PVC生产原料乙炔净化废硫酸资源化利用技术研究

摘要

聚氯乙烯(PVC)是一类重要的有机聚合物，在化工、电力、建筑等多个行业有着广泛应用。目前电石法是较为成熟的PVC原料乙炔生产技术，但是环境污染治理相对滞后，其中乙炔净化工段产生的废硫酸由于组分复杂，治理难度极大。如何实现废硫酸的无害化、减量化及资源化利用成为PVC产业清洁生产的关键。本文以陕北某化工企业产生的废硫酸为研究对象，深入探讨了废硫酸直接制备石膏品质较差难以利用的根本原因，提出了一条切实可行的废硫酸处理及其资源化制备石膏工艺路线，论文的主要研究内容和结果如下:
　　(1)对废硫酸进行了物性分析，并对固相和液相杂质进行了元素分析。通过对比实验发现固体不溶物及有机物是造成废硫酸所制石膏品质较差的主要原因。利用过滤和加热等方式对废硫酸进行处理，并探讨了影响废硫酸品质的关键影响因素。经过过滤-热处理-过滤三步法处理后，废硫酸酸度升高25.0％，固体悬浮物含量降低95.3％，COD含量降低78.8％。由此可见，过滤-热处理-过滤是提高废硫酸纯度的有效方法。
　　(2)制备了四组石膏样品，通过元素分析、XRD、TG-DSC以及标准重量法对对石膏组成进行了分析。研究表明，处理后废硫酸制备的石膏样品中CaSO4·2H2O含量可达到96.7％。分别考察了1～5％石膏掺量对水泥凝结时间、安定性、抗折强度、抗压强度的影响规律。与原料废硫酸制备的石膏相比，使用处理后废硫酸制备的石膏可使水泥3d和28d强度指标得到大幅度提升。同时对处理后的废硫酸和电石渣制备石膏工艺条件以及放大效应进行了深入研究。
　　(3)在陕北某化工企业建立了一套废硫酸处理及石膏制备系统。随机抽取7组石膏产品进行了分析，实验结果表明石膏产品中CaSO4·2H2O含量高于95.8％。分别取不同批次石膏制备水泥样品，并对水泥性能参数进行了测试，结果表明水泥各项性能指标均比较稳定，且达到水泥32.5等级强度的要求。废硫酸制备石膏生产工艺稳定，且产品品质较好，具有较强推广应用价值。

目录

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摘要

缩略语对照表

第一章 绪论

1．1 我国PVC工业的简介

1．2 电石法乙炔的生产工艺

1．2．1 湿法乙炔工艺

1．2．2 干法乙炔工艺

1．3 电石法乙炔的清净工艺

1．3．1 次氯酸钠清净乙炔工艺

1．3．2 浓硫酸清净乙炔工艺

1．4 废硫酸的处理技术

1．4．1 浓缩法

1．4．2 高温裂解再生法

1．4．3 生产化肥

1．4．4 萃取法

1．4．5 化学氧化法

1．4．6 中和法

1．4．7 其他方法

1．5 本文的主要工作

第二章 实验部分

2．1 实验原料与仪器

2．2 石膏样品表征及组成分析

2．3 水泥性能分析

第三章 废硫酸组成分析及处理技术研究

3．1 原料废硫酸组成

3．1．1 废硫酸物理性质

3．1．2 废硫酸液相组成分析

3．1．3 废硫酸固相组成分析

3．2 废硫酸直接制备石膏品质较差原因探索

3．2．1 不同原料制备石膏实验

3．2．2 废硫酸中杂质对石膏品质的影响

3．3 废硫酸处理关键影响因素研究

3．3．1 过滤次数对悬浮物去除的影响

3．3．2 热处理温度对悬浮物去除的影响

3．3．3 热处理时间对悬浮物去除的影响

3．3．4 废硫酸处理效果

3．4 本章小结

第四章 废硫酸制备石膏品质及工艺研究

4．1 废硫酸制备石膏样品

4．2 废硫酸制备石膏样品表征及组成

4．2．1 石膏样品元素分析

4．2．2 石膏样品XRD分析

4．2．3 石膏样品TG-DSC分析

4．2．4 石膏样品组成

4．3 废硫酸制备石膏对水泥性能的影响

4．3．1 石膏掺量对水泥标准稠度用水量的影响

4．3．2 石膏掺量对水泥凝结时间的影响

4．3．3 石膏掺量对水泥体积安定性的影响

4．3．4 石膏掺量对水泥强度的影响

4．4 废硫酸制备石膏工艺条件研究

4．4．1 反应终点pH值对石膏组成的影响

4．4．2 搅拌速度对石膏组成的影响

4．4．3 电石渣浆液浓度对石膏组成的影响

4．4．4 酸浓度对石膏组成的影响

4．4．5 原料投加量对石膏组成的影响

4．5 本章小结

第五章 废硫酸资源化利用技术开发及应用

5．1 废硫酸制备石膏技术工艺路线

5．2 废硫酸制备石膏技术应用结果

5．3 本章小结

论文总结与展望

参考文献

致谢