专利名称：电石、聚氯乙烯、纯碱、氯碱联合节能减排、废渣制碱的装置和方法
技术领域：
本发明属于节能减排、废渣制碱的技术，使电石、聚氯乙烯、纯碱、氯碱的生产成为联 合体，利用电石炉生产的废气煅烧石灰石和乙炔生产的电石渣生产纯碱的装置和方法。
背景技术：
电石生产是个耗能大户，电石炉排放的废气含有一定热值，值得回收利用，废气中的有 效成分是纯碱生产的原料。
以电石为原料生产聚氯乙烯(PVC)排放大量的电石渣，主要成分为氢氧化钙，消耗水源及 资源，不回收利用则污染环境，造成资源浪费。
纯碱生产需要二氧化碳，作为制碱的原料；电石生产中排放的气体的有效成分经过回收 可转换为二氧化碳，用于纯碱生产。
纯碱生产需要氧化钙，作为辅助材料用于与制碱母液中的氯化铵反应，以回收反应过程 中所用的氨。在PVC生产的乙炔发生工段，反应产生含Ca(0H)2的电石泥，可用作为氧化钙应 用，参与母液中的氯化铵反应，从而使得电石渣得到综合利用，使其变废为宝。
发明内容
本发明提出一种多装置联合、综合利用能源和资源、回收废气废渣的方法，并将其成为 纯碱生产的原料，提高了能源利用率，资源及能源得到多级利用，实现减排与增加经济效益 双赢的目的。
本发明的技术方案如下
本发明的联合装置的主要联合体包括石灰石煅烧装置、电石炉、乙炔发生装置、聚氯乙 烯合成装置和纯碱生成装置；其中乙炔发生装置乙炔连接到聚氯乙烯装置，乙炔发生装置的 电石渣连接到纯碱生成装置；电石炉排放气管道连接到石灰石煅烧装置中，石灰石煅烧装置 分解的窑气连接到纯碱装置。
本发明的废渣制碱装置的生产方法，是由纯碱生成装置5通过原盐、石灰窑1导入纯碱 生成装置5的二氧化碳、乙炔发生装置3导入纯碱生成装置5的电石渣合成纯碱。
具体方法如下
石灰窑l用于采用电石炉的废气煅烧石灰石，分解出二氧化碳和生石灰，并通过导管6 将分解出的二氧化碳导入到纯碱装置5中，通过导管7将石灰窑1分解出的生石灰导入到
电石炉2中；电石炉2用于通过碳素材料和石灰窑1导入的生石灰反应生成电石，反应同 时排放出废气，此废气导入石灰窑1作为煅烧石灰石的热源；石灰窑的排放气导入纯碱装 置5中；电石炉2合成的电石通过导管10导入到乙炔发生装置3中，将乙炔发生装置产生 的电石渣通过导管9导入到纯碱装置5中；乙炔发生装置3用于通过电石炉2导入的电石 生成乙炔，并将生成的乙炔通过导管11导入到聚氯乙烯合成装置4中；聚氯乙烯合成装置 4用于通过导管12导入氯碱产生的氯气和氢气，与乙炔反应生成氯乙烯，经过聚合生成聚 氯乙烯。
本发明的效果是本发明利用电石炉的排放气作为石灰窑的热源，石灰窑的排气作为 纯碱的原料；石灰窑产的生石灰作为电石的原料；电石作为乙炔发生的原料，产生的乙炔作 为聚氯乙烯的原料，排出的电石渣作为纯碱生产的辅助材料；有效地电石、聚氯乙烯、纯碱、 烧碱工艺整合，与分别独立开展电石、聚氯乙烯、纯碱、烧碱工艺相比，具有降低工艺投资 成本，减少废液排放、能源多级利用、资源有效利用、提高经济效益的优点。
本发明主要涉及纯碱、电石、PVC、烧碱领域，采用一种联合生产工艺，将电石、聚氯乙 烯、纯碱、烧碱形成联合生产工艺，使电石法PVC生产无废液排放，使电石生产的废气用作 为纯碱原料，是纯碱生产的消耗降低，全方位的降低生产成本，能源多级利用，大幅度减少 温室气体二氧化碳的排放和减少矿山开采，实现环境保护和循环经济。
图1:本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
电石渣综合回收40万吨/年制碱工程为例说明 如图1所示的工艺，40万吨/年电石渣综合回收制碱工程装置，包括电石、聚氯乙烯、
纯碱、氯碱装置，是一个联合的工艺整合体。现将各个独立装置中的原料需要量分析如下 1.氨碱法纯碱生产的基本需要量
1)纯碱生产需要的CaO
氨碱法纯碱生产需要氧化钙，作为辅助材料用于与制碱母液中的氯化铵反应，以回收反 应过程中所用的氨，每吨纯碱需要石灰0.900吨。单独的氨碱法生产厂要配置石灰窑，采用 石灰石与焦炭配比混合煅烧，每吨石灰需要加入100kg的焦炭和1. 3吨的石灰石，经煅烧后 到氧化钙和二氧化碳。其中氧化钙送入蒸熘工段与氯化铵反应，回收氨气；煅烧产生的C02 作为纯碱的原料。
2) 纯碱生产需要的C02
二氧化碳是纯碱生产的原料，每吨纯碱需要窑气1055Nm3/t碱，此时需要对窑气进行除 尘、洗涤净化处理。
3) 纯碱生产需要的盐
盐是纯碱生产的原料，每吨纯碱需要1.60吨盐，此原料需要外购。
2. 电石生产的基本需要量
电石生产需要氧化钙和焦炭，每吨电石需要950kg石灰和600kg焦炭，在电石炉内经电 阻电弧产生的高温转变成电石，同时放出的一氧化碳。
通常，电石生产需要配石灰窑，产生的石灰用于电石生产，石灰窑排出的二氧化碳则被 除尘后排入大气，此时对大气产生污染，并产生温室效应。
3. 聚氯乙烯生产的基本需要量
电石法聚氯乙烯生产需要电石和氯化氢，氯化氢由氯碱装置产生的氯气和氢气 反应得到；电石用来产生乙炔，每吨PVC生产要用1.48吨电石和部分水，产生的乙炔气参 与聚氯乙烯合成，同时伴随产出含Ca(0H)2的电石渣，该电石渣对聚氯乙烯生产是一较大的 问题，如此大的排放量对环境造成污染，对资源构成浪费。
以上产品单品种生产的能耗高，排放量大，污染环境，产品成本高。综合分析上述产品， 认为这些产品之间有共性，有互相关联之处，因此，寻找一种可循环利用的、流程合理、技 术可靠、生产可行的技术方案，达到节能减排、降低成本、保护环境、资源的最大化利用的 目的，形成循环经济产品链。
为此，发明了将电石、聚氯乙烯、纯碱、氯碱装置建成联合体，通过一定的工艺方法和 设备，将生产有机地结合在一起，主要关联体作如下命名
将电石和纯碱生产均需配置的石灰窑采用一个装置，命名为石灰窑1， 将电石装置的电石炉命名为电石炉2， 将聚氯乙烯生产装置的乙炔发生装置命名为乙炔发生3、
将聚氯乙烯装置中的合成装置命名为聚氯乙烯合成4， 将纯碱装置中除石灰窑外的部分命名为纯碱生成装置5.
主要联合体流程为
采用将电石炉2的排放气导入石灰窑1，分解出二氧化碳和生石灰，并通过导管6将分 解出的二氧化碳导入到纯碱装置5中，通过导管7将石灰窑1产出的生石灰导入到电石炉2 中；电石炉2合成的电石通过导管10导入到乙炔发生装置3中，将乙炔发生装置3产生的 电石渣通过导管9导入到纯碱装置5中；乙炔发生装置3生成的乙炔通过导管11导入到聚 氯乙烯合成装置4中；聚氯乙烯合成装置4用于通过导管12导入氯碱产生的氯气和氢气，
与乙炔反应生成氯乙烯，经过聚合生成聚氯乙烯。
通过以上配置可减化生产流程，可将电石及纯碱配套的石灰窑合二为一，减少了纯碱 生产中石灰窑的建设，石灰窑1采用电石炉2的排放气作为热源，可免去纯碱生产中烧石灰 用的焦炭，用石灰窑1产生的石灰去生产电石，电石发气后残留的含Ca(0H)2的电石渣用于 纯碱装置5，这种配置的石灰资源得到了两次利用，减免了电石渣排放；并可免去纯碱生产 中需要的石灰石。
其配套规模为年产45吨电石，可配套30万吨/年聚氯乙烯，40万吨/年纯碱，27万 吨/年氯碱，此时有以下特点
电石法聚氯乙烯的电石渣用作纯碱生产的辅助原料，减少了电石渣的排放。
1. 减少了电石生产装置中石灰窑部分排放的二氧化碳，减少了温室效应，并使其成为纯碱 生产的原料。
2. 40万吨/年纯碱生产装置可省去石灰窑装置，节省6260万元的石灰窑建设投资，并节省 纯碱生产中石灰石50万吨/年的用量。
3. 40万吨/年纯碱生产可节省4万吨/年焦炭。
4. 40万吨/年纯碱装置减少了 40万/年立方米的水量。
5. 可使纯碱生产的成本降低109元/吨(当前价)。
权利要求
1.一种电石渣生产纯碱装置，包括石灰石煅烧装置、电石炉、乙炔发生装置、聚氯乙烯合成装置和纯碱生成装置；其特征是乙炔发生装置乙炔连接到聚氯乙烯装置，乙炔发生装置的电石渣连接到纯碱生成装置；电石炉排放气管道连接到石灰石煅烧装置中，石灰石煅烧装置分解的窑气连接到纯碱装置。
2. 由权利要求1的电石渣生产纯碱装置的生产方法，其特征是纯碱生成装置(5)通过原 盐、石灰窑(1)导入纯碱生成装置(5)的二氧化碳、乙炔发生装置(3)导入纯碱生 成装置(5)的电石渣合成纯碱。
3. 如权利要求2所述的电石渣生产纯碱的方法，其特征是所述的方法如下石灰窑l用于采用电石炉的废气煅烧石灰石，分解出二氧化碳和生石灰，并通过导 管(6)将分解出的二氧化碳导入到纯碱装置(5)中，通过导管(7)将石灰窑(1)分 解出的生石灰导入到电石炉(2)中；电石炉(2)用于通过碳素材料和石灰窑(1)导 入的生石灰反应生成电石，反应同时排放出废气，此废气导入石灰窑(1)作为煅烧石 灰石的热源；石灰窑的排放气导入纯碱装置(5)中；电石炉(2)合成的电石通过导管(10)导入到乙炔发生装置(3)中，将乙炔发生装置产生的电石渣通过导管(9)导入 到纯碱装置(5)中；乙炔发生装置(3)用于通过电石炉(2)导入的电石生成乙炔， 并将生成的乙炔通过导管(11)导入到聚氯乙烯合成装置(4)中；聚氯乙烯合成装置(4)用于通过导管(12)导入氯碱产生的氯气和氢气，与乙炔反应生成氯乙烯，经过 聚合生成聚氯乙烯。
全文摘要
本发明涉及电石、聚氯乙烯、纯碱、氯碱联合节能减排、废渣制碱的装置和方法，利用电石的生产的废气和乙炔生产的电石渣生产纯碱的装置和方法。包括石灰石煅烧装置、电石炉、乙炔发生装置、聚氯乙烯合成装置和纯碱生成装置；其中乙炔发生装置乙炔连接到聚氯乙烯装置，乙炔发生装置的电石渣连接到纯碱生成装置；电石炉排放气管道连接到石灰石煅烧装置中，石灰石煅烧装置分解的窑气连接到纯碱装置。是由纯碱生成装置通过原盐、石灰窑导入纯碱生成装置的二氧化碳、乙炔发生装置导入纯碱生成装置的电石渣合成纯碱。本发明全方位的降低生产成本，能源多级利用，大幅度减少温室气体二氧化碳的排放和减少矿山开采，实现环境保护和循环经济。
文档编号C01D7/00GK101186316SQ20071015018
公开日2008年5月28日 申请日期2007年11月15日 优先权日2007年11月15日
发明者宇 张, 杨克俭, 鹏 程, 胡书亚 申请人:中国天辰化学工程公司