干法电石渣性质分析及乙炔气逸出行为研究

牟秀娟，朱干宇，颜坤，赵立文，李少鹏，李会泉，4，孙国新

（1 济南大学化学化工学院，山东济南250022； 2 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室，湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室，北京100190； 3 昆明理工大学冶金与能源工程学院，云南昆明650093；4 中国科学院大学化学工程学院，北京100049）

引 言

聚氯乙烯（PVC）是一种应用广泛的化工产品，主要用于建筑材料、管材、薄膜、电线电缆等方面，我国PVC 产能占全世界60%以上，2019年总产能达到2498×104t/a[1]。电石渣是聚氯乙烯行业电石法制乙炔气过程产生的废渣，生产1 t PVC约排放电石渣1.5～1.9 t（干基）[2]，造成国内电石渣年产生量达到3000×104t/a。电石渣主要成分为Ca(OH)2及少量，粒径一般小于200 μm[5−6]，易于扬尘造成大气及粉尘污染，此外电石渣利用率较低，大量堆存造成钙资源的浪费[7]，而电石渣的规模化消纳与有效利用将促进上游产业的绿色持续发展。

电石制备乙炔气的反应原理如式(1)所示：

电石与水反应生成乙炔气，依据过程中添加水量的不同，可分为干法和湿法两种工艺。传统过程主要采用湿法工艺，通过添加过量水促使电石完全反应，产生质量分数约为20%的电石渣浆液，但该过程水资源消耗量大，产生的渣浆难以处理；近些年乙炔气制备逐渐以干法过程为主，通过配比适量水与电石反应，减少耗水量，形成的电石渣以固体形式存在，更利于存储、运输及应用[8−9]。从式（1）中可以看出电石渣的主要成分是氢氧化钙，针对电石渣的资源化利用已有较多人开展了相关的研究工作，主要包括生产水泥、建筑砌块及保温材料等建筑材料[10−13]，活性氧化钙[14]、纳米硅酸钙[15]等化工原材料[16−19]，以及工业废水和烟气脱硫的环保治理[20−22]。……