電石爐氣粉塵的利用方法與流程
2023-11-02 09:00:52 1
本發明涉及電石爐氣粉塵的回收利用技術領域，具體涉及一種電石爐氣粉塵的利用方法。
背景技術：
「十二五」期間，我國電石行業在聚氯乙烯和1,4-丁二醇等下遊行業的快速發展帶動下，各地自我配套的電石項目上馬比較多，電石產能進入飛速增長期。截至2014年末，國內電石企業達到290餘家，產能則達到4183萬噸/年。其中，技術裝備水平高，節能環保效果顯著的密閉式電石爐產能達到3106萬噸/年。採用密閉電石爐生產1噸電石副產爐氣約400Nm3，爐氣中含有質量濃度為130～200g/Nm3的粉塵，因此，電石爐氣粉塵的排放量巨大。
大量被捨棄的電石爐氣粉塵佔用一定土地，並容易對周圍環境造成一定的汙染。並且隨著電石產能規模加大，這種汙染將變得越來越嚴重。如何提高電石爐氣粉塵的綜合利用率及其附加值成為當前亟待解決的關鍵科技問題，隨著電石工業的蓬勃發展，電石爐氣粉塵的處理成為各電石生產企業所面臨的巨大難題，環保要求水平的不斷提高和資源綜合利用技術的發展，使得人們在研究電石產品合理利用的同時，迫切需要進行電石爐氣粉塵處理技術的研究，對電石爐氣粉塵進行高值化的開發利用，以實現資源的綜合利用。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，提供一種電石爐氣粉塵的利用方法。該方法通過將捨棄的電石爐氣粉塵製備為油品精製劑，即減少了對周圍環境的汙染，還提高了資源的利用效率，從而實現了資源的綜合利用。
本發明的目的是通過以下的技術方案實現的：
本電石爐氣粉塵的利用方法，包括以下步驟：
S1：將電石爐氣粉塵與鹼液按照質量比1:0.5～1:3加入混合處理裝置中，進行攪拌浸溶，得到固液混合物；
S2：將所屬固液混合物過濾後得到濾渣，將所述濾渣在700～800℃下燒制活化0.5～2h；
S3：將步驟S2中燒制活化後的濾渣冷卻後，依次用酸液和水洗滌，然後進行烘乾、粉碎和篩分，由此製得多孔材料。
進一步地，步驟S1中，攪拌浸溶的溫度為50～100℃，時間為0.5～2h。
優選地，步驟S1中的鹼液是氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉和碳酸氫鉀中的至少一種與水配成鹼性溶液，且鹼性溶液的重量濃度為20％～50％。
優選地，步驟S3中的酸液是鹽酸、硫酸、硝酸和磷酸中的一種或多種與水配成的酸性溶液，且酸性溶液的重量濃度為1％～8％。
優選地，步驟S3中，經酸液和水洗滌，所得濾渣的PH值為7～9。
優選地，步驟S3中，烘乾是在105～110℃下乾燥後，所述濾渣中水分質量比小於1％。
優選地，步驟S3中，篩分是用150～300目的標準篩篩分。
本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
附圖說明
圖1為根據本發明實施例，電石爐氣粉塵的利用方法的流程圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
電石爐氣粉塵為生產電石時副產的爐氣中攜帶的粉塵，經幹法除塵工藝所得。通常情況下，該電石爐氣粉塵中粒徑小於40μm的佔98％以上，並且孔容大於0.2cm3/g，孔徑小於其中該電石爐氣粉塵主要包括氧化鈣、碳、氧化矽、氧化鋁和氧化鐵等成分。並且，該粉塵的比表面積不足800m2/g，本發明的目的在於通過提高電石爐氣粉塵的比表面積，從而使得該電石爐氣粉塵具有較好的吸附性能，從而可以作為油品精製劑，吸附各種油品中的色素。
下面參考圖1描述根據本發明實施例的電石爐氣粉塵的利用方法。
該電石爐氣粉塵的利用方法包括下述步驟：
S1：將電石爐氣粉塵與鹼液按照質量比1:0.5～1:3加入混合處理裝置中，進行攪拌浸溶，得到固液混合物；
S2：將所述固液混合物過濾後得到濾渣，將所述濾渣在700～800℃下燒制活化0.5～2h；
S3：將步驟S2中燒制活化後的濾渣冷卻後，依次用酸液和水洗滌，然後進行烘乾、粉碎和篩分，由此製得多孔材料；
優選地，根據本發明公開的實施例，在步驟S1中將電石爐氣粉塵與鹼液混合處理並攪拌浸溶，其目的在於將原料通過鹼液進行腐蝕，破壞粉塵表面規則的層面結構，增加原料表面孔的深度和寬度，從而增加其比表面積，進而提高其吸附性。進一步地，該攪拌浸溶的溫度為50～100℃，時間為0.5～2h。
更優選地，步驟S1中的鹼液是氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉和碳酸氫鉀中的至少一種與水配成的鹼性溶液，且該鹼性溶液的重量濃度為20％～50％。
進一步地，步驟S2中燒制活化的目的在於使得該濾渣表面分裂，從而進一步提高其比表面積。
其中，步驟S3中用酸液和水洗滌的目的在於中和上述步驟中產生的鹼性，從而防止製備的產品放入油品中後與油品發生化學反應，汙染油品。其中酸液是鹽酸、硫酸、硝酸和磷酸中的一種或多種與水配成的酸性溶液，且該酸性溶液的重量濃度為1％～8％。
優選地，根據本發明公開的電石爐氣粉塵的利用方法，步驟S3中，經酸液和水洗滌，所得濾渣的pH值為7～9。
進一步地，步驟S3中，烘乾是在105～110℃下乾燥後，該濾渣中水分質量比小於1％。其中，篩分是用150～300目的標準篩篩分，將大的顆粒篩分出去，留下較小的顆粒。
製備出的多孔材料利用色素擴散-吸附原理可以運用在油品的脫色工藝中，該多孔材料的比表面積可達到1700-5500m2/g，孔容大於0.25cm3/g，孔徑小於具體地，利用本發明公開的利用電石爐氣粉塵製備的多孔材料可以應用在汽油、煤油、柴油、潤滑油、生物柴油、植物油和工業費油等油品中。
實施例
以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
本發明採用紫外-分光光度計對油品的吸光值進行測定，然後根據油品脫色前後的吸光值進行計算，其計算式為：
其中：A1為油品脫色前的吸光值，A2為油品脫色後的吸光值。
實施例1：
將電石爐氣粉塵與重量濃度為35％的碳酸鈉按質量比1∶3加入混合處理裝置中，在100℃的溫度下進行攪拌浸溶2h，浸溶結束後進行過濾，將濾渣在700℃的溫度下燒制活化1.5h，冷卻後依次用1％的稀鹽酸洗滌、水洗滌至PH值＝7～9、在105℃下烘乾電石爐氣粉塵水分含量小於1％(重量)、粉碎並用150目標準篩篩分，便製得多孔材料。稱取6g該多孔材料加入100mL的焦化汽油中，在溫度60℃下攪拌精製30min，靜置沉澱1.5h後過濾，即可實現油品的脫色。
經測定，使用該多孔材料，可使汽油的脫色率達96％。
實施例2：
將電石爐氣粉塵與重量濃度為20％的氫氧化鈉按質量比1∶0.5加入混合處理裝置中，在50℃的溫度下進行攪拌浸溶1.5h，浸溶結束後進行過濾，將濾渣在800℃的溫度下燒制活化0.5h，冷卻後依次用8％的稀硫酸洗滌、水洗滌至PH值＝7～9、在110℃下烘乾電石爐氣粉塵水分含量小於1％(重量)、粉碎並用300目標準篩篩分，便製得多孔材料。稱取8g該多孔材料加入100mL的催化裂化柴油中，在溫度85℃下攪拌精製50min，靜置沉澱2h後過濾，即可實現油品的脫色。
經測定，使用該多孔材料，可使柴油或生物柴油的脫色率達93％。
實施例3：
將電石爐氣粉塵與重量濃度為25％的氫氧化鉀按質量比1∶2加入混合處理裝置中，在70℃的溫度下進行攪拌浸溶0.5h，浸溶結束後進行過濾，將濾渣在800℃的溫度下燒制活化2h，冷卻後依次用7％的稀硫酸洗滌、水洗滌至PH值＝7～9、在110℃下烘乾電石爐氣粉塵水分含量小於1％(重量)、粉碎並用200目標準篩篩分，便製得多孔材料。稱取5g該多孔材料加入100mL的航空煤油中，在溫度50℃下攪拌精製50min，靜置沉澱1h後過濾，即可實現油品的脫色。
經測定，使用該多孔材料，可使煤油的脫色率達97％。
實施例4：
將電石爐氣粉塵與重量濃度為50％的碳酸氫鈉按質量比1∶2.5加入混合處理裝置中，在85℃的溫度下進行攪拌浸溶1h，浸溶結束後進行過濾，將濾渣在700℃的溫度下燒制活化1h，冷卻後依次用5％的稀硫酸洗滌、水洗滌至PH值＝7～9、在105℃下烘乾電石爐氣粉塵水分含量小於1％(重量)、粉碎並用250目標準篩篩分，便製得多孔材料。稱取7g該多孔材料加入100mL的生物柴油中，在溫度90℃下攪拌精製40min，靜置沉澱1.5h後過濾，即可實現油品的脫色。
經測定，使用該多孔材料，可使植物油的脫色率達94％。
實施例5：
將電石爐氣粉塵與重量濃度為25％的氫氧化鉀質量比1∶3加入混合處理裝置中，在85℃的溫度下進行攪拌浸溶1.5h，浸溶結束後進行過濾，將濾渣在800℃的溫度下燒制活化1.5h，冷卻後依次用5％的稀硫酸洗滌、水洗滌至PH值＝7～9、在105℃下烘乾電石爐氣粉塵水分含量小於1％(重量)、粉碎並用150目標準篩篩分，便製得多孔材料。稱取6g該多孔材料加入100mL的潤滑油中，在溫度90℃下攪拌精製40min，靜置沉澱1.5h後過濾，即可實現油品的脫色。
經測定，使用該多孔材料，可使潤滑油或工業廢油的脫色率達94％。
本發明與現有技術相比，具有以下優點：
電石爐氣粉塵的預處理、製備工藝簡單，易於控制；
脫色效率高，可達93％以上，精製劑與母液(油品)的分離效果較好；
原料來源廣泛，屬於廢物的深層加工利用，有利於降低製備成本；能充分合理的利用電石爐氣粉塵，既變廢為寶，又可保護環境，符合國家能源資源利用政策，具有重要的經濟、環境和社會效益。
在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。