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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:5270
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-02-26 20:43:58
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

基于氨碱法纯碱生产中废液及碱渣的综合利用研究

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 程肖肖
资料简介

摘要:科技的进步,促进工业建设事业得到快速发展。对于工业生产而言在经济发展中也出现了一定的改变,环境保护以及资源合理利用便是最为突出的改变。但是,因为氨碱法在生产过程中会存在比较多的废弃物,如何有效的处理这一些废弃物对于纯碱生产效益有着决定性影响。本文就 基于氨碱法纯碱生产中废液及碱渣的综合利用展开探讨。

基于氨碱法纯碱生产中废液及碱渣的综合利用研究

程肖肖

连云港碱业有限公司 222000

摘要:科技的进步,促进工业建设事业得到快速发展。对于工业生产而言在经济发展中也出现了一定的改变,环境保护以及资源合理利用便是最为突出的改变。但是,因为氨碱法在生产过程中会存在比较多的废弃物,如何有效的处理这一些废弃物对于纯碱生产效益有着决定性影响。本文就基于氨碱法纯碱生产中废液及碱渣的综合利用展开探讨。

关键词:氨碱法;纯碱生产;废液;碱渣;综合利用

引言

在氨碱法纯碱生产过程中,不可避免的会产生大量的废液及碱渣,对环境的污染较为严重,如今对于纯碱生产的要求除了要求其生产能力之外,尽可能降低环境污染也是重要的要求。国内外氨碱厂排放废液及碱渣的方式大多数就是分别排放,尽管在一定程度上解决了环境污染问题,但是却造成了大量的资源浪费,因此对废液及碱渣的综合利用也成为了重点研究内容。

1氨碱法纯碱生产中的废液及碱渣产生原因与主要成分

当前我国在纯碱生产方面的水平已经达到了世界级标准。因为氨碱法在纯碱生产过程中的工艺特征,导致每一生产一吨的纯碱就需要向外排放10m3的蒸馏废液。对于氨碱法纯碱生产工艺而言,其主要步骤为:(1)CO2气与石灰乳的制备;(2)盐水的制备、精制以及吸氨,并获得氨盐水;(3)将氨盐水通过碳酸化方式制作成为重碱;(4)将重碱进行过滤并洗涤;(5)对重碱进行煅烧制作成为纯碱成品;(6)将母液中的氨通过蒸馏回收。为了促使氨可以循环性的使用,需要将过滤重碱所获得的含有氨的滤液和石灰乳进行蒸馏反应,并回收其中的氨,通过蒸馏处理后液体与固态的混合液基本无使用价值,所以被称为废液。另外,对于石灰窑小块的石灰石,生石灰消化后的废渣和各种燃料燃烧之后的灰渣也较多,整体来看,每生产一吨纯碱会有蒸馏废液及碱渣约10m3,其中含有固体废渣约350kg,同时还需要排放0.5m3的废泥,其中含有约100kg的固体废渣。对此,如此庞大的废液及碱渣如果无法及时进行处理和利用,不仅会导致资源的浪费还会形成严重的环境污染。对于氨碱法纯碱生产过程中所形成的废液及碱渣而言,将过滤重碱获得的含氨滤液和石灰乳进行蒸馏反应并回收氨,之后再以蒸馏后的混合液作为废液,废液的PH值约为12,其中成分主要为NaCL为50g/L、CaCL2为110g/L、CaCO3为15g/L、CaSO4为6g/L、CaO为2g/L、Mg(OH)2为5g/L,H2O3为3g/L,酸不溶物为3g/L。通过上述数据,可以基本明确主要的废液成分为CaCL2与NaCL。

2废液及碱渣处理措施

2.1废液的综合利用

2.1.1废液处理工艺

由于纯碱是大宗类的产品,规模交大,目前很多纯碱的生产企业都在沿海进行,主要的目的是的目的是可以出去排放过程中的废渣和废液,那么对于碱渣的处理主要是修建堤坝以及让其自然澄清和碳化,对于废液的处理主要是采用回收和环保工艺,就是常见的废液回收二氯化钙的工艺。

2.1.2废液再制盐

氨碱法纯碱生产中产生的废液中可以选择蒸馏的方式回收其中的物质进行重复利用,一般在废液中可以制得氯化钙和氯化钠,在工厂中较为常见,可以将其废液中的产物返回制碱系统经过再次加工处理,制得的氯化钙可以用于干燥剂和冷冻剂,应用范围较为广泛。

2.1.3用盐水一次泥进行烟气脱硫

我国煤在发电的过程中,脱硫的成本已经是电力行业中不得不考虑的问题,目前我国煤炭在燃烧的过程中,很多锅炉都没有安装脱硫的设备,环境和人体健康受到了极大的威胁,因此导致了很多地区出现了非常恶劣的自然灾害—酸雨。国内外成熟的二氧化硫脱除工艺有十几种,但都需要较高的基建投资和运行费用,许多企业难以承受。如果以废治废,利用一次盐泥资源进行烟气脱硫除尘,既降低了脱硫装置的运行费用,又为盐泥综合利用找到了出路。由于在废液中含有大量的碱液,因此作为中和二氧化硫起到了酸碱中和的作用,而在废液中含有大量的钙离子和镁离子,可以证明这些钙离子和镁离子和硫酸根可以产生沉淀,很好的解决了工业脱硫的问题。

2.2氨碱法纯碱生产中碱渣的综合利用

2.2.1碱渣在建筑方面的综合利用

首先,在土木工程方面的应用。氨碱厂纯碱生产过程中可以对废渣的物化性能进行分析,结果显示废渣无毒性同时通过碳酸化和加固处理之后的废渣承载力可以超过15t/㎡以上,所以在工程中有着一定的应用价值。具体应用中主要是借助添加水泥、黄沙、矿渣以及石豪等配料应用相应的工艺路线,借助专利设备生产建筑用的工程土。其次,在水泥方面方面的应用。废渣作为基料,配置成为石灰饱和系数达到0.95、硅酸盐模数达到2.5的混合原料并进行焙烧,可以制作成为满足国家标准的水泥。在我国天津的碱厂中,生产的废渣水泥产品质量可以达到硅酸盐水泥425号甚至更高的规格,借助技术鉴定可以为工业性生产提供重要的帮助。对此,废渣制作成为水泥的技术是可行的,产品质量可靠同时用途广泛,废渣的消耗用量较大同时工艺设备简单,经济效益虽然不比水泥厂但是社会效益突出,值得推广。在低温水泥和粘合剂方面。近些年许多氨碱厂都在以废渣作为原料,制作成为低温水泥,这一种工艺方式有着比较突出的成效。将废渣通过炉渣粉碎均化之后,加入某一种硫酸盐作为催化剂,从而在600℃环境下焙烧,通过冷却粉碎后可以制作成为水泥熟料,使用方式和硅酸盐水泥有一定差异,其主要是在低温下制作成为砂浆,通过震荡成型并采用压力机制作成为砖块或预制块,借助通入蒸汽在100℃环境下养护数小时,从而获得可以达到400号水泥以上的规格。最后,在碳化砖方面。碳化砖属于采用生石灰、石灰石、炉渣以及氨碱蒸馏废液作为主要原材料,通过加工成型,并在含水控制在4%以下的同时,采用窑气碳酸化处理制作成通用性建筑材料,其特征在于可以就地取材,加工工艺简单同时设备比较简单,成品在抗压性能以及抗折性能方面也比较突出,相对于普通的红砖而言有着明显的优势,但是单一重量比较大。因为采用辅料涉及到CO2,其都是通过纯碱生产过程中的排放气体或废弃物,所以成本也比较低,一般在0.1元左右一块砖,成本只是稍微高于普通红砖,但是使用性能突出,在扩大生产并提升机械化程度之后成本可以得到显著的控制,整体效益理想。

2.2.2碱渣在化工方面的综合利用

碱渣中含有大量的钙离子和镁离子的化合物,对碱渣进行回收处理站会后,可以得到钙镁化工制品,其中的碳酸钙和碳酸镁也可以作为砖石的制造材料,这一技术也经过不断的研发逐渐投入使用。同样,碱渣对于环境保护也有较好的效果,选择碱渣作为脱硫剂,实现对一些化工厂的烟气进行脱硫处理,生成石膏,有效的保护了生态环境。

结语

总而言之,纯碱生产对于我国整体经济效益有着显著推动作用,为了更好的推广和发展氨碱法在纯碱生产方面的作用和价值,做好生产过程中的废渣与废液处理显得非常重要。在具体工作中,我们需要充分理解废液及碱渣的主要形成原因以及主要成分,并借助行之有效的治理与综合利用措施,在解决环境污染问题的同时提高资源的使用价值,做到变废为宝从而提升企业的经济效益,从而推动农业、工业等多产业以及环境生态的共同发展。

参考文献

[1]秦微.电催化氧化处理石化碱渣废液[J].环境工程学报,2016.

[2]刘大成.氨碱法制纯碱废渣制备免烧砖[J].环境工程学报,2016.