化工制药工艺残渣燃烧过程固氯的研究

化工制药工艺残渣燃烧过程固氯的研究

刘黎明

关键词：化工制药工艺残渣；固氯；氧化钙；碳酸钙

引言：安全问题一直是人们关注的焦点，对其更加重视，化工制药厂会为人们提供相应的药物，但实际生产时仍会产生大量的废渣，这些废渣处理后产生的有毒气体会污染环境，因此对固氯的分析，是让制药厂找到最佳的途径处理废渣，以减少有毒气体的产生。

1.实验分析

本文的研究是基于实验操作完成。而进行实验的背景是，化工制药厂生产出药物后，会用焚烧的方式处理化学残留物，这些残留物的热值较高，燃烧后的热量不可再次使用，而现在技术人员已经研发把废弃物变为衍生材料的技术，衍生材料做成后，可独自燃烧，也可以和其他材料混合，而它也有两种存放方式，一是固态，二是气态。由此，准备的实验工具有：长度为500毫米、内径是25毫米的石英玻璃管，并选择反应管，插入长10毫米的陶瓷砂芯，选择这个材料的原因是它耐高温，而具体的实验过程是，把衍生后的燃料放到砂芯中，并在反应管的外部套上加热管，进行加热，加热中随时查看温度计刻度的变化，在石英玻璃管的下部，接入钢瓶内空气，化学反应结束后，尾气从管的上部排出。随后，对气体的处理是，选择氢氧化钠，具体的质量数是10%，用鼓泡吸收处理后，把所有废气排出，而需注意的是处理废气时，空气的流速需是100毫升每分钟[1]。

实验使用的样本是由某化工厂提供，是黑色的半固体渣滓，通过了解生产的具体工艺后，实验人员得出该样本中有大量的有机氯化物，含有大量水分，所以对样本的处理工作是，用技术清除样本中多余的水分。样本的特征是沸点较高，在所有样本中占大多数，所以可把材料放到恒温箱内，五小时后拿出，对材料进行研磨，变成小的颗粒。实验人员分析样本后，得出当温度达到546℃时，残渣热分解发出的热量最大，氯元素剩余的比例是1.21%。

最后把小的颗粒放到样本中燃烧后，气体内有大量的HCI，用氢氧化钠吸收后，生成离子色谱，完成定量分析。样本燃烧的同时，也要检测氯化氢的浓度，计算灰渣燃烧后的灼减率。

2.实验结果

实验中产生的变量的因素是是温度、吸收剂、木屑，温度会对两者产生影响，其一是氯化氢，其二是固氯，而吸收剂和木屑只会对固氯产生作用。所以对分析结果的阐述会从氯化氢与固氯两方面着手。

2.1氯化氢

分析随着温度的变化，氯化氢随之发生的变化，是通过残渣燃烧中发出的氯化氢气体分析。即每分钟温暖的变化为10℃，周围空气的流动是每分钟10毫升，随时记录每个温度下氯化氢气体的体积，记录在表格内。实验结束后，得出当温度到450℃时，废渣才开始释放氯化氢，随着温度的上升，气体的体积也随之增加，而当温度高于550℃，却低于600℃时，氯化氢气体逐步变少，最后停止释放，温度值是750℃。此时，燃烧的残渣量减少为0.11g，热灼减率降低了22%。

随后，技术人员用专业设备分析剩余的燃料时，提出当温度到560℃时，燃料实现了充分分解，残渣内的氯元素基本转化为氯元素，向外释放，随后，又分析了残渣中氯元素的剩余量，得出的结果是氯元素明显变少，表示得出的结果是正确的[2]。

2.2固氯

对于固氮的实验结果可从三方面描述，分别是吸收剂、温度和木屑。

首先，吸收剂对固氮变化的影响是：选择氧化钙或是碳酸钙作为实验的试剂，通过化学反应得到固氮。而固氮产生的同时会发生可逆反应，其具体的化学表达式是2HCL+CaO→CaCL2+H2O（g），当实验的温度超过700℃后，会出现其他的化学反应，影响最后的结果，所以，为保证最后结果的准确性，必须保证实验时温度低于700℃。而为了得到试剂使用后有哪些影响，可通过结果对比处理，并记录数据。得出的结果是，氧化钙的处理要优于碳酸钙，而前者随着使用的量的增加，得到结果也更加明显，即氧化钙的比例与样本比例达到80%后，固氯效果可以达到最优，比例为97%，为碳酸钙最佳的固化率是76%，还是与样本的质量比达到2.0时，并趋于稳定。

其次，温度对固氮的影响。这个实验操作是基于吸收剂影响的结果进行。实际操作后中，温度依然是每分钟增加10°，空气的流动速度是每分钟100毫升，根据结果，判断温度在550℃到600℃之间时，氯化氢排出量变少，并逐渐消失，由此，说明这个温度范围内，两种试剂都得到了良好的效果。当温度上升到700℃时，得到的氯化氢的数值较高，表示此时固氯的效果变差。出现这些结果的原因是：进行固氯操作时，温度达到一定数值后，样本就会发生可逆的化反应，使用的试剂氯化钙直接变为氯化氢，增加了氯化氢气体的浓度。而如果温度上升到750℃，样本的表面就会出现熔融的状态，和固氯剂粘合，延长了两者反应的时间，有时甚至会让反应失效。

最后，木屑对固氮的影响。试验进行时，为让样本充分燃烧，可在样本燃烧中加入木屑，它扮演的是助燃剂的角色。它的实验方式有两种，第一种把氧化钙作为试剂，它与样本、木屑的比例依次是0.8、1、3，第二种是把碳酸钙作为试剂，它和样本、木屑的比例依次是3、1、2，其他条件不变。经过实验后得到的结果是，第一种方案固化率达到了98%，第二种方案的固化率达到78%。过程中实验人员用专业仪器测量后，得到的分析结果如下：当到达一定的温度值后，木屑的分解率达到最大，而对应的温度值是340℃与450℃，但这两个温度值并非最佳的温度值。所以，进行实际操作前，可先用程序把木屑分解，分解中途产生的热量会让部分位置的温度升高，这会在某种程度上加快分解的速度。但这一过程中，样本的温度保持不变，但却在进行气态、固态的化学反应。最后，用热重分析装置检查混合物时，提出温度达到最佳温度时，木屑会让样本的分解变小，由此说明，把木屑用做是助燃剂，和样本共同燃烧后，可加快样本的分解，并让分解达到最大值。

总而言之，通过上述可产生变量的因素对氯化氢、固氯的影响，总结出当温度达到一定的数值后，可以实现氯化氢的转化，并加快了固氯的生成，此外，也要在实验中选择合适的试剂，用试剂分析得到结果，为后续温度的分析提供借鉴。而为了加快样本的分解，得到准确的实验成果，可在实验中加入助燃剂，借助助燃剂的催化作用，根据温度变化，缩短样本分解的时间。

结语：化学制药虽然会为人们提供药品，但也会残留大量的化学物质，这些物质如果用不恰当的方式处理，必然会破坏环境，所以为避免残留物质的燃烧给环境带来不利影响，需用正确的方式处理，即选择最佳的燃烧方法，并用实验生成固氯，以为物质的正确处理提供方案。

参考文献：

[1]孙卓新.化工制药工艺残渣燃烧过程固氯初探[J].化工管理,2014,(03):190.

[3]王锐聪.小议化工工艺残渣燃烧及氯化氢排放实验[J].黑龙江科技信息,2012(11).