化工制药工艺残渣燃烧过程固氯分析

1、    化工制药工艺残渣燃烧过程固氯分析    陶晓峰+施长义摘 要：化工残渣中所含的有机氯在燃烧过程中基本上以氯化氢形式释放，添加氧化钙能有效地抑制氯化氢的生成，研究表明化工残渣有较高的燃烧热值，混入木屑及煤分别对化工残渣的挥发份阶段和碳固定燃烧阶段起到明显助燃效果，本文重点就化工制药工艺残渣燃烧过程固氯进行了分析和探讨。关键词：化工制药；工艺残渣；过程固氯近几年，化工厂生产所残留的化学物质对环境造成的影响越来越明显，焚烧是处理化学残留物质最直接的方式，不过这种处理方法对生态环境不利，且焚烧的热量也无法得到合理利用。 现阶段，人们已经发现，利用废弃物，

2、可对衍生燃料进行制备，一般而言，衍生燃料可以单独燃烧，也可同其他燃料混合燃烧，除此之外，它还能够气化制气，有利于气体的运输与保存。本文通过建立实验，进而探讨化工制药工艺燃烧的具体过程。实验中所取的样品由某省的某化工厂提供，对物质进行减蒸工艺后，形成黑固体残渣，残渣呈现为半固体状，这些黑色残渣就是本次实验中的样品，对分析原料的组成及其生产工艺后，发现残渣中包含大量有机氯化物，需要对样品去水。试样燃烧过程中，探究氯化氢溶度，根据p=（a-b）/a×100%计算经过燃烧后的灰渣热灼减率。一、试验装置及方法试验装置采用固定床石英玻璃管，其长度与管径参数为500mm、25mm，反应管中间安装有

3、高l0mm的耐高温陶瓷芯片。试验进行时将采集来的样品放置于该芯片上，通过热电偶温控仪对其进行加热，使用氢氧化钠溶液吸收排放的氯化氢气体.进而通过排放出的氯化氢的总量检测固氯效果。首先，通过分析化工制药原材料和生产工艺采集含有氯化物残渣的氯化物样品；其次，将0.59样品进行去水处理后，放入温度在105左右的恒温箱进行干燥，5h后取出样品将其研磨成细颗粒状备用；最后将研磨后的样品放入试验装置中进行加热处理。加热时会从样品中释放氯化氢气体，被氢氧化钠溶液吸收后使用离子色谱仪对试验结果进行定量分析，然后计算释放出的氯的量。二、试验结果分析（一）吸收剂对固氯效果的影响试验中使用碳酸钙，氧化钙作为固氯的试

4、剂，通过以下化学反应实现了固氯的效果。2hci+caocacl2+h2o （g） （1）2hci+caco3cacl2+co2（g）+h2o（g） （2）其中化学反应（1）是可逆反应，而且当温度高于700时会发生化学反应cac03cao+co2，因此为了避免该反应对固氯效果判定的干扰试验时将温度保持在700以下。为了研究碳酸钙，氧化钙加入量对样品释放氯化氢量的影响.通过试验对该项问题进行对比分析，通过记录的试验数据来看在同等试验条件下碳酸钙的固化效果没有氧化钙效果好，而且随着固化剂量的增加，固化效果得到明显增强，主要表现为氧化钙与样品质量之比为0.8时，固氯效果高达97%，碳酸钙与样品质量之比

5、为2.0时，固氯效果为76%。之后随着固化剂量的增加固化率保持平稳。（二）温度对固氯效果的影响参考上述试验氧化钙、碳酸钙与样品质量比分别为0.8、2.0时具有较好固氯效果的事实，研究该条件下温度对固氯效果的影响。试验时保持100c/min的升温速率，且空气流速为每分钟100ml，统计试验结果可知当试验温度由550到650时，测量反应器中氯化氢的量非常小，说明此条件下碳酸钙与氧化钙的固氯效果较好。继续提高实验温度至700时，对反应器中氯化氢浓度进行测量，发现此时氯化氢具有较高浓度，说明该温度条件下固氯剂的固氯性能较差。造成这种结果出现的原因在于：固氯化学反应（1）是可逆反应，当试验温度达到700

6、时.部分氯化钙会重新分解为生产氯化氢。另外，试验时发现当温度升高到750时，样品处于熔融状态，使其与固氯剂结合在一起，不利用反应的有效进行。（三）木屑对固氯效果的影响试验时为了增强样品的可燃性与热值，使用木屑作为试验进行的助燃剂，分别按照氧化钙：样品：木屑=0.8：1：3（条件1）以及碳酸钙：样品：木屑=3：1：2（条件2）的条件进行研究。试验条件同样保持10每分钟的速率，空气流速为每分钟100ml，统计试验结果发现条件1的固氯效率为98%，条件2的固氯效率为78%。经仪器测定木屑在温度340和450时分解程度达到峰值。而这两个温度并未达到样品热分解峰值温度（样品热分解达到峰值的温度为560，

7、因此试验加热时木屑首先分解，而且分解过程产生的热量时样品的局部温度得到提高，一定程度上促进了样品的分解，虽然此时样品的整体温度并未提高，主要因为木屑放出的热量促进了气固吸收反应的发生。使用热重分析仪对试验混合物进行检测，发现当试验温度达到560时木屑的存在使样品的热分解峰值变小，该试验说明将木屑作为助燃剂加人.的确一定程度上促进了样品的分解。三、结束语本次实验中选择木屑作为助燃剂， 它属于固体废气物燃料，其热值较高，几乎是残渣的两倍，通过试验统计结果分析，化工制药工艺残渣燃烧时含有的氯元素主要以氯化氢的形式释放出来，而且随着试验温度的增加氯化氢释放速率明显提高。在550温度条件下，释放达到最大值：试验时加入氧化钙或碳酸钙能够达到较好的固氯效果，不过在同等条件下碳酸钙的固氯效果稍差。当氧化钙与样品质量之比为0.8时.固氯效率高达97%，而碳酸钙与样品质量之比为2时，固氯效率为76%，如果继续增加固氯的量，固氯效率保持稳定：当试验温度超过650%时，固氯效果反而变差.主要因为固氯时发生的化学反应为可逆反应，温度升高反而会重新生成氯化氢：同时向样品中添加木屑一定程度提高固氯效果。参考文献：1王兢.工业固体废弃物加固氯盐渍土的试验研究j.中外公路，2013.2吴丽萍.可燃固废复合燃料的固硫固氯效果j.环境工程学报，2014. 企业文化·中旬刊2015年6期企业文化·中