專利名稱：電石、聚氯乙烯、純堿、氯堿聯(lián)合節(jié)能減排、廢渣制堿的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于節(jié)能減排、廢渣制堿的技術(shù)，使電石、聚氯乙烯、純堿、氯堿的生產(chǎn)成為聯(lián) 合體，利用電石爐生產(chǎn)的廢氣煅燒石灰石和乙炔生產(chǎn)的電石渣生產(chǎn)純堿的裝置和方法。
背景技術(shù)：
電石生產(chǎn)是個(gè)耗能大戶，電石爐排放的廢氣含有一定熱值，值得回收利用，廢氣中的有 效成分是純堿生產(chǎn)的原料。
以電石為原料生產(chǎn)聚氯乙烯(PVC)排放大量的電石渣，主要成分為氫氧化鈣，消耗水源及 資源，不回收利用則污染環(huán)境，造成資源浪費(fèi)。
純堿生產(chǎn)需要二氧化碳，作為制堿的原料；電石生產(chǎn)中排放的氣體的有效成分經(jīng)過回收 可轉(zhuǎn)換為二氧化碳，用于純堿生產(chǎn)。
純堿生產(chǎn)需要氧化鈣，作為輔助材料用于與制堿母液中的氯化銨反應(yīng)，以回收反應(yīng)過程 中所用的氨。在PVC生產(chǎn)的乙炔發(fā)生工段，反應(yīng)產(chǎn)生含Ca(0H)2的電石泥，可用作為氧化鈣應(yīng) 用，參與母液中的氯化銨反應(yīng)，從而使得電石渣得到綜合利用，使其變廢為寶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種多裝置聯(lián)合、綜合利用能源和資源、回收廢氣廢渣的方法，并將其成為 純堿生產(chǎn)的原料，提高了能源利用率，資源及能源得到多級(jí)利用，實(shí)現(xiàn)減排與增加經(jīng)濟(jì)效益 雙贏的目的。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明的聯(lián)合裝置的主要聯(lián)合體包括石灰石煅燒裝置、電石爐、乙炔發(fā)生裝置、聚氯乙 烯合成裝置和純堿生成裝置；其中乙炔發(fā)生裝置乙炔連接到聚氯乙烯裝置，乙炔發(fā)生裝置的 電石渣連接到純堿生成裝置；電石爐排放氣管道連接到石灰石煅燒裝置中，石灰石煅燒裝置 分解的窯氣連接到純堿裝置。
本發(fā)明的廢渣制堿裝置的生產(chǎn)方法，是由純堿生成裝置5通過原鹽、石灰窯1導(dǎo)入純堿 生成裝置5的二氧化碳、乙炔發(fā)生裝置3導(dǎo)入純堿生成裝置5的電石渣合成純堿。
具體方法如下
石灰窯l用于采用電石爐的廢氣煅燒石灰石，分解出二氧化碳和生石灰，并通過導(dǎo)管6 將分解出的二氧化碳導(dǎo)入到純堿裝置5中，通過導(dǎo)管7將石灰窯1分解出的生石灰導(dǎo)入到
電石爐2中；電石爐2用于通過碳素材料和石灰窯1導(dǎo)入的生石灰反應(yīng)生成電石，反應(yīng)同 時(shí)排放出廢氣，此廢氣導(dǎo)入石灰窯1作為煅燒石灰石的熱源；石灰窯的排放氣導(dǎo)入純堿裝 置5中；電石爐2合成的電石通過導(dǎo)管10導(dǎo)入到乙炔發(fā)生裝置3中，將乙炔發(fā)生裝置產(chǎn)生 的電石渣通過導(dǎo)管9導(dǎo)入到純堿裝置5中；乙炔發(fā)生裝置3用于通過電石爐2導(dǎo)入的電石 生成乙炔，并將生成的乙炔通過導(dǎo)管11導(dǎo)入到聚氯乙烯合成裝置4中；聚氯乙烯合成裝置 4用于通過導(dǎo)管12導(dǎo)入氯堿產(chǎn)生的氯氣和氫氣，與乙炔反應(yīng)生成氯乙烯，經(jīng)過聚合生成聚 氯乙烯。
本發(fā)明的效果是本發(fā)明利用電石爐的排放氣作為石灰窯的熱源，石灰窯的排氣作為 純堿的原料；石灰窯產(chǎn)的生石灰作為電石的原料；電石作為乙炔發(fā)生的原料，產(chǎn)生的乙炔作 為聚氯乙烯的原料，排出的電石渣作為純堿生產(chǎn)的輔助材料；有效地電石、聚氯乙烯、純堿、 燒堿工藝整合，與分別獨(dú)立開展電石、聚氯乙烯、純堿、燒堿工藝相比，具有降低工藝投資 成本，減少廢液排放、能源多級(jí)利用、資源有效利用、提高經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明主要涉及純堿、電石、PVC、燒堿領(lǐng)域，采用一種聯(lián)合生產(chǎn)工藝，將電石、聚氯乙 烯、純堿、燒堿形成聯(lián)合生產(chǎn)工藝，使電石法PVC生產(chǎn)無廢液排放，使電石生產(chǎn)的廢氣用作 為純堿原料，是純堿生產(chǎn)的消耗降低，全方位的降低生產(chǎn)成本，能源多級(jí)利用，大幅度減少 溫室氣體二氧化碳的排放和減少礦山開采，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)。


圖1:本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
電石渣綜合回收40萬噸/年制堿工程為例說明 如圖1所示的工藝，40萬噸/年電石渣綜合回收制堿工程裝置，包括電石、聚氯乙烯、
純堿、氯堿裝置，是一個(gè)聯(lián)合的工藝整合體?，F(xiàn)將各個(gè)獨(dú)立裝置中的原料需要量分析如下 1.氨堿法純堿生產(chǎn)的基本需要量
1)純堿生產(chǎn)需要的CaO
氨堿法純堿生產(chǎn)需要氧化鈣，作為輔助材料用于與制堿母液中的氯化銨反應(yīng)，以回收反 應(yīng)過程中所用的氨，每噸純堿需要石灰0.900噸。單獨(dú)的氨堿法生產(chǎn)廠要配置石灰窯，采用 石灰石與焦炭配比混合煅燒，每噸石灰需要加入100kg的焦炭和1. 3噸的石灰石，經(jīng)煅燒后 到氧化鈣和二氧化碳。其中氧化鈣送入蒸熘工段與氯化銨反應(yīng)，回收氨氣；煅燒產(chǎn)生的C02 作為純堿的原料。
2) 純堿生產(chǎn)需要的C02
二氧化碳是純堿生產(chǎn)的原料，每噸純堿需要窯氣1055Nm3/t堿，此時(shí)需要對(duì)窯氣進(jìn)行除 塵、洗滌凈化處理。
3) 純堿生產(chǎn)需要的鹽
鹽是純堿生產(chǎn)的原料，每噸純堿需要1.60噸鹽，此原料需要外購。
2. 電石生產(chǎn)的基本需要量
電石生產(chǎn)需要氧化鈣和焦炭，每噸電石需要950kg石灰和600kg焦炭，在電石爐內(nèi)經(jīng)電 阻電弧產(chǎn)生的高溫轉(zhuǎn)變成電石，同時(shí)放出的一氧化碳。
通常，電石生產(chǎn)需要配石灰窯，產(chǎn)生的石灰用于電石生產(chǎn)，石灰窯排出的二氧化碳則被 除塵后排入大氣，此時(shí)對(duì)大氣產(chǎn)生污染，并產(chǎn)生溫室效應(yīng)。
3. 聚氯乙烯生產(chǎn)的基本需要量
電石法聚氯乙烯生產(chǎn)需要電石和氯化氫，氯化氫由氯堿裝置產(chǎn)生的氯氣和氫氣 反應(yīng)得到；電石用來產(chǎn)生乙炔，每噸PVC生產(chǎn)要用1.48噸電石和部分水，產(chǎn)生的乙炔氣參 與聚氯乙烯合成，同時(shí)伴隨產(chǎn)出含Ca(0H)2的電石渣，該電石渣對(duì)聚氯乙烯生產(chǎn)是一較大的 問題，如此大的排放量對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)資源構(gòu)成浪費(fèi)。
以上產(chǎn)品單品種生產(chǎn)的能耗高，排放量大，污染環(huán)境，產(chǎn)品成本高。綜合分析上述產(chǎn)品， 認(rèn)為這些產(chǎn)品之間有共性，有互相關(guān)聯(lián)之處，因此，尋找一種可循環(huán)利用的、流程合理、技 術(shù)可靠、生產(chǎn)可行的技術(shù)方案，達(dá)到節(jié)能減排、降低成本、保護(hù)環(huán)境、資源的最大化利用的 目的，形成循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品鏈。
為此，發(fā)明了將電石、聚氯乙烯、純堿、氯堿裝置建成聯(lián)合體，通過一定的工藝方法和 設(shè)備，將生產(chǎn)有機(jī)地結(jié)合在一起，主要關(guān)聯(lián)體作如下命名
將電石和純堿生產(chǎn)均需配置的石灰窯采用一個(gè)裝置，命名為石灰窯1， 將電石裝置的電石爐命名為電石爐2， 將聚氯乙烯生產(chǎn)裝置的乙炔發(fā)生裝置命名為乙炔發(fā)生3、
將聚氯乙烯裝置中的合成裝置命名為聚氯乙烯合成4， 將純堿裝置中除石灰窯外的部分命名為純堿生成裝置5.
主要聯(lián)合體流程為
采用將電石爐2的排放氣導(dǎo)入石灰窯1，分解出二氧化碳和生石灰，并通過導(dǎo)管6將分 解出的二氧化碳導(dǎo)入到純堿裝置5中，通過導(dǎo)管7將石灰窯1產(chǎn)出的生石灰導(dǎo)入到電石爐2 中；電石爐2合成的電石通過導(dǎo)管10導(dǎo)入到乙炔發(fā)生裝置3中，將乙炔發(fā)生裝置3產(chǎn)生的 電石渣通過導(dǎo)管9導(dǎo)入到純堿裝置5中；乙炔發(fā)生裝置3生成的乙炔通過導(dǎo)管11導(dǎo)入到聚 氯乙烯合成裝置4中；聚氯乙烯合成裝置4用于通過導(dǎo)管12導(dǎo)入氯堿產(chǎn)生的氯氣和氫氣，
與乙炔反應(yīng)生成氯乙烯，經(jīng)過聚合生成聚氯乙烯。
通過以上配置可減化生產(chǎn)流程，可將電石及純堿配套的石灰窯合二為一，減少了純堿 生產(chǎn)中石灰窯的建設(shè)，石灰窯1采用電石爐2的排放氣作為熱源，可免去純堿生產(chǎn)中燒石灰 用的焦炭，用石灰窯1產(chǎn)生的石灰去生產(chǎn)電石，電石發(fā)氣后殘留的含Ca(0H)2的電石渣用于 純堿裝置5，這種配置的石灰資源得到了兩次利用，減免了電石渣排放；并可免去純堿生產(chǎn) 中需要的石灰石。
其配套規(guī)模為年產(chǎn)45噸電石，可配套30萬噸/年聚氯乙烯，40萬噸/年純堿，27萬 噸/年氯堿，此時(shí)有以下特點(diǎn)
電石法聚氯乙烯的電石渣用作純堿生產(chǎn)的輔助原料，減少了電石渣的排放。
1. 減少了電石生產(chǎn)裝置中石灰窯部分排放的二氧化碳，減少了溫室效應(yīng)，并使其成為純堿 生產(chǎn)的原料。
2. 40萬噸/年純堿生產(chǎn)裝置可省去石灰窯裝置，節(jié)省6260萬元的石灰窯建設(shè)投資，并節(jié)省 純堿生產(chǎn)中石灰石50萬噸/年的用量。
3. 40萬噸/年純堿生產(chǎn)可節(jié)省4萬噸/年焦炭。
4. 40萬噸/年純堿裝置減少了 40萬/年立方米的水量。
5. 可使純堿生產(chǎn)的成本降低109元/噸(當(dāng)前價(jià))。
權(quán)利要求
1.一種電石渣生產(chǎn)純堿裝置，包括石灰石煅燒裝置、電石爐、乙炔發(fā)生裝置、聚氯乙烯合成裝置和純堿生成裝置；其特征是乙炔發(fā)生裝置乙炔連接到聚氯乙烯裝置，乙炔發(fā)生裝置的電石渣連接到純堿生成裝置；電石爐排放氣管道連接到石灰石煅燒裝置中，石灰石煅燒裝置分解的窯氣連接到純堿裝置。
2. 由權(quán)利要求1的電石渣生產(chǎn)純堿裝置的生產(chǎn)方法，其特征是純堿生成裝置(5)通過原 鹽、石灰窯(1)導(dǎo)入純堿生成裝置(5)的二氧化碳、乙炔發(fā)生裝置(3)導(dǎo)入純堿生 成裝置(5)的電石渣合成純堿。
3. 如權(quán)利要求2所述的電石渣生產(chǎn)純堿的方法，其特征是所述的方法如下石灰窯l用于采用電石爐的廢氣煅燒石灰石，分解出二氧化碳和生石灰，并通過導(dǎo) 管(6)將分解出的二氧化碳導(dǎo)入到純堿裝置(5)中，通過導(dǎo)管(7)將石灰窯(1)分 解出的生石灰導(dǎo)入到電石爐(2)中；電石爐(2)用于通過碳素材料和石灰窯(1)導(dǎo) 入的生石灰反應(yīng)生成電石，反應(yīng)同時(shí)排放出廢氣，此廢氣導(dǎo)入石灰窯(1)作為煅燒石 灰石的熱源；石灰窯的排放氣導(dǎo)入純堿裝置(5)中；電石爐(2)合成的電石通過導(dǎo)管(10)導(dǎo)入到乙炔發(fā)生裝置(3)中，將乙炔發(fā)生裝置產(chǎn)生的電石渣通過導(dǎo)管(9)導(dǎo)入 到純堿裝置(5)中；乙炔發(fā)生裝置(3)用于通過電石爐(2)導(dǎo)入的電石生成乙炔， 并將生成的乙炔通過導(dǎo)管(11)導(dǎo)入到聚氯乙烯合成裝置(4)中；聚氯乙烯合成裝置(4)用于通過導(dǎo)管(12)導(dǎo)入氯堿產(chǎn)生的氯氣和氫氣，與乙炔反應(yīng)生成氯乙烯，經(jīng)過 聚合生成聚氯乙烯。
全文摘要
本發(fā)明涉及電石、聚氯乙烯、純堿、氯堿聯(lián)合節(jié)能減排、廢渣制堿的裝置和方法，利用電石的生產(chǎn)的廢氣和乙炔生產(chǎn)的電石渣生產(chǎn)純堿的裝置和方法。包括石灰石煅燒裝置、電石爐、乙炔發(fā)生裝置、聚氯乙烯合成裝置和純堿生成裝置；其中乙炔發(fā)生裝置乙炔連接到聚氯乙烯裝置，乙炔發(fā)生裝置的電石渣連接到純堿生成裝置；電石爐排放氣管道連接到石灰石煅燒裝置中，石灰石煅燒裝置分解的窯氣連接到純堿裝置。是由純堿生成裝置通過原鹽、石灰窯導(dǎo)入純堿生成裝置的二氧化碳、乙炔發(fā)生裝置導(dǎo)入純堿生成裝置的電石渣合成純堿。本發(fā)明全方位的降低生產(chǎn)成本，能源多級(jí)利用，大幅度減少溫室氣體二氧化碳的排放和減少礦山開采，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
文檔編號(hào)C01D7/00GK101186316SQ20071015018
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月15日
發(fā)明者宇 張, 楊克儉, 鵬 程, 胡書亞 申請(qǐng)人:中國天辰化學(xué)工程公司