ADC发泡剂介绍及其废水来源

chinayzb

1.ADC发泡剂简介 　　ADC即偶氮二甲酰胺，英文名称为Azodicarbonamide，分子式为C2H4N4O2，外观呈淡黄色的结晶粉末，分解温度在195～220℃，因分解温程短且是放热反应，反应敏感，发气量在210～230ml/g，比重是1.66。分解时放出大量的氮气，适量的一氧化碳和少量的二氧化碳及氨气等其它气体，ADC无毒、无臭、不易燃，并具有发气量大，气泡均匀，对制品无污染，所产生的气体无毒，对模具不腐蚀，容易控制温度，不影响固化或成型速度等特点[1]。目前该产品广泛用作聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、氯丁橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶等塑料和橡胶加工过程中的发泡剂。 　　2. ADC生产过程 　　ADC的生产方法主要有拉希法（也称氯氨法）、酮连氮法、尿素法等。国内主要采用尿素法，生产工艺流程如图1.1所示。该法采用烧碱、氯气、硫酸、尿素为主要原料的工艺路线，主要包括次氯酸钠合成、肼合成、缩合、聚合、ADC干燥等工段[2]。其生产过程及反应式如下[3]： 　　⑴在次氯酸钠反应中，按一定比例加入碱和水，通入氯气制成次氯酸钠溶液：

　　

登录/注册后可看大图

　　⑵尿素加水配置成尿素溶液，用泵送至尿素高位槽备用。两者由次氯酸钠和尿素泵及转子流量计按一定比例进入立管式反应器，反应生成水合肼。生成的水合肼溶液经气体分离器排出氮气后，再冷却至-5℃，送入离心机进行固液分离，液体为精制水合肼：

　　

登录/注册后可看大图

　　⑶将精制水合肼溶液送入配料槽，加入尿素，待充分溶解后，由泵打入缩合反应锅中，在此加入硫酸，使溶液保持酸性，加热进行缩合反应，制得联二脲及其副产物，经过滤、洗涤，制得联二脲：

　　

登录/注册后可看大图

　　⑷联二脲送氧化釜，加入氯酸钠，在溴化钠等催化剂作用下进行氧化反应，生成偶氮二甲酰胺，再经洗涤、离心分离，固体为湿ADC，湿ADC用热空气经气流干燥后，进入粉碎机即为成品：

　　

登录/注册后可看大图

　　

登录/注册后可看大图

　　 图1.1 ADC生产工艺流程示意图

　　F igure 1.1 ADC vesicant produce flow chart

chinayzb

3. ADC废水来源及危害 　　从生产工艺分析，ADC生产过程所使用和生成的物料有原料、辅助材料、主产品、副产品、中间产物和其它副产品等6类18种，除Cl2、Na2SO4两种物料其它物料均有不同程度的流失。据测算，流失总量占投入原辅材料的73.81％，主要流失点集中在肼缩合工序，占总流失量的77.69％。废水主要来源于次氯酸钠合成、肼缩合和氧化三个工段，其污染指标主要表现为反映尿素、水合肼、联二脲、ADC等有机成分综合影响的COD，以及与其它无机成分共同表现或单独体现的NH3-N、SO42－、Cl－、SS等[4]。

　　表1.2 某ADC化工厂ADC废水排放情况统计

　　Table 1.2 Statistic of ADC wastewater discharge of a ADC factory

　　

登录/注册后可看大图

　　从表1.2中可以知道，ADC的生产会产生了大量废水，该废水是一种高浓度NH3-N废水，同时含有多种盐分，并且有机物成分复杂，难于治理。如果将废水排入水体，对人类和环境产生不良的影响。其主要危害有：⑴造成水体富营养化现象；⑵增加给水处理成本，加氯量大大增加（每克NH3-N须增加8～10克Cl2）；⑶还原态氮（NH3-N、NO2--N）排入水体中，因为硝化作用而耗去水体中大量氧，造成水体发臭；⑷对人及生物的毒害作用。水中游离氨（FA）超过1mg/L时即会使水生生物结合氧能力下降，严重时导致死亡。亚硝酸根与胺作用生成亚硝胺，具有致癌、致畸胎作用。人若饮用NO3－超过10mg/L的水，会引发高铁血红蛋白症；⑸影响废水的再生利用。鉴于此，国内外普遍重视ADC废水处理技术的研究及治理工作。