OH）2的平均质量分数仅为65%，而且其中未反应的固体杂质处理量比用熟石要少得多。利用电石渣生产环氧丙烷，不仅充分利用电石渣资源，而且生产的环氧丙烷质量稳定，实现了变废为宝的目的。
2.2 电石废渣代替石灰石制水泥。利用电石渣生产水泥，是近年来PVC生产厂为彻底解决电石渣污染问题，所采取的投资最多规模很大的技术措施。
2.3 用电石渣代替石灰生产氯酸钾（KClO3）。用电石渣代替石灰生产氯酸钾，其过程是：先将电石渣浆中的杂质除去后，得到浓度为12%的乳液，将电石渣乳液送至反应器并通入氯气、氧气。在反应器内，Ca（OH）2与Cl2 、O2发生反应生成Ca（ClO3）2 ，去除游离氯后，再除去固体物，将所得溶液与KCl进行复分解反应生成KClO3溶液，制得产品氯酸钾（KClO3）。其反应式是：
Ca（OH）2+Cl2+ O2=Ca（ClO3）2+H2O
Ca（ClO3）2 + KCl=KClO3+CaCl2
反应结果生成了盐类化合物，减少了电石废渣对环境造成的危害，实现了综合利用电石废渣的目的。
3.乙炔气中废气处理
电石清液一般都含有硫、磷、砷等，排放时污染严重，若想再利用或直接排放必须先进行脱硫处理。用活性炭吸附法回收尾气中的氯乙烯，吸附效率较高，操作还算简单是一种较好的方法。采用次氯酸钠溶液做清净剂将杂质除去。在湿法产生乙炔时，产生的H2S大部分被上清液吸收，干法乙炔工艺中没有电石渣浆上清液的产生，粗乙炔气体中H2S含量相对增高，需加大清净剂用量。液体清净剂次氯酸钠溶液浓度和PH值的选择，要考虑到清净效果及安全因素两个面。乙炔生产时以有效氯质量分数为0.085%～0.120%的次氯酸钠溶液做清净剂，以氧化除去乙炔气体中的H2S、PH4等杂质。清净后产生的废次氯酸钠中S、P含量和COD含清净过程中产生的磷酸，硫酸等由以后的碱洗过程予以中和为盐类，同废碱液排出。电石中杂质气体的有效处理能很大程度降低废气对大气污染，减少危害。
结束语 有效利用电石废渣，处理废气，不但能带来良好的经济效益，更重要的是改善环境污染，目前已有一些成功经验，希望继续研究和推广实现变废为宝。但是要真正做到彻底治理综合利用零污染还需要继续作大量的研究开发工作。
参考文献
[1]朱庚申.环境保护基础.第1版，中国环境科学出版社， 2005年
[2] 汪秋安.有机化学实验室技术手册.化学工业出版社，2012年
[3] 李朝阳， 周军等. 干法与湿法乙炔发生工艺的对比与改进.《聚氯乙烯》，2012年11期
[4] 郑健.液氯液化尾气合成氯化氢生产氯乙烯.《中国氯碱》， 2010年第1期