溶解乙炔生产以电石（CaC2）为原料，与水反应生产乙炔过程中产生的工业废业液，俗称电石渣浆，含水量约92-95%。绝大部分溶解乙炔生产企业对这种电石渣浆的处理方式是将其排入一个水池，自然沉降至含水量约90%，排放到风干池风干，经过一段时间的自然干燥，电石渣浆中水分自然蒸发进入大气。固相干燥后形成固体废渣，其主要成分为Ca(OH)2。近些年来，随着对工业“三废”管理的加强和人们环保意识的提高，加上干电石渣吸水后不易干燥，之地蓬松的特殊性质，其处置因环保原因一直令业内人士头痛。另外，风干过程即损失了大量的水资源，电石渣浆中还溶有大量乙炔气体，因无法分离出来而不能回收利用，继而使溶解在水中的乙炔气体流失。为解决这一问题，可以在渣浆中加入凝结剂，形成滤饼含水量30~35%的半干电石渣，可直接用于生产免烧砖，进而形成连续的规模化生产。
电石-碳化钙
一、过滤工艺的确定与改进
1.电石渣生成原理和渣浆的传统处理方式
简述乙炔生产是以电石为原料，加水生产乙炔气体，主要的化学反应式为：
CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2
实际生产中，一吨电石加水生成约公斤乙炔气体。同事生成约10吨含固量约5~8%的工业废液，即电石渣浆。生成的乙炔气大部分经管道送到压缩工段，部分融在水中随电石渣浆排出。发生器中水的温度一般控制在50°C左右，电石渣浆中溶入的乙炔量约mg/L。进行固液分离，清水循环使用是非常必要的。
目前，多数溶解乙炔厂对电石渣浆的处理是将发生器排出的含水量达95%以上的清电石渣浆经过沉淀后，形成含水量达85~90%的浓浆，浓浆引入干化场经风干，水和溶解在水中的乙炔汽化进入空气，渣浆吸收空气中的二氧化碳，部分可转化为碳酸钙，变成固体，主要的化学反应式为：
Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O
这一转化过程依靠自然干燥，最终形成不流动可运输的含水量约50%的干渣需要约6个月以上时间，干化场要两个，交替使用，月产量在瓶以上的，需要干化场占地8-10亩。
乙炔生产工厂一角
2.过滤工艺设计
常见的固液脱水方式主要有两种：一种是自然风干，一种是机械脱水，机械脱水又分为压滤式脱水和离心式脱水。离心式脱水采用的离心机价格一般昂贵，使用过程中电力消耗大，设备易磨损。压滤式脱水中板框压滤和厢式压滤在化工行业中运用较多，其操作简单，滤饼含固率高。本案例选择采用厢式压滤工艺，达到过滤目的。
大张?-架在主梁上的增强聚丙烯滤板
压滤固液分离的原理是，由滤板排列组成滤室（滤板两侧凹进，每两块滤板组合成一厢形滤室）。滤板表面有麻点和凸台，用以支撑滤布。滤板的中心和边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入悬浮液、洗涤水和引出滤液。滤板两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧滤板。滤板之间的滤布起密封作用。在输料泵的压力作用下，将需要过滤的物料液体送进各滤室，通过过滤介质（根据不同行业选择合适的滤布），将固体和液体分离。在滤布上形成滤渣，直至充满滤室形成滤饼。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至下方出液孔通道集中排出。过滤完毕后，可通入洗涤水洗涤滤渣。洗涤后，还可以通入压缩空气，除去剩余洗涤液。过滤结束后打开压滤机卸出滤饼（滤饼存在于相邻两个滤板之间），清洗滤布，重新压紧滤板开始下一个工作循环。
设计工艺技术方案是：
2.1固液分离
分两步，第一步是发生器产生的电石渣浆送入初级沉淀池沉淀，电石渣浆凝集，初次分离，上层形成清水，下层形成含水量约85%-90%的浓浆用出口压力约0.4MPa的位置可升降的潜水式排污泵送入厢式明流压滤机过滤，完成固相和液相比较彻底地分离，滤饼含水量降至30%-40%,形成半干电石渣，用皮带运输机送入下一道工序利用。实际运行中，初级沉淀池应平行设计：池面较小，深度不少于4m的两个，交替使用，以提高初级沉淀的效果。提高压滤机的工作效率。沉淀池大小以每天消耗每吨电石配置10m3设计，足够一天的量。
2.2液相和气相回收
发生器产生的电石渣浆经初级沉淀后，送入厢式压滤机，过滤，过滤出的清水收集后进入一个水池，用清水泵送入发生器水循环系统供发生器循环使用。此时水中乙炔气饱和，在反应过程中，无乙炔气溶入水中。工艺流程框图如下：
压滤工艺流程框图
3.过滤面积的设计计算
常用计算方法有湿污泥量法，干污泥量法，悬浮物量法。一般采用湿污泥量法，因为数据来源容易且精确。
过滤面积标准：按国际生产制造的压滤机过滤面积每平方米等价于15L固体容积；
压滤前，体积V1，压滤前含水率a=97.5%~99.2%，经验数值；
压滤后，体积V2，压滤后的含水率b=75%；（板框）；
压滤周期，每天压滤次数为t；
含固率平衡法：V1×(1-a)=V2×(1-b)，得出：V2=V1×(1-a)/(1-b);
过滤面积：S=×V2/15/t，带入V2计算结果。依照上述计算S的数值，可选用压滤机的压滤面积。
4.提高过滤效果的改进
大部分电石厂家生产的电石形成的电石渣浆都能取得较好的效果。但对于贵州一带以无烟煤为原料生产的电石形成的渣浆因滤水性差，效果就不尽人意。为了提高渣浆的滤水性，并缩短压滤周期，提高压滤效果，将沉淀池中已抽完净水的浓浆排入另外的沉淀池，以一定方式在浓浆中均匀加入一定量的硫酸作为凝结剂后静置6-15个小时以上，电石渣浆的滤水效果明显变好。经一些案例实践证明，加入一定量的凝结剂使浓浆pH值由13-14降到10-11，静置12小时以上，电石渣浆压滤周期将缩短20%-30%，其主要化学反应式为：
Ca(OH)2+H2SO4=CaSO4+2H2O
电石渣烘干设备
二、主要设备的选择与改进
1.压滤机的选型
压滤机一般可选择板框压滤机或厢式压滤机。板框式压滤机一般用于物料含颗粒物体较少的物料过滤，常用于精细产品的过滤。厢式压滤机单块滤板比板框式滤板厚，厢式压滤机由两块相同的滤板相合而成，两块滤板间在压紧时形成一个滤室用于存放被滤布隔离的颗粒状物体，进料孔在滤板中央。一般用于颗粒状物体比较多的物料，厢式压滤机特点是不宜造成各滤室偏压，从而滤板不宜被损坏，过滤速度快，卸渣方便，过滤压力大，滤饼含液量低，能承受过滤压力最高可达3.0MPa，容易实现自动拉板卸料，应用范围广。
大张?-板框式压滤机
根据上述，结合电石渣浆的过滤量和固含量，其性质如比重，粘性，pH值，腐蚀性，毒性，温度和收集方式；以及滤饼的含水率30%-40%形成半干电石渣、滤饼的收集方式；过滤要求过滤速度快，过滤周期短，容易卸渣的特点，选用厢式压滤机更好，采用明流，无需洗涤。电石渣浆中固相颗粒小，要求滤布目数高，避免形成渗漏。
大张?-明流厢式压滤机
压紧方式采用液压压紧，压力应该在20MPa以上。用手动螺旋、电动螺旋压力较小，滤板与滤板之间容易喷浆。滤板选用增强型聚丙烯板，具有化学性能稳定，优良的耐腐蚀性，无毒无味，重量轻、强度大、韧性好、经久耐用。滤布采用涤纶长纤维材质，耐腐蚀、弹性好、表面光滑、透水性好。压紧方式：采用液压压紧，可实现自动压紧，自动保压，自动退回。拉板方式：采用低启动变频减速机拉板，保证拉板时无冲击，操作简单，性能可靠稳定。
大张?-增强聚丙烯板框滤板
实际生产中以焦煤为原料生产的电石形成的电石渣其滤水性好，以每天消耗每吨电石配置10㎡过滤面积可满足要求。如果是以无烟煤为原料生产的电石形成的电石渣，渣浆中颗粒物粒度明显变小，其滤水性明显较差，以每天消耗每吨电石配置15㎡过滤面积才可满足要求，因压滤周期明显变长，滤饼清理难度加大，采用两台交替使用效果更好。
2.电石渣浆输送设备选择
一般来说，压滤机的供应商推荐采用出口压力为0.6MPa的G型单螺杆泵将浓浆送入厢式压滤机。这种输送设备在试生产时取得了很好的效果。
但随着生产的推进，其表现出三方面缺陷，一是螺杆泵需安装在液面以下，对沉淀时间较长的电石渣浆抽不动，二是电石渣浆中含有部分未反应完全的粒度较大的碳渣的石灰石以及铁块，很容易损坏螺杆泵胶套，大大降低螺杆泵的使用效率和使用寿命。从而使生产成本较高，三是生产一段时间后，滤布逐渐堵塞，经常造成喷浆而大大增加清理滤板的时间，当滤板略有变形时，则无法正常生产。
还有企业采用扬程约60m的各种形式的压滤机专用离心泵，不仅泵本身价格昂贵，这类原因出口压力大，密封装置未得到有效技术突破，使密封件寿命大大缩短而维修费用较高。这两种泵还有个共同的缺点是，泵进口安装在液面以下沉淀池的底部，浓浆沉聚后密度大抽不动。
经过相关企业的摸索和实践，采用流量按滤板面积每平米0.6m3配置，扬程为40m的潜水式排污泵，排污泵出口用耐一定压力的软管与压滤机管道连接，排污泵用一绞绳与滑轮相连，可自由升降。
潜水式排污泵
生产时，排污泵随液面下降而下降，停产时，泵提起离开液面，既避免了排污泵密封件长期浸在水中易受腐蚀，又避免了排污泵放在浓浆底部浓浆沉聚而抽不动，因此可取得较好的技术经济效果。
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