方志仿,彭華保

(1.中山市環(huán)境保護科學(xué)研究所,廣東 中山 528400;2.廣東建華管樁有限公司,廣東 中山 528400)

萘系高效減水劑生產(chǎn)的環(huán)境保護

方志仿1,彭華保2

(1.中山市環(huán)境保護科學(xué)研究所,廣東 中山 528400;2.廣東建華管樁有限公司,廣東 中山 528400)

分析了廣東建華管樁有限公司的萘系高效減水劑項目的工藝流程和污染排放及處理措施,認為該項目在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,將生產(chǎn)廢水積極回用于產(chǎn)品中,完全杜絕廢水外排,做到了零排放.

萘系高效減水劑;環(huán)境保護;零排放

萘系高效減水劑[1]是一種混凝土外加劑,化學(xué)名稱為萘磺酸鹽甲醛縮合物,它對于水泥粒子有很強的分散作用.對配制大流態(tài)砼,有早強、高強要求的現(xiàn)澆砼和預(yù)制構(gòu)件,有很好的使用效果,可全面提高和改善砼的各種性能,廣泛用于公路、橋梁、大壩、港口碼頭、隧道、電力、水利及工民建工程,蒸養(yǎng)及自然養(yǎng)護預(yù)制構(gòu)件等[2],因其在克服了一般減水劑易使混凝土坍落度損失增大的缺點而受到廣泛的關(guān)注[3],在我國的混凝土減水劑中使用最廣,用量也最大[4].生產(chǎn)萘系高效減水劑的原材料主要是質(zhì)量分數(shù)為95%工業(yè)萘、98%濃硫酸、37%甲醛、30%～45%燒堿(氯離子含量低于2%)[3]和自來水等.目前國內(nèi)生產(chǎn)萘系高效減水劑的企業(yè)較多,很多企業(yè)因為生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)條件上的差異,均會產(chǎn)生一部分的廢氣、廢水等污染物,如果處理不好,將會給環(huán)境帶來威脅.

廣東建華管樁有限公司是一家生產(chǎn)混凝土管樁的企業(yè),隸屬于建華管樁集團,目前該企業(yè)為了自身的生產(chǎn)需要,引入萘系高效減水劑生產(chǎn)項目.該企業(yè)的減水劑生產(chǎn)項目繼承了建華管樁集團“走正道、負責(zé)任、心中有別人”的經(jīng)營章法[5],將環(huán)保理念貫穿于該項目的整個生產(chǎn)過程,廢水、廢氣基本零排放,基本解決了不污染環(huán)境的目的.本文通過該企業(yè)的環(huán)保問題、環(huán)保處理措施等方面討論萘系高效減水劑生產(chǎn)的環(huán)境保護問題.

1 工藝流程分析

工業(yè)萘經(jīng)計量投入熔萘釜加熱熔化后壓入磺化釜,繼續(xù)加熱至140℃以上滴加98%濃硫酸,在160～165℃進行磺化反應(yīng),生成β-萘磺酸以及少量α-萘磺酸和水.磺化反應(yīng)結(jié)束后將漿料壓入縮合釜,加入適量水,降溫水解.水解完成后滴加37%甲醛與β-萘磺酸縮合,縮合完成后進入中和釜添加堿液,控制漿料的pH值為7～9,即為該企業(yè)所需產(chǎn)品.具體工藝流程見圖1.

圖1 萘系減水劑生產(chǎn)工藝流程

2 污染排放及處理措施分析

2.1 廢氣的產(chǎn)排情況

廢氣主要為工藝尾氣和生產(chǎn)、儲運過程中少量的無組織廢氣.工藝尾氣包括熔萘和磺化工序廢氣、縮合工序廢氣以及中和工序廢氣.

(1)熔萘和磺化工序廢氣.熔萘廢氣和磺化廢氣的主要污染物為萘蒸氣和硫酸霧,通過六級沉降室冷卻結(jié)晶回收萘,再經(jīng)兩級堿噴淋循環(huán)洗滌,以捕獲萘蒸氣、吸收硫酸霧.萘蒸氣、硫酸霧的設(shè)計處理效率分別大于90%和98%,廢氣處理達標(biāo)后由15 m高排氣筒排放到大氣.其處理工藝流程見圖2.

熔萘和磺化過程,反應(yīng)釜升溫時萘和硫酸將產(chǎn)生升華(蒸發(fā)).萘蒸氣經(jīng)過六級沉降室,六級沉降室為六個串連的冷卻室,冷卻室為常溫條件;每個冷卻室設(shè)置一道隔墻,以降低萘蒸氣流經(jīng)沉降室的速度以及延長停留時間,以便萘蒸氣能在沉降冷卻室得到充分冷卻.萘的沸點為217.9℃,沉降室溫度遠低于萘的沸點,萘蒸氣經(jīng)過六級沉降室可被冷卻而產(chǎn)生結(jié)晶,單級沉降室的冷卻結(jié)晶效率大于50%.據(jù)廣東建華管樁有限公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,該公司采用六級沉降室冷凝回收萘50 t/a;硫酸霧經(jīng)兩級堿液噴淋,可被吸收生成硫酸鈉,堿液對于硫酸霧有較高的吸收處理效率,單級吸收效率大于90%.此外,堿液噴淋對萘蒸氣具有一定的冷凝捕獲效率,捕獲效率大于50%.

熔萘、磺化廢氣處理設(shè)施及處理效率見表1.

圖2 熔萘、磺化廢氣處理工藝

表1 熔萘、磺化廢氣處理設(shè)施及處理效率＊ %

(2)縮合工序廢氣.縮合廢氣的主要污染物為硫酸霧、甲醛.縮合廢氣經(jīng)堿性水沖泵噴淋,以捕獲和吸收硫酸霧、甲醛,硫酸霧去除效率大于98%,甲醛處理效率大于96%.縮合廢氣處理達標(biāo)后均由15 m高排氣筒排放到大氣.其處理工藝流程見圖3.

圖3 縮合廢氣處理工藝流程

縮合反應(yīng)過程物料中的硫酸霧、甲醛蒸發(fā)產(chǎn)生縮合廢氣,經(jīng)堿性水沖泵噴淋,廢氣中的甲醛、硫酸霧溶于水,可被水吸收和中和,甲醛、硫酸霧噴淋吸收處理效率大于90%.

縮合廢氣處理設(shè)施及處理效率見表2.

(3)中和工序廢氣.中和廢氣的主要污染物為硫酸霧、甲醛.中和生產(chǎn)工作溫度較低,廢氣直接經(jīng)堿性水沖泵噴淋,以捕獲和吸收硫酸霧、甲醛.中和廢氣處理達標(biāo)后由15 m高排氣筒排放到大氣.其處理工藝流程見圖4.

表2 縮合廢氣處理設(shè)施及處理效率 %

圖4 中和廢氣處理工藝流程

硫酸霧、甲醛均溶于水,經(jīng)堿液噴淋吸收處理,吸收處理效率較高,硫酸霧噴淋吸收處理效率大于95%,甲醛去除效率可以達到90%以上.

為控制廢氣的無組織排放,采取了如下控制措施:①易揮發(fā)原料儲罐在高溫天氣采用水噴淋的降溫措施,減少儲罐區(qū)廢氣無組織排放量;②易升華物料工業(yè)萘儲存于封閉的室內(nèi)倉庫內(nèi),包裝袋破損的工業(yè)萘及時送生產(chǎn)線使用、用密閉包裝袋及時封裝,散落的工業(yè)萘及時清掃送生產(chǎn)線或密閉包裝,工業(yè)萘用包裝袋密封存放;③甲醛、硫酸等液體原料的“跑、冒、滴、漏”,及時用水沖洗,并收集在專用的容器內(nèi),回用于生產(chǎn);④考慮到原料儲罐廢氣的排放尤其是甲醛儲罐進料廢氣的排放對周圍環(huán)境和敏感目標(biāo)的影響,將甲醛儲罐進料廢氣收集并引入縮合廢氣處理裝置噴淋吸收處理,可減少50%以上甲醛無組織排放廢氣.

2.2 廢水的產(chǎn)排狀況

生產(chǎn)管理廢水的主要成分包括原料萘、甲醛、硫酸、中間產(chǎn)物(萘磺酸)和產(chǎn)品,廢氣洗滌廢水中主要成分為原料萘、甲醛、硫酸.這些成分可作為原料進入相應(yīng)的生產(chǎn)過程.因此,生產(chǎn)管理廢水、廢氣洗滌廢水經(jīng)簡單沉淀去除懸浮物后,可循環(huán)利用和作為調(diào)節(jié)產(chǎn)品濃度使用,對于產(chǎn)品生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量基本無影響.循環(huán)水池系統(tǒng)示意圖見圖5.

圖5 循環(huán)水池系統(tǒng)示意圖

熔萘釜中的蒸氣冷凝水以及磺化釜、水解縮合釜、中和釜的冷卻循環(huán)水為10 200 t/a,經(jīng)循環(huán)使用后不作處理,直接用于調(diào)節(jié)產(chǎn)品濃度;尾氣房冷卻循環(huán)水為7 800 t/a,無須處理直接用于調(diào)節(jié)產(chǎn)品濃度;水沖泵循環(huán)稀堿液為3 500 t/a,經(jīng)循環(huán)吸收甲醛后,pH值為8左右,無須處理直接用于調(diào)節(jié)產(chǎn)品濃度;管理用水為200 t/a,經(jīng)收集后無須處理直接用于調(diào)節(jié)產(chǎn)品濃度.

3 結(jié) 語

廣東建華管樁有限公司作為混凝土管樁的專業(yè)生產(chǎn)廠家,其萘系高效減水劑項目主要為該企業(yè)的生產(chǎn)服務(wù).該企業(yè)在減水劑項目的生產(chǎn)中充分貫徹環(huán)保理念,一方面積極控制生產(chǎn)廢氣外排,防止污染環(huán)境;一方面積極做好生產(chǎn)廢水的回用工作,充分利用該項目的產(chǎn)品作為企業(yè)生產(chǎn)原料的優(yōu)勢,在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,將生產(chǎn)廢水積極回用于產(chǎn)品中,完全杜絕廢水外排,做到了零排放,對國內(nèi)企業(yè)的環(huán)境保護具有借鑒意義.

[1] 朱華雄.FDN萘系高效減水劑的合成與應(yīng)用[J].河南化工,2000(3):7-10.

[2] 付典龍,樊耀星.高效減水劑NF對混凝土力學(xué)性能的影響[J].山西建筑,2010,36(22):186-187.

[3] 李平輝,王羅強,劉躍進.萘系高效減水劑的合成與應(yīng)用研究[J].應(yīng)用化工,2009(5):757-762.

[4] 程鵬.萘系高效減水劑生產(chǎn)過程的環(huán)境保護[J].安徽科技,2006(7):42-43.

[5] 陸梅.建華管樁鑄造建筑王國“定海神針”[N].中山日報,2006-01-05(A04).

Environmental Protection in Production of Naphthalene Superplasticizer

FAN G Zhif ang1,PEN G Huabao2

(1.Zhongshan City Environmental Protection Science Institute,Zhongshan 528400,China;2.GuangdongJianhua Pipes Co.,L TD.,Zhongshan 528400,China)

The process,the pollution and treatment measures of the naphthalene superplasticizer project of Guangdong Jianhua Pipes Co.,L TD.,are analyzed.Without affecting the quality of products,the project reuses wastewater for the product,completely eliminates the sewage efflux,and achieves zero sewage discharge.

naphthalene superplasticizer;environmental protection;zero sewage discharge

TU 528.042;X 322

A

1008-9225(2011)04-0007-03

2011-03-15

方志仿(1975-),男,湖北漢川人,中山市環(huán)境保護科學(xué)研究所工程師,碩士研究生.

【責(zé)任編輯:劉乃義】