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氯乙烯合成废碱液的循环利用研究
摘要：
氯乙烯合成废碱液是氯乙烯合成过程中的常见废液，其处理和利用面临着环境和经济的巨大压力。本文综述了氯乙烯合成废碱液的处理方法和循环利用技术的研究现状，讨论了其存在的问题和挑战，并提出一种基于混合反应器和气浮分离器的新型氯乙烯合成废碱液循环利用方法，有效解决了现有技术存在的问题。
关键词：氯乙烯，废碱液，循环利用，混合反应器，气浮
1.介绍
氯乙烯是一种重要的化工原料，广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品和化学纤维等领域。氯乙烯通常通过氯乙烯法进行合成，其中氯化氢、氧化剂和烯烃经过多段反应得到氯乙烯。该过程中产生大量的废液，如废碱液、废水和废气等，对环境和人类健康造成极大危害。
其中，氯乙烯合成废碱液是主要的废液之一，由于其含有大量的氯化钠、氯化钾、氯化钙和氢氧化钙等物质，难以直接排放或处理。因此，废碱液的处理和循环利用一直是氯乙烯合成工艺研究的重点之一。
2.废碱液处理方法
废碱液的处理方法包括中和，蒸发结晶，离子交换和氢氧化钙沉淀等。其中，中和是最常见的方法，即将废碱液与酸性溶液中和，形成相对中性的水溶液，然后进行稀释和沉淀处理。但中和处理存在如下问题：
首先，中和处理产生的固体废物无法回收利用，造成浪费；
其次，中和后的水溶液中可能会含有重金属、有机物和其他难分解的物质，需要进一步处理；
最后，中和处理需要消耗大量的酸碱，成本较高。
近年来，研究者开始着重研究氯乙烯合成废碱液的循环利用，以解决废碱液处理存在的问题。
3.废碱液循环利用研究现状
氯乙烯合成废碱液的循环利用研究主要集中在三个方面：废碱液中的氯离子回收，废碱液中钾、钙等离子的回收，以及废碱液中有机物的降解和利用。
废碱液中氯离子的回收方法主要包括电析、膜分离、吸附和晶体生长等技术。电析和膜分离技术可以将废碱液中的氯离子分离出来，但存在投资高、能耗大、中间膜易堵塞等问题。吸附和晶体生长技术可以有效地回收氯离子，并使得再生废液满足工业生产要求，但存在技术难度大、回收效率低等问题。因此，氯离子的回收仍需要进一步研究。
废碱液中钾、钙等离子的回收方法主要包括离子交换和沉淀结晶等技术。离子交换法可将废碱液中的钾、钙等离子回收到树脂上，并通过吸释过程将钾、钙等离子送到后续的氯乙烯合成工艺中。沉淀结晶法则可将废碱液中铁离子转化为氢氧化铁以及钙、镁离子转化为碳酸盐等物质，但存在反应路径复杂、设备和维护成本高等问题。因此，钾、钙等离子回收需要综合考虑经济性和可行性。
废碱液中有机物的降解和利用方法主要包括生物处理和化学氧化等技术。生物处理可将废碱液中有机物经微生物代谢转化为二氧化碳和水等物质，但需要一定的处理时间和条件，且有机物转化率难以达到较高；化学氧化则可将有机物氧化为无机物，但存在二次污染的风险。因此，在废碱液中有机物的降解和利用过程中，需要综合考虑处理时间、反应效率和对环境的影响等因素。
4.新型废碱液循环利用技术
在分析氯乙烯合成废碱液处理和循环利用技术的基础上，本文提出了一种基于混合反应器和气浮分离器的新型废碱液循环利用技术。该技术通过将废碱液、氯化氢和新鲜饱和性碳酸钙溶液混合反应，使得废碱液中的氯离子、钾、钙等离子和一部分有机物聚合生成氯化钙固体，最后通过气浮分离器分离得到新鲜的氯化氢和氯化钙固体。
该技术相对于传统的废碱液处理和循环利用技术有以下优点：
首先，该技术利用了氯化氢和新鲜饱和性碳酸钙溶液，将废碱液中的氯离子、钾、钙等离子和有机物循环利用，进一步提高了氯乙烯合成过程中的资源利用率。
其次，该技术采用混合反应器，能够控制废碱液中的反应速率和反应物浓度，避免过度聚合和减少废物的产生。
最后，该技术使用气浮分离器分离气态和固态物质，效率高、处理时间短、无二次污染等特点，发展前景广阔。
5.结论
氯乙烯合成废碱液的循环利用是一个非常复杂的问题，涉及多个领域和技术。本文综述了氯乙烯合成废碱液的处理方法和循环利用技术的研究现状，并针对现有技术存在的问题提出了一种新型的废碱液循环利用技术。该技术能够有效解决废碱液中氯离子、钾、钙等离子和有机物的循环利用问题，提高资源利用率，是未来氯乙烯合成废液处理和循环利用的发展方向之一。