鹽酸生產(chǎn)工藝(鹽酸生產(chǎn)工藝流程工廠案例)
鹽酸生產(chǎn)工藝流程工廠案例
在低速 低續(xù)航的電動(dòng)車上,我支持鉛酸電池.因?yàn)楦踩?/p>
綜合使用成本:
鉛酸電池價(jià)格便宜壽命短, 鋰電池貴,但是可以多用幾年。綜合使用成本應(yīng)該差不多。
能量密度:
同樣續(xù)航的鉛酸電池重一些,鋰電輕一些。
安全性:
最重要的一點(diǎn)我認(rèn)為鉛酸電池更安全皮實(shí),汽車引擎的啟動(dòng)電瓶都是鉛酸電池。因?yàn)橐透叩蜏仡嶔さ葠毫迎h(huán)境。
鋰電池 在過(guò)充,高溫的時(shí)候會(huì)有起火燃燒的可能,而鉛酸電池只會(huì)鼓包壞掉不會(huì)燃燒。
特斯拉 和 波音客機(jī)的鋰電池都有燃燒的案列。
鹽酸生產(chǎn)工藝流程工廠案例分析
在氯乙烯合成過(guò)程中為了能使乙炔反應(yīng)完全,通常氯化氫過(guò)量,過(guò)量的氯化氫采用水洗的方法去除,而產(chǎn)生廢鹽酸,一般生產(chǎn)一噸聚氯乙烯產(chǎn)生 60 公斤左右。目前采用鹽酸脫吸技術(shù)可回收氯化氫而廢水循環(huán)利用。氯化氫的回用率可高達(dá) 98%。該技術(shù)已有四家企業(yè)采用,解決了汞擴(kuò)散問(wèn)題。該技術(shù)不但解決了電石法聚氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢鹽酸問(wèn)題,而且為其它工藝產(chǎn)生的廢鹽酸利用提供了新的技術(shù)。
廢工業(yè)鹽酸濃度一般在百分之三十左右,濃鹽酸中氯化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在百分之三十八左右。
工業(yè)廢棄鹽酸一般采用加熱蒸發(fā)處理法:根據(jù)氯化氫易于揮發(fā)和易溶于水的特性,以及氯化亞鐵在鹽酸溶液中溶解度的規(guī)律,采用蒸汽間接加熱、負(fù)壓蒸發(fā)濃縮工藝,蒸發(fā)產(chǎn)生的氣體經(jīng)冷凝器冷凝成為稀鹽酸,返回酸洗車間再次使用;廢酸液經(jīng)蒸發(fā)濃縮使氯化亞鐵達(dá)到一定濃度后,冷卻濃縮液使氯化亞鐵以結(jié)晶的形式析出,再經(jīng)離心分離獲取氯化亞鐵的晶體。
鹽酸生產(chǎn)工藝流程圖
工業(yè)源VOCs來(lái)源復(fù)雜,涉及行業(yè)眾多、量大面廣,包括石化、化工、工業(yè)涂裝、包裝印刷等行業(yè),且物質(zhì)品種多樣,常見(jiàn)組分包括烴類、酯類、醇類、酮類、胺等。同時(shí)不同行業(yè)生產(chǎn)工藝差別較大,廢氣排放風(fēng)量及濃度存在連續(xù)性、間歇性等不同排放工況,排放特征復(fù)雜多變。因此,傳統(tǒng)針對(duì)SO2和NOx治理的方式和理念在解決當(dāng)前VOCs污染管控問(wèn)題時(shí)已經(jīng)很難奏效,必須通過(guò)更加精細(xì)化、個(gè)性化的技術(shù)途徑來(lái)解決VOCs治理問(wèn)題,一廠一方案便成為了最佳選擇。
環(huán)大氣53號(hào)文:推行“一廠一策”制度
生態(tài)環(huán)境部在2019年6月印發(fā)的《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》(環(huán)大氣〔2019〕53號(hào))中明確提出深入實(shí)施VOCs精細(xì)化管控,推行“一廠一策”制度。
推行“一廠一策”制度。各地應(yīng)加強(qiáng)對(duì)企業(yè)幫扶指導(dǎo),對(duì)本地污染物排放量較大的企業(yè),組織專家提供專業(yè)化技術(shù)支持,嚴(yán)格把關(guān),指導(dǎo)企業(yè)編制切實(shí)可行的污染治理方案,明確原輔材料替代、工藝改進(jìn)、無(wú)組織排放管控、廢氣收集、治污設(shè)施建設(shè)等全過(guò)程減排要求,測(cè)算投資成本和減排效益,為企業(yè)有效開(kāi)展VOCs綜合治理提供技術(shù)服務(wù)。重點(diǎn)區(qū)域應(yīng)組織本地VOCs排放量較大的企業(yè)開(kāi)展“一廠一策”方案編制工作,2020年6月底前基本完成;適時(shí)開(kāi)展治理效果后評(píng)估工作,各地出臺(tái)的補(bǔ)貼政策要與減排效果緊密掛鉤。鼓勵(lì)地方對(duì)重點(diǎn)行業(yè)推行強(qiáng)制性清潔生產(chǎn)審核。
VOCs“一廠一策”發(fā)展初步情況
2014年3月(上海市)
上海市發(fā)布《開(kāi)展本市VOCs排放重點(diǎn)企業(yè)污染治理工作》,篩選全市VOCs排放量較大的150家重點(diǎn)企業(yè),并要求其制定一廠一策并落實(shí)末端治理工程。隨后在2015年,上海市持續(xù)深化減排工作,要求全市VOCs排放量較大的2000家企業(yè)實(shí)施VOCs減排并給予財(cái)政補(bǔ)貼支持,自此上海市VOCs一廠一策工作全面鋪開(kāi)。
2016年7月(廣東省)
廣東省生態(tài)環(huán)境廳發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展固定污染源揮發(fā)性有機(jī)物重點(diǎn)監(jiān)管企業(yè)“一廠一策”治理工作的通知》,要求正式推進(jìn)VOCs治理一廠一策。目前廣東在該領(lǐng)域也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
2016年8月(蘇州市)
蘇州市生態(tài)環(huán)境局發(fā)布《石油煉制、石油化工和合成樹(shù)脂行業(yè)企業(yè)編制VOCs“一廠一策”提標(biāo)改造方案》,正式在蘇州市推進(jìn)一廠一策工作。
2019年8月(國(guó)家層面)
生態(tài)環(huán)境部印發(fā)的《重點(diǎn)行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理方案》(環(huán)大氣[2019]53號(hào))要求,重點(diǎn)區(qū)域應(yīng)組織本地VOCs排放量較大的企業(yè)開(kāi)展“一廠一策”方案編制工作,2020年6月底前基本完成。
2020年6月(全國(guó)范圍)
截止日前,除以上省市之外,山東、浙江、四川、福建等地逾百座城市陸續(xù)開(kāi)展VOCs“一廠一策”減排方案編制及治理工作,VOCs減排“一廠一策”工作已在全國(guó)范圍逐步推開(kāi)。
《揮發(fā)性有機(jī)物綜合治理一廠一策編制技術(shù)指南》團(tuán)標(biāo)獲批立項(xiàng),全國(guó)征集參編單位
VOCs一廠一方案編寫的邏輯思路
編制揮發(fā)性有機(jī)物“一廠一策”,基本的邏輯思路是:首先要收集企業(yè)資料,其次進(jìn)行現(xiàn)狀排查并計(jì)算排放量,然后提出改造方案,最后總結(jié)VOCs達(dá)標(biāo)排放及減排效果。這也是自2015年以來(lái),一廠一策逐步推廣積累起來(lái)的大綱編寫要點(diǎn)和可供參考的統(tǒng)一模板。
那一份完整規(guī)范的“一廠一策”方案應(yīng)包含哪些內(nèi)容?
方案中的常見(jiàn)問(wèn)題以及修改建議又是什么?
我們?cè)賮?lái)詳細(xì)看看,先說(shuō)說(shuō)一廠一策編制大綱的要點(diǎn)詳解:
VOCs重點(diǎn)企業(yè)“一廠一策”編制大綱
編寫步驟、大綱及要點(diǎn)
一、企業(yè)概況
應(yīng)包括企業(yè)簡(jiǎn)介(即企業(yè)名稱、企業(yè)地址、所屬行業(yè)、投產(chǎn)時(shí)間、主要產(chǎn)品、生產(chǎn)規(guī)模、聯(lián)系人信息等),廠區(qū)布置(即主要生產(chǎn)設(shè)施和輔助設(shè)施的布置,如生產(chǎn)車間、生產(chǎn)線、污水站、冷卻水系統(tǒng)等,以及危險(xiǎn)品、原料和成品儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)?,并附廠區(qū)地理位置圖和廠區(qū)平面布置圖)。
二、生產(chǎn)工藝
(一)生產(chǎn)工藝流程。主要介紹企業(yè)的生產(chǎn)工藝流程和VOCs排放的主要環(huán)節(jié),附企業(yè)生產(chǎn)工藝流程圖和VOCs排放節(jié)點(diǎn)。
(二)產(chǎn)品產(chǎn)量。說(shuō)明企業(yè)的主要產(chǎn)品類型、生產(chǎn)能力及最近一年的產(chǎn)量。若不同的生產(chǎn)車間、生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品或中間產(chǎn)品不同,應(yīng)分別提供各生產(chǎn)車間、生產(chǎn)線的產(chǎn)品產(chǎn)量情況。涂裝行業(yè)應(yīng)重點(diǎn)說(shuō)明涂裝、流平、烘干工序產(chǎn)能及情況。
(三)原輔材料用量。應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程,分生產(chǎn)工段詳細(xì)描述主要原輔料類型及上一年的用量,并附原輔材料用量表。
涉及有機(jī)溶劑使用的企業(yè)應(yīng)說(shuō)明各工段有機(jī)溶劑(包括油漆、涂料)的種類、VOCs含量和用量。
有儲(chǔ)罐的企業(yè)應(yīng)說(shuō)明儲(chǔ)罐個(gè)數(shù)、儲(chǔ)罐類型(包括臥式、拱頂、內(nèi)浮頂、外浮頂)、存儲(chǔ)的液體類型及其年存儲(chǔ)量,說(shuō)明儲(chǔ)罐的維護(hù)保養(yǎng)情況,可附圖片說(shuō)明。
化工企業(yè)應(yīng)說(shuō)明管道、閥門、泵、壓縮機(jī)、泄壓閥、連接口、開(kāi)口管、采樣連接口等裝置密封點(diǎn)個(gè)數(shù),描述密封點(diǎn)的維護(hù)保養(yǎng)情況(如有無(wú)破損等),是否開(kāi)展檢漏維修(LDAR)等相關(guān)工作。有化工裝置的企業(yè)應(yīng)說(shuō)明化工裝置的開(kāi)停工情況、排空方式、是否配備回收凈化裝置等有關(guān)情況。排空過(guò)程有監(jiān)測(cè)的企業(yè)應(yīng)提供監(jiān)測(cè)濃度。
化工企業(yè)有污水治理設(shè)施的應(yīng)提供污水治理的方法、是否加蓋、敞開(kāi)面積以及是否有廢氣治理等信息。
三、VOCs產(chǎn)排污環(huán)節(jié)及控制現(xiàn)狀
(一)VOCs產(chǎn)生源分析。石化、化工類企業(yè)應(yīng)分析有機(jī)液體儲(chǔ)罐與調(diào)和揮發(fā)損失、有機(jī)液體裝卸揮發(fā)損失、設(shè)備動(dòng)靜密封點(diǎn)泄漏、廢水處理過(guò)程逸散、燃燒煙氣、火炬排放、循環(huán)冷卻系統(tǒng)釋放、非正常工況排放、事故排放、采樣過(guò)程、工藝無(wú)組織排放、工藝有組織排放等環(huán)節(jié)排放情況。溶劑使用類企業(yè)應(yīng)說(shuō)明溶劑存儲(chǔ)、使用等過(guò)程VOCs排放各環(huán)節(jié)情況。
同時(shí)應(yīng)說(shuō)明企業(yè)生產(chǎn)線的管理水平、生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)車間的密閉狀態(tài)以及生產(chǎn)線排口的廢氣收集情況,并附生產(chǎn)車間現(xiàn)場(chǎng)照片。
(二)VOCs控制現(xiàn)狀。說(shuō)明企業(yè)各車間排放口數(shù)量、高度以及排放的主要污染物種類等情況,企業(yè)各排放口的收集情況、廢氣來(lái)源;說(shuō)明各車間排放口的治理設(shè)施情況,包括治理技術(shù)、設(shè)備型號(hào)、生產(chǎn)廠家、使用年限、治理的污染物種類、治理設(shè)施的維護(hù)保養(yǎng)情況。
對(duì)有組織排放口(若有治理設(shè)置,則對(duì)治理前、后)的廢氣排放情況進(jìn)行檢測(cè)或在線監(jiān)測(cè),評(píng)估污染物排放及其達(dá)標(biāo)情況。檢測(cè)/監(jiān)測(cè)物種應(yīng)包括非甲烷總烴、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等主要VOCs物種,同時(shí)對(duì)廢氣治理設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)(處理效率),檢測(cè)或在線監(jiān)測(cè)報(bào)告作為附件。
注:活性炭吸附裝置應(yīng)提供活性炭更換頻次和處置方式等,燃燒法VOCs治理裝置應(yīng)提供燃料、燃燒溫度等燃燒條件,需定期更換吸附劑、催化劑或吸收液的,需要提供詳細(xì)的購(gòu)買及更換臺(tái)賬、提供采購(gòu)發(fā)票復(fù)印件。
四、VOCs排放量核算
以上一年生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)規(guī)模數(shù)據(jù),按照規(guī)定的估算方法,核算VOCs排放量。對(duì)涉及VOC排放的物料,編制物料平衡圖(表) ,一般溶劑使用類企業(yè)都應(yīng)做物料平衡。
五、已(擬)實(shí)施的VOCs綜合治理方案
(一)源頭控制方案
1、低揮發(fā)性原料調(diào)整
表面涂裝行業(yè)鼓勵(lì)使用水性涂料、高固份涂料、粉末涂料、紫外光固化涂料等,限制使用溶劑型涂料;
涂料、油墨和粘膠劑生產(chǎn)行業(yè)鼓勵(lì)擴(kuò)大低溶劑含量、低毒、低揮發(fā)性涂料的生產(chǎn)規(guī)模;
包裝印刷行業(yè)醇性(無(wú)苯、無(wú)酮)油墨和水性油墨替代溶劑型油墨,印制鐵罐使用含固體份高的UV涂料。
2、工藝調(diào)整
鼓勵(lì)企業(yè)中VOCs排放量貢獻(xiàn)大的生產(chǎn)環(huán)節(jié)向相對(duì)清潔的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,逐步淘汰VOCs排放量大的生產(chǎn)環(huán)節(jié);
表面涂裝行業(yè)推廣采用靜電噴涂、高流量低壓噴槍等涂裝效率較高的涂裝工藝;
涂料、油墨和粘膠劑生產(chǎn)行業(yè)加大生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)過(guò)程的密閉率,研磨、調(diào)漆等生產(chǎn)裝置邊緣的密閉率要求≥90%,鼓勵(lì)采用密閉化一體化的生產(chǎn)技術(shù);
包裝印刷行業(yè)推廣采用無(wú)溶劑復(fù)合工藝替代干式復(fù)合工藝。
(二)過(guò)程控制方案
應(yīng)加強(qiáng)存儲(chǔ)、裝卸、使用過(guò)程的密閉性,無(wú)組織廢氣應(yīng)收盡收,收集率不低于90%。
有機(jī)化工行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)閥門、法蘭、泵和壓縮機(jī)密封、泄壓設(shè)備等設(shè)備的檢修和維護(hù),建立泄漏修復(fù)技術(shù)(LDAR),并制定泄漏檢修計(jì)劃,定期實(shí)施。
(三)末端治理方案
企業(yè)各生產(chǎn)車間和工藝環(huán)節(jié)的VOCs治理情況進(jìn)行梳理,對(duì)無(wú)治理設(shè)施的車間和環(huán)節(jié),制定并落實(shí)治理的技術(shù)方案;
已有治理設(shè)施但不符合國(guó)家、省揮發(fā)性有機(jī)物排放標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范及治理技術(shù)指南等要求的,應(yīng)制定并落實(shí)技改方案;
已有治理設(shè)施且符合相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求的,應(yīng)加強(qiáng)排放監(jiān)管,并按要求建立企業(yè)VOCs環(huán)境管理信息臺(tái)賬。
(四)日常監(jiān)管方案
1、建立企業(yè)VOCs管理臺(tái)帳
建立各企業(yè)VOCs相關(guān)信息管理臺(tái)賬并按年度更新,VOCs治理設(shè)施必須按照生產(chǎn)廠家提供方法進(jìn)行維護(hù),填寫主要信息和維護(hù)記錄。如:活性炭吸附脫附裝置應(yīng)提供活性炭更換頻次和處置方式等、燃燒法VOCs治理裝置應(yīng)提供燃料、燃燒溫度等燃燒條件。
2、提出企業(yè)VOCs排放自查方案
各企業(yè)應(yīng)提出VOCs排放環(huán)節(jié)和治理設(shè)施的自查方案。有機(jī)化工行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)冷卻塔、閥門、法蘭、泵和壓縮機(jī)密封、泄壓設(shè)備等設(shè)備的檢修和維護(hù),建立泄漏修復(fù)技術(shù)(LDAR),并制定泄漏檢修計(jì)劃。
溶劑適用行業(yè)應(yīng)建立VOCs溶劑管理臺(tái)賬和治理設(shè)施管理臺(tái)賬并定期更新。其中溶劑管理蓋章每月記錄使用涂料、稀釋劑、固化劑、清洗劑等原輔材料的名稱、廠家、型號(hào)、購(gòu)入量和使用量等資料。編制過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題匯總?cè)缦?
常見(jiàn)問(wèn)題與建議
五、附注:上海地區(qū)VOCs2.0版本“一廠一策編制”大綱
眾所周知,今年3月初,上海市生態(tài)環(huán)境局發(fā)布VOCs2.0版本的一廠一策編制大綱要求,具體要采用“方案制定+技術(shù)評(píng)估+跟蹤推進(jìn)”三段式漸進(jìn)技術(shù)路線,企業(yè)方根據(jù)VOCs綜合治理“一廠一方案(2.0)”編制大綱要求編制方案并組織實(shí)施,可以對(duì)比發(fā)現(xiàn)總體與上述VOCs1.0版本的編制大綱類似,但VOCs2.0版本特別是側(cè)重了“VOCs綜合減排”的內(nèi)容要求,因此也可稱是VOCs1.0版本的升級(jí)版本,更側(cè)重VOCs的精準(zhǔn)減排,進(jìn)一步壓實(shí)VOCs減排的潛在空間;此外,在管理模式上,上海生態(tài)環(huán)境部門組織行業(yè)專家對(duì)重點(diǎn)企業(yè)開(kāi)展技術(shù)評(píng)估,確保企業(yè)治理措施的科學(xué)性、針對(duì)性和有效性;技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)開(kāi)展綜合治理技術(shù)培訓(xùn)并跟蹤重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)VOCs治理成效,形成完全閉環(huán)的管理。
如下為VOCs綜合治理“一廠一方案(2.0)編制大綱:
常見(jiàn)十大行業(yè)VOCs產(chǎn)廢來(lái)源及特點(diǎn)
VOCs“一廠一方案”編制可參考
下文總結(jié)匯總電子行業(yè)、制藥行業(yè)、涂料制造、油墨制造、膠黏劑制造、木材加工、家具制造、交通運(yùn)輸設(shè)備制造、皮革制造、制鞋業(yè)常見(jiàn)十大VOCs排放行業(yè)的VOCs產(chǎn)生來(lái)源及特點(diǎn),針對(duì)VOCs一廠一方案編制中的VOCs產(chǎn)污來(lái)源及排放量章節(jié),特別是目前上海地區(qū)推行的VOCs一廠一方案2.0版本的該章節(jié)編制,具有較大參考作用。此外,針對(duì)這些行業(yè)的VOCs工程治理方案,同樣具有針對(duì)性的借鑒作用。
一、電子工業(yè)
電子產(chǎn)品類型主要包括電子專用材料、電子元件、印制電路板、半導(dǎo)體器件、顯示器件及光電子器件、電子終端產(chǎn)品六大類。這六大類產(chǎn)品雖均屬電子產(chǎn)品制造行業(yè),但是由于他們各自的生產(chǎn)工藝不同,原輔材料不同,所排放的特征污染物及其濃度也不盡相同。
電子專用材料
電子專用材料是在半導(dǎo)體集成電路、各種電子元器件(包括有源及無(wú)源元器件、激光器件、光通訊器件、發(fā)光二極管器件、液晶顯示器件等電子基礎(chǔ)產(chǎn)品)制造中所采用的特定材料。
①覆銅板
覆銅板生產(chǎn)工藝屬于無(wú)水工藝,除冷卻水、檢驗(yàn)檢測(cè)部門會(huì)產(chǎn)生少量污水外,其他生產(chǎn)流程不會(huì)產(chǎn)生污水。生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的污染物主要在廢氣方面,較多來(lái)自于使用丙酮、甲苯等有機(jī)溶劑的揮發(fā)。
②電子銅箔
電子銅箔生產(chǎn)廢氣中的主要污染物為硫酸霧和少量苯。
③石英晶棒(片)
石英晶棒及晶片加工過(guò)程中的切割工序中因柴油揮發(fā)產(chǎn)生少量VOCs。
④電阻漿料
電阻漿料主要由導(dǎo)電相(功能相)、黏結(jié)相(玻璃相)和有機(jī)載體三部分組成。生產(chǎn)廢氣中的主要污染物為VOCs 、粉塵。
電子元件
電子元件一般包括: 電容器、電阻器、電位器、電感器、電子變壓器、混合集成電路、控制元件、敏感元件、傳感器等。
①有機(jī)介質(zhì)電容器
有機(jī)介質(zhì)電容器紙涂漆、電容器表面涂覆處理時(shí)有VOCs廢氣產(chǎn)生。
②鋁電解電容器
鋁電解電容器生產(chǎn)準(zhǔn)備階段要進(jìn)行拋光處理, 去邊緣毛刺時(shí)產(chǎn)生少量粉塵;鋁箔腐蝕時(shí)會(huì)產(chǎn)生鹽酸氣體,切割會(huì)產(chǎn)生少量粉塵。
③鉭電解電容器
鉭電解電容器的燒結(jié)過(guò)程與焊陽(yáng)、陰極引線時(shí)有VOCs廢氣產(chǎn)生。
④云母電容器
云母電容器生產(chǎn)過(guò)程中在老練過(guò)程中產(chǎn)生VOCs廢氣。
⑤薄膜電阻
薄膜電阻在生產(chǎn)準(zhǔn)備階段要進(jìn)行拋光處理,去邊緣毛刺時(shí)產(chǎn)生少量粉塵;表面涂覆有VOCs廢氣產(chǎn)生。
⑥玻璃釉電阻器
玻璃軸電阻器生產(chǎn)過(guò)程中,有機(jī)載體的制備、絲網(wǎng)印刷、烘干燒結(jié)及引出端焊接有VOCs廢氣產(chǎn)生。
⑦金屬箔電阻器
金屬箔電阻器生產(chǎn)過(guò)程中的配膠貼箔工序有少量VOCs廢氣產(chǎn)生。
⑧電感器
電感器在材料準(zhǔn)備時(shí)會(huì)有VOCs產(chǎn)生,包括無(wú)水乙醇、丙酮、少量二甲苯等; 焊錫過(guò)程有廢氣與粉塵產(chǎn)生。
⑨電子變壓器
電子變壓器在點(diǎn)膠和烘烤過(guò)程中有VOCs廢氣產(chǎn)生。
印制電路板(PCB)
印制電路板是電子設(shè)備中不可缺少的配件。根據(jù)印制板中導(dǎo)線圖形層數(shù)不同有單面(僅一層線路)、雙面(有二層線路)和多層(有三層以上線路)之區(qū)分,剛性和撓性板都有不同層數(shù)。
半導(dǎo)體器件
①分立器件、集成電路
最常見(jiàn)的雙極管之一的NPN 三極管流程主要工藝有:氧化、光刻、N 型外延、基區(qū)擴(kuò)散、發(fā)射區(qū)擴(kuò)散、Al 金屬化、化學(xué)氣相沉積(CVD)鈍化層等步驟。工藝流程與集成電路生產(chǎn)工藝類似。
集成電路制造可大致分為各獨(dú)立的“單元”,如晶片制造、氧化、摻雜、顯影、刻蝕、薄膜等。各單元中又可再分為不同的"操作步驟",如清洗、光阻涂布、曝光、顯影、離子植入、光阻去除、濺鍍、化學(xué)氣相沉積等。
由于半導(dǎo)體工藝對(duì)操作室清潔度要求極高,通常使用風(fēng)機(jī)抽取工藝過(guò)程中揮發(fā)的各類廢氣,因此半導(dǎo)體行業(yè)廢氣排放具有排氣量大、排放濃度小的特點(diǎn)。這些廢氣排放主要可以分為四類:酸性氣體、堿性氣體、有機(jī)廢氣和有毒氣體。
酸堿廢氣主要來(lái)自于擴(kuò)散、CVD 、CMP 及刻蝕等工序,這些工序使用酸堿清洗液對(duì)晶片進(jìn)行清洗。目前,在半導(dǎo)體制造工藝中使用最為普遍的清洗溶劑為過(guò)氧化氫和硫酸的混合劑。這些工序中產(chǎn)生的廢氣包括硫酸、氫氟酸、鹽酸、硝酸及磷酸等的揮發(fā)氣,堿性氣體為氨氣。
有機(jī)廢氣主要來(lái)源于光刻、顯影、刻蝕及擴(kuò)散等工序,在這些工序中要用有機(jī)溶液(如異丙醇)對(duì)晶片表面進(jìn)行清洗,其揮發(fā)產(chǎn)生的廢氣是有機(jī)廢氣的來(lái)源之一: 同時(shí),在光刻、刻蝕等過(guò)程中使用的光阻劑(光刻膠)中含有易揮發(fā)的有機(jī)溶劑,如醋酸丁酯等,在晶片處理過(guò)程中也要揮發(fā)到大氣中,是VOCs廢氣產(chǎn)生的又一來(lái)源。
有毒廢氣主要來(lái)源于晶體外延、干法刻蝕及CVD 等工序中,在這些工序中要使用到多種高純特殊氣體對(duì)晶片進(jìn)行處理,如硅烷( SiH4) 、磷烷(PH3 ) 、四氟化碳( CF4 ) 、硼烷、三氯化硼等,部分特殊氣體具有毒害性、窒息性及腐蝕性。
②封裝
封裝指從晶片上切割單個(gè)芯片到最后包裝的一系列步驟。
封裝工藝產(chǎn)生的廢氣較為簡(jiǎn)單,主要是酸性氣體、環(huán)氧樹(shù)脂及粉塵。酸性廢氣主要產(chǎn)生于電鍍等工藝;烘烤廢氣則產(chǎn)生于晶粒粘貼、封膠后烘烤過(guò)程;劃片機(jī)在晶片切割過(guò)程中,產(chǎn)生含微量砂塵的廢氣。
顯示器件及光電子器件
從產(chǎn)生污染的角度而言,顯示器件的代表性產(chǎn)品為TFT-LCD (薄膜晶體管液晶顯示器件),光電子器件的代表性產(chǎn)品為L(zhǎng)ED光電子器件。
①TFT-LCD
完整的TFT-LCD 生產(chǎn)工藝流程主要包括陣列工程( Array) 、彩膜工程(CF) 、成盒工程(Cell ) 三大部分。
②LED
電子終端產(chǎn)品
電子終端產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程主要包括印制電路板(俗稱板卡)、組裝(板級(jí)組裝)、整機(jī)裝配和產(chǎn)品調(diào)試。
電子終端產(chǎn)品制造行業(yè)廢氣排放潛在的污染物主要是錫和錫化合物、鉛和鉛化合物及VOCs (苯系物與乙醇、異丙醇、丙酮等) 。
二、制藥工業(yè)
制藥行業(yè)屬于精細(xì)化工行業(yè),其特點(diǎn)為生產(chǎn)品種多,生產(chǎn)工序長(zhǎng),使用原料種類多、數(shù)量大,原材料利用率低,導(dǎo)致制藥行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的“三廢”量大,廢物成分復(fù)雜,污染危害嚴(yán)重。制藥工藝中往往需要采用有機(jī)溶劑對(duì)藥品進(jìn)行分離和提取,因此VOCs 是制藥工業(yè)中最主要的大氣污染物之一。
按生產(chǎn)工藝,制藥可分為發(fā)酵類、提取類、化學(xué)合成類、制劑類、生物工程類和中藥類。
發(fā)酵類
發(fā)酵類藥品主要包括:抗生素、維生素、氨基酸和其他類。我國(guó)抗生素類藥物品種齊全,主要優(yōu)勢(shì)品種有青霉素、鏈霉素、四環(huán)素、氯霉素、土霉素等產(chǎn)品。
發(fā)酵類藥物生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢氣主要包括發(fā)酵尾氣、含溶媒廢氣、含塵廢氣、酸堿廢氣及廢水處理裝置產(chǎn)生的惡臭氣體。發(fā)酵尾氣(包括發(fā)酵罐消毒滅菌排氣)的主要成分為空氣和二氧化碳,同時(shí)含有少量培養(yǎng)基物質(zhì)以及發(fā)酵后期細(xì)菌開(kāi)始產(chǎn)生抗生素時(shí)菌絲的氣味。
分離提取精制等生產(chǎn)工序產(chǎn)生的有機(jī)溶媒廢氣(如甲苯、乙醇、甲醛、丙酮等),是主要的有機(jī)廢氣污染源。
化學(xué)合成類
其主要品種有合成抗菌藥(如喹諾酮類、磺胺類等)、麻醉藥、鎮(zhèn)靜催眠藥(如巴比妥類、苯并氮雜卓類、氨基甲酸酯類等)、抗癲癇藥等16個(gè)種類近千個(gè)品種。
化學(xué)合成類制藥企業(yè)主要廢氣污染源包括:蒸餾、蒸發(fā)濃縮工段產(chǎn)生的有機(jī)不凝氣;合成反應(yīng)、分離提取過(guò)程產(chǎn)生的有機(jī)溶劑廢氣;使用鹽酸、氨水調(diào)節(jié)pH 值產(chǎn)生的酸堿廢氣;粉碎、干燥排放的粉塵;污水處理廠產(chǎn)生的惡臭氣體。
化學(xué)合成工序主要大氣污染物包括顆粒物、氯化氫和氨等無(wú)機(jī)物,以及化學(xué)合成使用的有機(jī)原料和有機(jī)溶劑,如苯、甲苯、氯苯、氯仿、丙酮、苯胺、二甲基亞砜、乙醇、甲醇、甲醛等。
提取類
將生物體中起重要生理作用的各種基本物質(zhì)(如氨基酸、多肽及蛋白質(zhì)、酶、核酸、糖、脂等)經(jīng)過(guò)提取、分離、純化等手段制造藥物。
提取類生產(chǎn)過(guò)程中的大氣污染物主要來(lái)自清洗、粉碎、干燥和包裝時(shí)產(chǎn)生的粉塵;在提取工段中常用的溶劑包括水、稀鹽、稀堿、稀酸、有機(jī)溶劑(如乙醇、丙酮、三氯甲烷、三氯乙酸、乙酸乙酯、草酸、乙酸等),在提取、沉淀、結(jié)晶過(guò)程中均會(huì)涉及到有機(jī)溶劑的揮發(fā),在酸解、堿解、等電點(diǎn)沉淀、pH 調(diào)解等過(guò)程中還會(huì)涉及到酸堿廢氣的揮發(fā)。
生物工程類
利用微生物、寄生蟲、動(dòng)物毒素、生物組織等,采用現(xiàn)代生物技術(shù)方法(主要是基因工程技術(shù)等)生產(chǎn)多肽和蛋白質(zhì)類藥物、疫苗等藥品,包括基因工程藥物、基因工程疫苗、克隆工程制備藥物等。
生物工程類生產(chǎn)工藝廢氣主要來(lái)自溶劑的使用,包括甲苯、乙醇、丙醇、丙酮、甲醛和乙腈等,主要產(chǎn)污點(diǎn)為瓶子洗滌、溶劑提取、多肽合成儀等的排風(fēng)以及實(shí)驗(yàn)室的排氣、制劑過(guò)程中的藥塵等。發(fā)酵過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生少量細(xì)胞呼吸氣,主要成分是CO2 和N2。
中藥類
以藥用植物和藥用動(dòng)物為主要原料,根據(jù)國(guó)家藥典,生產(chǎn)中藥飲片和中成藥各種劑型產(chǎn)品。
其中,核心工藝是有效成分的提取、分離和濃縮。根據(jù)溶劑不同分為水提和溶劑提取,其中溶劑提取以乙醇提取為主。
中成藥生產(chǎn)廢氣主要為藥材粉碎等工序產(chǎn)生的藥物粉塵以及制藥過(guò)程中使用的部分VOCs 的揮發(fā),如乙醇等。
制劑類
用藥物活性成分和輔料通過(guò)混合、加工和配制,形成各種劑型藥物。制劑藥物按劑型可分為固體制劑類、注射劑類和其他制劑類等。固體制劑類和注射劑類生產(chǎn)過(guò)程中廢氣污染源主要為粉塵。
制藥工業(yè)大氣污染物主要來(lái)源于化學(xué)原料藥的生產(chǎn)過(guò)程,而其前20大品種化學(xué)原料藥產(chǎn)量占24大類化學(xué)原料藥總產(chǎn)量的80%以上。因此,控制前20大品種所涉及到的揮發(fā)性物質(zhì)有重要作用。
制藥企業(yè)使用頻率前20位的有機(jī)溶劑
三、涂料制造
涂料生產(chǎn)中主要原料包括以下部分:成膜物質(zhì)(基料)、溶劑、顏料、助劑。
(1)成膜物質(zhì):又稱為基料,是使涂料牢固附著于被涂物體表面上形成連續(xù)薄膜的主要物質(zhì)。常用的成膜物有醇酸/聚酯樹(shù)脂、酚醛/氨基樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯、乙烯基樹(shù)脂、纖維素類樹(shù)脂、天然及合成橡膠等18大類。
(2)溶劑:主要包括有機(jī)溶劑和水,其主要作用是使基料溶解或分散成為粘稠的液體,以便涂料施工。一個(gè)涂料品種既可以使用單一溶劑,又可以使用混合溶劑。
(3)顏料:分散在漆料中不溶的微細(xì)固體顆粒,分為著色顏料和體質(zhì)顏料,主要用于著色、提供保護(hù)、裝飾以及降低成本等;包括無(wú)機(jī)顏料、有機(jī)顏料、金屬顏料、珠光顏料和發(fā)光顏料等,大部分以無(wú)機(jī)顏料為主。
(4)助劑:助劑在涂料的貯存、施工過(guò)程中以及對(duì)所形成漆膜的性能有著不可替代的作用。常用的助劑有流平劑、增稠劑、表面活性劑、增塑劑、催干劑、固化劑、防污劑、脫漆劑等。
涂料類型可分為溶劑型、水性與粉末型。
溶劑型涂料
在涂料中使用的主要樹(shù)脂為醇酸樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂等。
水性涂料
與溶劑型涂料相比,水性涂料主要是用水代替了大量溶劑。由于用水代替了溶劑,因此洗滌過(guò)程通常使用水,則增加了水的回用過(guò)程,但減少了溶劑使用。
粉末涂料
粉末涂料通常是由聚合物、顏料、助劑等混合粉碎加工而成。粉末涂料的制備方法大致可分為干法和濕法兩種方法,干法涂料生產(chǎn)主要是熔融混合法;濕法工藝有蒸發(fā)法、噴霧干燥法和沉淀法。蒸發(fā)法是先配置溶劑型涂料、然后用薄膜蒸發(fā)、真空蒸餾等法除去溶劑得到固體涂料,然后經(jīng)過(guò)粉粹、過(guò)篩分級(jí)得到粉末涂料,主要是丙烯酸樹(shù)脂基粉末涂料生產(chǎn),使用較多的是薄膜蒸發(fā)器和行星螺桿擠出機(jī);噴霧干燥法則是先配置溶劑型涂料,經(jīng)過(guò)研磨、調(diào)色,然后分別噴霧干燥造粒或者在液體沉淀造粒得到粉末涂料。
四、油墨制造
油墨主要由色料、連結(jié)料、助劑等成分構(gòu)成。
我國(guó)油墨企業(yè)以印刷油墨為主,業(yè)內(nèi)通常按照印刷方式將其分為平版油墨、凹版油墨、柔印油墨、凸版油墨等,其中又以平版油墨(膠印油墨)和凹版油墨為主,兩種油墨產(chǎn)量分別占總產(chǎn)量的60%、20%左右,柔印油墨占7%、絲網(wǎng)油墨占7%左右。
膠印油墨
膠印油墨是漿狀油墨的代表,平臺(tái)機(jī)凸版油墨、絲網(wǎng)油墨和印鐵油墨都屬于漿狀油墨?;陬伭蠟V餅特點(diǎn),漿狀油墨生產(chǎn)工藝可以分為干法生產(chǎn)和濕法生產(chǎn)。
凹版油墨
凹版油墨屬于典型的液狀油墨,柔版式和新聞?dòng)湍紝儆谝籂钣湍扯群苄?。通常不需要預(yù)先混合,而是直接砂磨或者球磨。根據(jù)溶劑使用特點(diǎn),通??梢苑譃樗湍腿軇┗湍运蛘叽碱悶橹鞯娜軇?,便形成了水基油墨。
五、膠黏劑制造
膠黏劑的品種繁多,成分各異,但都以黏料為主要成分,并由固化劑、增塑劑、稀釋劑、填料以及助劑等配合而成。
溶劑型膠黏劑
投料過(guò)程反應(yīng)釜置換廢氣經(jīng)真空系統(tǒng)收集后排放是VOCs廢氣的一大來(lái)源,反應(yīng)釜內(nèi)的工藝尾氣經(jīng)裝置頂部冷凝器冷凝,冷凝液回流入反應(yīng)釜,不凝氣的排空管是VOCs廢氣的另一排放源。包裝方式采用一般貨物濺水式灌裝,包裝口存在一定的敞開(kāi)口。這是VOCs廢氣的第三類排放源。
水基膠黏劑
水基膠黏劑的生產(chǎn)工藝通常是采用乳液聚合法生成,即以水作為外相,單體在乳化劑或者表面活性劑和充分?jǐn)嚢璧那闆r,通過(guò)膠束分散于水相并發(fā)生增溶溶解。通過(guò)添加水溶性引發(fā)劑(如過(guò)硫酸鉀等)后,一經(jīng)加熱,引發(fā)劑就開(kāi)始分解并產(chǎn)生自由基,進(jìn)而引發(fā)膠束中單體發(fā)生聚合或者共聚反應(yīng)。
熱熔膠
一般情況下,熱熔膠的制備是先將反應(yīng)釜加熱到一定溫度,把原料按投料順序依次投入到反應(yīng)釜內(nèi)。經(jīng)過(guò)加熱和攪拌均勻,如果需要應(yīng)抽真空和充氮?dú)?,達(dá)到出膠喉,放料進(jìn)入擠出機(jī)。擠出機(jī)后,膠條通過(guò)同步牽引到水下起粒機(jī)。
六、木材加工
木材加工業(yè),包括鋸材加工、單板加工及人造板制造等。木材加工主要分為鋸材、木片、單板加工及其它木材加工的木材加工;人造板制造包括膠合板、纖維板、刨花板等。
木材加工行業(yè)中,VOCs排放以人造板制造為主。人造板生產(chǎn)所用原料包括木材類原料和非木材類的一年生與多年生植物纖維原料,這類原料是構(gòu)成人造板的主要原料;還包括用于將纖維質(zhì)原料重組復(fù)合膠接在一起形成人造板材的膠接材料-膠黏劑;以及為賦予人造板材不同性能而添加的各種輔助材料,包括防水劑、固化劑、阻燃劑、防腐與防霉劑、填充劑等。木材加工企業(yè)常用的有機(jī)溶劑包括:脲醛(樹(shù)脂)、酚醛(樹(shù)脂)、甲醛、三聚氰胺以及苯系物等。
人造板加工行業(yè)VOCs廢氣主要來(lái)源于以下環(huán)節(jié):(1)膠合板VOCs的排放主要在單板干燥過(guò)程及制膠、施膠、熱壓過(guò)程;(2)刨花板主要為涂料、熱壓和鋸邊過(guò)程中產(chǎn)生的甲醛等;(3)中密度纖維板有機(jī)廢氣主要包括熱磨制漿過(guò)程產(chǎn)生的有機(jī)廢氣、施膠和纖維干燥過(guò)程產(chǎn)生的有機(jī)物、纖維板熱壓過(guò)程產(chǎn)生的有機(jī)廢氣。
七、家具制造
家具制造業(yè)中,以木質(zhì)家具、金屬家具和軟體家具的產(chǎn)量最大(占家具總產(chǎn)量的95%左右)。木質(zhì)家具主要部件由木材或木質(zhì)人造板材料制成的家具;金屬家具主要部件由金屬材料制成的家具;軟體家具主要部件一般采用彈性材料和軟質(zhì)材料制成的家具。
家具制造企業(yè)主要的VOCs排放產(chǎn)生于調(diào)漆和涂裝環(huán)節(jié),常見(jiàn)的有機(jī)化合物包括:苯、甲苯、二甲苯、醋酸丁酯、丙酮、丁酮、環(huán)己酮、丁醇、甲基異丁基酮、醇酸丁酯 。
八、交通運(yùn)輸設(shè)備制造
交通運(yùn)輸設(shè)備制造過(guò)程中最大的產(chǎn) VOCs 環(huán)節(jié)是涂裝工藝。底涂普遍采用陰極電泳涂裝,中涂、面涂少數(shù)企業(yè)使用水性涂料涂裝,多數(shù)為溶劑型涂料涂裝。
汽車制造
汽車涂裝生產(chǎn)中電泳底漆烘干、中涂、色漆和清漆噴涂及烘干過(guò)程均排放大氣污染物。其中50%來(lái)自于中涂、色漆和清漆,30%來(lái)自于清洗溶劑。車身密封和噴蠟過(guò)程由于PVC和防護(hù)蠟固化率高,不易揮發(fā),污染物排放量相對(duì)較小。在中涂、色漆和清漆作業(yè)過(guò)程中,約80~90%在噴漆室和流平室排放,10~20%在烘干室中排放。
船舶制造
自行車制造
自行車涂裝生產(chǎn)中噴底漆、面漆及干燥烘干過(guò)程均排放大氣污染物。在噴涂烘干階段作業(yè)過(guò)程中,約65~70%在噴漆工段排放,20~30%在烘干工段排放。
九、皮革制品制造
皮革制品制造包括皮革服裝制造、皮箱包(袋)制造、皮手套及皮裝飾制品制造、其它皮革制品制造等幾大類,生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物主要為大氣污染物。其中,箱包生產(chǎn)排放的大氣污染物較嚴(yán)重。
皮革制品制造業(yè)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣主要來(lái)源于粘合、烘干、清洗等工序,特征污染物有甲乙酮、丙酮、乙酸乙酯等。因各企業(yè)使用的原輔材料及采用的工藝流程有所差異,可能存在的污染物還包括正己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烯、異丙醇等。
十、制鞋業(yè)
制鞋生產(chǎn)過(guò)程主要包括鞋面的加工和鞋底加工,再經(jīng)流水線成型組合。
污染物主要是有機(jī)廢氣,產(chǎn)生有機(jī)廢氣的工序主要有:
(1)鞋面商標(biāo)印刷時(shí),油墨揮發(fā)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣,油墨主要成分是色料,其稀釋劑一般為苯類、烷烴類和酮類,在油印干燥過(guò)程該有機(jī)溶劑成分揮發(fā)進(jìn)入周圍環(huán)境;
(2)鞋面材料高頻壓型工序產(chǎn)生的廢氣,皮革高頻產(chǎn)生的廢氣屬惡臭氣體范疇。
(3)鞋底材料EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)、MD(或PHYLON)發(fā)泡過(guò)程,TPR(熱塑性橡膠)、PVC(聚氯乙烯)注塑加熱狀況下產(chǎn)生的有機(jī)廢氣,該氣體屬高分子聚合物受熱發(fā)生分子降解,釋放出單體式低聚物,降解量與溫度、加熱時(shí)間相關(guān),有機(jī)廢氣主要成分為單體式低聚物、烯烴等。
(4)鞋底噴漆過(guò)程一般采用溶劑型油漆,該有機(jī)成分芳香族樹(shù)脂與苯溶劑的混合物,主要用于PVC、塑料、橡膠等材質(zhì)的噴漆,在使用過(guò)程中苯溶劑全部揮發(fā)進(jìn)入大氣。
(5)鞋底中底貼合、鞋面鞋底粘膠成型過(guò)程使用的粘膠劑,最初粘膠劑所使用的溶劑是苯,后改用甲苯作溶劑。同時(shí)還有使用酮類酯類做溶劑的聚氨酯膠粘劑。由于粘膠劑中有機(jī)溶劑含量較高,所以是制鞋過(guò)程中有機(jī)廢氣排放最多的環(huán)節(jié)。
工業(yè)制鹽酸流程
鹽酸的工業(yè)制法之一
工業(yè)上制取鹽酸時(shí),首先在反應(yīng)器中將氫氣點(diǎn)燃,然后通入氯氣進(jìn)行反應(yīng),制得氯化氫氣體。氯化氫氣體冷卻后被水吸收成為鹽酸。在氯氣和氫氣的反應(yīng)過(guò)程中,有毒的氯氣被過(guò)量的氫氣所包圍,使氯氣得到充分反應(yīng),防止了對(duì)空氣的污染。在生產(chǎn)上,往往采取使另一種原料過(guò)量的方法使有害的、價(jià)格較昂貴的原料充分反應(yīng)。
鹽酸的工業(yè)制法之二
鹽酸是氯比氫的水溶液。在制革、印染、食品、醫(yī)藥、化工、冶金等工業(yè)部門大量使用鹽酸。工業(yè)上生產(chǎn)鹽酸的主要方法是使氯氣跟氫氣直接化合,然后用水吸收生成的氯化氫氣體。氯化氫是在合成塔里合成的。
鹽酸生產(chǎn)過(guò)程
1648年德國(guó)藥劑師J·R格勞伯將食鹽和礬油(硫酸)放人蒸餾釜中加熱制取硫酸鈉,并將逸出的刺激性氣體用水吸收得到一種酸性溶液(鹽酸)。
因?yàn)槭雏}來(lái)自海水,格勞伯就將鹽酸稱之為“海鹽精”。
這是實(shí)驗(yàn)室制備鹽酸最古老的方法。
因原料價(jià)廉易得,裝置亦較簡(jiǎn)單,直到今天在化學(xué)教學(xué)中講解氯化氫和鹽酸時(shí),仍在來(lái)用這種制備方法。
此外采用鹽鹵(主要成分是氯化鎂)水解制取鹽酸的方法也較古老。
反應(yīng)方程式可表示為:
1807年英國(guó)著名化學(xué)家戴維在研究電解食鹽水時(shí),除得到氫氧化鈉溶液外,還得到了純凈的氫氣和氯氣,從而為氯堿工業(yè)的誕生打下了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
自19世紀(jì)始,格勞伯鹽(硫酸鈉)曾經(jīng)風(fēng)行一時(shí),大量用于制硫化堿(硫化鈉)和純堿,在造紙、玻璃和醫(yī)藥方面應(yīng)用廣泛,需求量很大。
但制備硫酸鈉熔塊同時(shí)放出的氯化氫氣體并末利用,直接排入大氣后,造成嚴(yán)重的空氣污染。
19世紀(jì)中葉英國(guó)政府只得通過(guò)法令,禁止向大氣排放高濃度的氯化氫氣體,于是生產(chǎn)工廠采用水吸收的方法來(lái)處理,得到了大量的酸性溶液—鹽酸。
鹽酸工業(yè)生產(chǎn)流程
鹽酸是一種無(wú)機(jī)強(qiáng)酸,在工業(yè)加工中有著廣泛的應(yīng)用,例如金屬的精煉。鹽酸往往能夠決定產(chǎn)品的質(zhì)量。
分析化學(xué)
在分析化學(xué)中,用酸來(lái)測(cè)定堿的濃度時(shí),一般都用鹽酸來(lái)滴定。用強(qiáng)酸滴定可使終點(diǎn)更明顯,從而得到的結(jié)果更精確。在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,20.2%的鹽酸可組成恒沸溶液,常用作一定氣壓下定量分析中的基準(zhǔn)物。其恒沸時(shí)的濃度會(huì)隨著氣壓的改變而改變。
鹽酸常用于溶解固體樣品以便進(jìn)一步分析,包括溶解部分金屬與碳酸鈣或氧化銅等生成易溶的物質(zhì)來(lái)方便分析。
酸洗鋼材
鹽酸一個(gè)最重要的用途是酸洗鋼材。在后續(xù)處理鐵或鋼材(擠壓、軋制、鍍鋅等)之前,可用鹽酸反應(yīng)掉表面的銹或鐵氧化物。通常使用濃度為18%的鹽酸溶液作為酸洗劑來(lái)清洗碳鋼。
剩余的廢酸常再用作氯化亞鐵溶液,但其中重金屬含量較高,故這種做法已經(jīng)逐漸變少。
酸洗鋼材工業(yè)發(fā)展了鹽酸再生工藝,如噴霧焙燒爐或流化床鹽酸再生工藝等。這些工藝能讓氯化氫氣體從酸洗液中再生。其中最常見(jiàn)的是高溫水解工藝。
將制得的氯化氫氣體溶于水即又得到鹽酸。通過(guò)對(duì)廢酸的回收,人們建立了一個(gè)封閉的酸循環(huán)。副產(chǎn)品氧化鐵在各種工業(yè)加工流程中也有較多應(yīng)用。
制備有機(jī)化合物
鹽酸的另一大主要用途是制備有機(jī)化合物,例如合成PVC塑料的原料氯乙烯、二氯乙烷、聚碳酸酯的前體雙酚A、催化膠黏劑聚乙烯醇縮甲醛、抗壞血酸等。企業(yè)合成PVC時(shí)通常不用市售的,而使用內(nèi)部制備的鹽酸。鹽酸在制藥方面也有很大的用途。
制備無(wú)機(jī)化合物
鹽酸可以發(fā)生酸堿反應(yīng),故能制備許多無(wú)機(jī)化合物,例如處理水所需的化學(xué)品氯化鐵與聚合氯化鋁(簡(jiǎn)稱聚鋁,PAC)
氯化鐵與聚鋁在污水處理、紙、飲用水等的生產(chǎn)中起絮凝劑和混凝劑的作用。
用鹽酸還可以制備其他的無(wú)機(jī)物,包括道路用鹽氯化鈣、電鍍用鹽氯化鎳、鍍鋅工業(yè)和電池制造業(yè)用鹽氯化鋅等。另外,常通過(guò)氯化鋅活化法從木炭制備活性炭。
控制pH及中和堿液
鹽酸可以用來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH值。
在工業(yè)中對(duì)純度的要求極高時(shí)(如用于食品、制藥及飲用水等),常用高純的鹽酸來(lái)調(diào)節(jié)水流的pH;要求相對(duì)不高時(shí),工業(yè)純的鹽酸已足以中和廢水,或處理游泳池中的水。
用于焰色反應(yīng)
用于檢驗(yàn)金屬或它們的化合物時(shí)常使用焰色反應(yīng),用于檢驗(yàn)的鉑絲需用稀鹽酸洗凈以除去雜質(zhì)元素的影響。
檢驗(yàn)物質(zhì)前,應(yīng)將鉑絲用鹽酸清洗,再放到火焰上灼燒,直到火焰呈原來(lái)顏色方可實(shí)驗(yàn)。
陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的再生
高質(zhì)量的鹽酸常用于陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的再生。陽(yáng)離子交換廣泛用于礦泉水生產(chǎn)中,除去溶液中含有的
等離子,而鹽酸可以沖掉反應(yīng)后樹(shù)脂中的這些離子。
其他應(yīng)用
鹽酸還有許多小規(guī)模的用途,比如皮革加工、食鹽生產(chǎn),以及用于建筑業(yè)。
石油工業(yè)也常用鹽酸:將鹽酸注入油井中以溶解巖石,形成一個(gè)巨大的空洞。此法在北海油田的石油開(kāi)采工業(yè)中經(jīng)常用到。
鹽酸可以溶解碳酸鈣,其應(yīng)用包括除水垢或砌磚使用的石灰砂漿,但鹽酸較為危險(xiǎn),使用時(shí)需謹(jǐn)慎。它與石灰砂漿中的碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水:
在明膠、食品、食品原料和食品添加劑的生產(chǎn)中常用到鹽酸。典型例子有阿斯巴甜、果糖、檸檬酸、賴氨酸、酸水解植物蛋白等。這些工藝都使用食品級(jí)(非常純)的鹽酸。
鹽酸的生產(chǎn)工藝流程
(1)還原反應(yīng):將含二氧化硫的氣體與還原劑通入還原爐,控制還原爐的溫度在600~1200℃,使氣體中的二氧化硫與還原劑發(fā)生還原反應(yīng)生成單質(zhì)硫;
(2)冷凝液化:將步驟(1)中還原反應(yīng)中的還原過(guò)程氣從還原爐的上部排出,進(jìn)入第一硫冷凝器經(jīng)冷凝分離出單質(zhì)硫和含硫化物過(guò)程氣,單質(zhì)硫從第一硫冷凝器的底部排出進(jìn)入液硫池,含硫化物過(guò)程氣則從第一硫冷凝器的頂部排出進(jìn)入催化反應(yīng)器;
(3)催化還原:將步驟(2)中進(jìn)入催化反應(yīng)器的含硫化物過(guò)程氣中的硫化物在催化劑的作用下進(jìn)行還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫,催化過(guò)程氣進(jìn)入第二硫冷凝器,冷凝分離出單質(zhì)硫和尾氣,單質(zhì)硫從第二硫冷凝器的底部排出進(jìn)入所述液硫池,尾氣則從第二硫冷凝器的頂部排出進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng),經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放;
(4)造粒制硫磺:步驟(2)和步驟(3)中進(jìn)入所述液硫池的單質(zhì)硫送入液硫成型系統(tǒng)進(jìn)行造粒得到商品硫磺,最后送固體硫磺儲(chǔ)存裝置進(jìn)行儲(chǔ)存。
鹽酸工藝流程設(shè)計(jì)
1、把已知物質(zhì)的量濃度的鹽酸注入事先已用該鹽酸溶液潤(rùn)洗過(guò)的酸式滴定管,至刻度“ 0”以上,把滴定管固定在滴定管夾上。輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)下面的活塞,使管的尖嘴部分充滿溶液且無(wú)氣泡。然后調(diào)整管內(nèi)液面,使其保持在“0”或“0”以下的某一刻度,并記下準(zhǔn)確讀數(shù)。
2、把待測(cè)濃度的NaOH溶液注入事先已用該溶液潤(rùn)洗過(guò)的堿式滴定管,也把它固定在滴定管夾上。輕輕擠壓玻璃球,使管的尖嘴部分充滿溶液且無(wú)氣泡,然后調(diào)整管內(nèi)液面,使其保持在“ 0”或“ 0”以下某一刻度,并記下準(zhǔn)確讀數(shù)。
3、 在管下放一潔凈的錐形瓶,左手控制活塞,右手拿好錐形瓶。從堿式滴定管放出25.00 mL NaOH溶液,注入錐形瓶,加入2滴酚酞試液,溶液立即呈粉紅色。
4、把錐形瓶移到酸式滴定管下,左手調(diào)活塞逐滴加入已知物質(zhì)的量濃度的鹽酸,同時(shí)右手順時(shí)針不斷搖動(dòng)錐形瓶,使溶液充分混合。
5、隨著鹽酸逐滴加入,最后,當(dāng)看到加入1滴鹽酸時(shí),溶液褪成無(wú)色,且反滴一滴NaOH溶液又變回紅色說(shuō)明反應(yīng)恰好進(jìn)行完全。停止滴定,準(zhǔn)確記下滴定管溶液液面的刻度。
鹽酸制造工藝
鹽酸再生機(jī)組用三流體噴槍可以噴鹽酸。
1.包括主進(jìn)氣管、進(jìn)液管及副進(jìn)氣管;靠近三流體噴槍噴霧端的主進(jìn)氣管頭部、進(jìn)液管頭部、副進(jìn)氣管頭部均為圓錐結(jié)構(gòu),且主進(jìn)氣管頭部、進(jìn)液管頭部、副進(jìn)氣管頭部之間均間隔一段距離;
2.其中,副進(jìn)氣管的頭部開(kāi)設(shè)多個(gè)連通小孔,進(jìn)液管的頭部中心開(kāi)設(shè)錐孔,主進(jìn)氣管的頭部中心開(kāi)設(shè)噴射孔。
3.酸洗廢酸需要經(jīng)過(guò)廢鹽酸再生工藝,將使用過(guò)的廢鹽酸通過(guò)再生工藝生產(chǎn)處再生酸供酸洗線繼續(xù)使用。噴霧焙燒法廢鹽酸再生工藝是規(guī)模企業(yè)通用的廢鹽酸再生工藝。