“关于雾霾的形成，目前普遍认为是燃烧造成的，因此工业燃煤、汽车燃油、火电厂烟气以及秸秆焚烧等成为社会关注的重点污染源，甚至连街边的露天烧烤也被认为是造成雾霾的罪魁祸首。但在我们的调查过程中发现，挥发性有机溶剂对雾霾的贡献也不可小觑。而且，挥发性有机溶剂与雾霾之间的关系还没有受到社会的普遍重视，因此这类物质对大气环境的危害具有更强的隐秘性。”北京市人大代表陈宇在1月份召开的北京市两会上，提交了1份名为《关于政府专项促进表面涂装行业有机废气回收再利用的建议》。建议中提到的“有机废气”实际上就是指直排到大气中的挥发性有机溶剂也叫有机挥发物（VOC）。建议一经提出就引发了与会代表和媒体的广泛关注，一些人对于有机溶剂和雾霾之间的关系表示不解。
“挥发性有机溶剂实际上就是我们通常说的VOC，苯类、酮类以及醇醚类等常温下易挥发的溶剂都属于这类物质。这类物质一旦排放到空气中，氧化后就会形成有机碳或气溶胶，有可能促成雾霾的产生。”陈宇如是说。
中国环保产业协会的有关专家也表示，尽管挥发性有机溶剂不是形成PM2.5的最主要成因，但由其形成的有机二次气溶胶占到整个颗粒物的20%左右，治理难度较大。所以说挥发性有机溶剂也是对PM2.5有重要贡献的一类污染源。
一份雾霾的成分分析研究报告也显示，北京地区雾霾成因中，除了燃煤、机动车、工业用燃料以及扬尘外，来源于有机溶剂挥发所形成PM2.5对于雾霾的贡献率达到了17%。
那么，这些有机溶剂是从哪里来的呢？特别是像北京这样的大城市，大部分的化工产业已经隐退，按理讲不会有大量的有机溶剂直接排放到大气中。
针对这样的疑问，陈宇表示，“表面涂装行业是北京地区的空气中有机溶剂的来源之一，其中包括汽车工业、家具涂装和包装印刷三大行业。尽管大规模的基础化工产业已经从城市中迁出，但汽车修理、家具涂装以及包装印刷行业等城市功能不可或缺的配套产业依然存在化工环节。这些产业中用到大量的挥发性有机溶剂。”
源头控制是根本
涂料、包装印刷等产业环保问题是一个老生常谈的话题。事实上，早在雾霾问题广受关注之前，涂料、黏合剂、印刷油墨等行业为适应国家环保政策的要求就已经在推广水性涂料、黏合剂等环保产品。当时关注的重点是减少甲醛、苯类等对人体危害较大的溶剂的使用，取而代之的是较为安全的醇或酯类溶剂以及水。而2013年雾霾问题的凸显，为涂料和黏合剂等环保化发展又增加了新的压力，不仅是有毒的溶剂要减排，就连无毒的挥发性醇类、酯类有机物的排放量也要控制。
中国涂料工业协会产业发展部部长刘杰在接受采访时表示，为了减少涂料行业中VOC的排放量，近年来，涂料行业一直在推广水性环保型涂料。目前，水性涂料在涂料总产量中已经占到了50%，目前大部分的建筑涂料已经实现了水性化，木器家具漆中水性漆的比例也在上升，特别是去年，水性木器漆的产能增长很快。但尽管如此，在涂料总量中还有一半的涂料是溶剂型的。中国涂料工业协会提供的2012年的调查显示，涂料加上涂装行业VOC的年排放总量多达四五百万吨。
国家涂料工程技术研究中心副主任赵晓东表示，涂料分为两大类，一个是建筑用涂料，一个是工业用涂料。西方发达国家在环保型涂料的开发和应用上比我们先进。西方国家建筑用涂料的水性化程度已经达到了90%以上，中国现在达到80%左右；而工业涂料，西方国家水性化的比例达到了50%，而中国只有10%左右，这个差距非常大。“目前中国在国家层面和各个省市层面，都在对环境污染和环境治理的相关政策。这些政策中有很大一部分就是要减少有机溶剂的挥发量，其中很重要的一个手段和途径就是要用水性化的产品来取代溶剂型的产品。”赵晓东强调。
去年9月12日国务院印发的《大气污染防治行动计划》，明确提出要在包装印刷行业实施挥发性有机物综合治理。2012年12月国务院的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》中列出的针对大气污染防治的重点工程项目中，87家包装印刷类企业榜上有名。对此，中国塑料加工工业协会理事长钱桂敬表示：“复合膜包装行业必须对挥发性有机物的减排、污染治理工作予以高度重视，一定要加大水性油墨和水性黏合剂的推广力度，这是治污之本，是方向。目前国内水性油墨研发和应用已取得突破性进展，已在部分产品中初步实现了产业化应用，取得了阶段性成果，为挥发性有机物排放治理提供了技术和物质支撑。”
陈宇也强调说，在VOC的减排上，源头防控是重要手段。在涂装工艺中，溶剂是不参与成膜的，如果不加以回收利用，任其挥发到空气中，既浪费了资源和能源，又污染了环境。因此，水性产品、高固含产品及无溶剂产品将逐渐替代溶剂型产品。环保涂装产品的视觉效果略差于传统产品，但这个差别是完全可以接受的。因此，鼓励环保产品的推广和替代是解决有机废气治理的有效途径。
后端回收更关键
尽管开发环保型的水基产品已经成为涂料、胶黏剂、油墨等行业的大势所趋，但国内包装印刷、家具涂装、纺织印染等行业仍在大量使用溶剂型涂料、胶黏剂等产品。这固然是由于相关的水性涂料、水性胶黏剂等环保产品在性能上还有不足，工艺尚不成熟，但更重要的还是成本问题。因此，在这些行业中加强对有机溶剂的回收再利用就成为减少VOC排放的关键，也是减少雾霾的后端治理环节。
对于复合膜行业中有机废气的收集和处理，钱桂敬表示：“行业应加快积极推广比较成熟的活性炭吸附技术，通过对有机废气吸附、脱附、提纯、分离并循环使用实现达标排放。要保证干法复合过程产生的有机废气实现有效处理和达标排放。同时还要研究探索印刷工序使用的混合溶剂油墨产生的有机废气的回收利用，力争取得新的突破。”
他建议，在对挥发性有机废气综合治理中，复合膜行业可以借鉴人造革、合成革行业的经验。传统合成革采用DMF溶剂型聚氨酯，生产过程产生大量有毒有害挥发性有机废气，严重污染环境。在合成革集中传统产业区温州市，在《合成革行业整治提升方案》指引下，各企业在DMF回收和挥发性有机废气治理上进行了大量投资，取得较好减排效果。
刘杰也告诉记者，随着国家环保法规的日益严格，家具行业也加强了挥发性有机溶剂的减排工作，目前苏浙一带的企业多采用气化燃烧炉处理有机废气，北方的一些企业还对有机废气燃烧处理中余热进行了回收利用，既减排又节能。
然而，记者在采访中了解到，回收只是减少VOC排放的第一步，如果回收的有机溶剂不能再利用，就不能真正达到减排的目的。目前在汽车制造与维修、家具涂装和包装印刷等行业中，规范企业基本上可以做到有密闭的操作空间。而其他的小企业基本上没有回收装置。即使是有回收装置的企业，如何处理回收来的废弃有机溶剂，也是一件让人头痛的事。
通常情况下，挥发性有机溶剂通过活性炭或碳纤维的吸附，只是简单地把溶剂收集、固化下来，而要让回收来的溶剂有个好的去处，就必须要经过高压解附、高温蒸馏，多组分溶剂还要经过精馏分离后，才有利用价值。
“能不能回收虽然重要，但回收来的溶剂去哪了，是我更加关心的。”陈宇对记者表示，“事实上，如何处置回收来的溶剂是让那些规范企业感到头痛的一件事。不做回收处理，只要没人查没人管，就完事大吉；而要进行回收，首先是要有前期投入，之后还要定期更换吸附剂，而回收的溶剂要实现再利用，就要进一步配套更多的脱附、蒸馏、精馏等装置。因此，只要搞回收就要不断地投入。这不仅增加了企业成本，同时还增加了消防、安全隐患。没有哪个企业愿意去做只增加成本而没有效益的事。”
因此，陈宇认为，在这样较难处理的有机废气回收的环保产业上，目前还没有更多的市场驱动力，政府的支持和鼓励显得至关重要。他在提交给北京市人大的建议中指出：一是要通过立法和制定标准，辅以优惠扶持政策，强力推广不限于环境标识的环保涂装产品和技术，限制溶剂型涂装工艺的新立和扩建；二要倡导有机溶剂回收再利用，政府要制定优惠政策扶持企业回收再利用有机溶剂，就地循环减排；三是地方财政补贴支持专业单位建立复杂成分回收溶剂的精制分离公共服务平台装置，就近为表面涂装企业提供安全的专业技术服务与合作；四是加强回收溶剂再利用过程中的专业安全监控，让专业单位去处置危险化学品，减少事故隐患。
专业处置效率高
有机溶剂的回收再利用需要专业的化工技术。尽管汽车制造、家具涂装以及包装印刷行业有机溶剂总的排放量多达数百万吨，但具体到每一个企业，一年的排放量少则几十吨，多则上百吨。如果要求每家企业都按照使用-回收-精制-再利用这样的方式来处理有机溶剂，建立起全套的化工装置单元，显然是不切实际的。
陈宇认为，虽然在包装印刷、家具涂装、织物印染工业中制定法规标准推广挥发性有机物的末端治理技术措施十分必要，但无论从投资、效益，还是技术、安全环保角度考虑，单个企业都没有能力上马精制分离项目。企业虽然采用活性炭吸附法将生产中产生的有机废气进行了吸附，但如果回收的溶剂不能分离精制再利用，只能以极低价格甚至贴钱转移给其他客户，那么这个投资就没有经济回报，企业就没有积极性。而转移出去废溶剂如果没有专门的企业对其进行脱附、分离、精制，它就没有任何的利用价值，如果溶剂再次排放到空气中，其对环境的污染不是减轻了，而是加重了。
如何为回收来的溶剂找到一个更好的去处，使其不再成为污染环境的祸首，答案就是“让专业的人来做专业的事。”
据陈宇介绍，溶剂回收后的处理涉及到许多专业性很强的化工单元，高压解附、精制分离，如果不是专门的化工企业，拥有专业技术手段，是不大可能做好的。在没有化工生产经验的非化工企业中运营化工装置，增加的安全隐患不言而喻。把事情交给专业的机构做，是处理城市中有机废气的最佳选择。
在北京化工集团就有这样一支专业的有机废气的回收处理机构，为本市的一家显示器和电机元器件生产企业配套处理其回收的有机溶剂。回收来的溶剂经过解附、精馏，就拥有了使用价值，从而形成了一种良好的可循环的回收再利用的模式。
“我就是从这样一个典型案例中得到启发的。”陈宇表示，“像有机溶剂这样化学品的处置一定得由专业的化工企业来承担，才能做到安全、环保。在一定区域范围内集中建立专业化的精制分离处理中心，对周边企业的回收溶剂进行集中精制分离处理十分必要。另外，地方政府还要安排建立包装印刷、家具涂装、织物印染等工业园区，在园区内建设公用的有机溶剂回收设施及公共服务平台，引导中小企业入园集聚生产，也不失为是一种有效的专业化处置模式。”
但他同时也指出，有机溶剂的回收再利用基本上是一种公益事业，从经济学角度讲，是没有市场驱动力的。他建议，政府与其将精力用到对企业挥发性有机物排放的惩罚性管理上，倒不如变“堵”为“疏”，把资金用到对专业的回收企业的支持上，在用工、用地和税收等政策给予政策优惠和支持，扶持这一产业走上良性循环的道路。
国务院《大气污染防治行动计划》节选
奋斗目标：经过五年努力，全国空气质量总体改善，重污染天气较大幅度减少；京津冀、长三角、珠三角等区域空气质量明显好转。力争再用五年或更长时间，逐步消除重污染天气，全国空气质量明显改善。
具体指标：到2017年，全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上，优良天数逐年提高；京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%左右，其中北京市细颗粒物年均浓度控制在60微克/立方米左右。
一、加大综合治理力度，减少污染物排放
推进挥发性有机物污染治理。在石化、有机化工、表面涂装、包装印刷等行业实施挥发性有机物综合整治，在石化行业开展“泄漏检测与修复”技术改造。限时完成加油站、储油库、油罐车的油气回收治理，在原油成品油码头积极开展油气回收治理。完善涂料、胶黏剂等产品挥发性有机物限值标准，推广使用水性涂料，鼓励生产、销售和使用低毒、低挥发性有机溶剂。
二、加快企业技术改造，提高科技创新能力
对钢铁、水泥、化工、石化、有色金属冶炼等重点行业进行清洁生产审核，针对节能减排关键领域和薄弱环节，采用先进适用的技术、工艺和装备，实施清洁生产技术改造；到2017年，重点行业排污强度比2012年下降30%以上。推进非有机溶剂型涂料和农药等产品创新，减少生产和使用过程中挥发性有机物排放。积极开发缓释肥料新品种，减少化肥施用过程中氨的排放。
【关键词】涂装废气；污染控制；探讨
1.涂装废气来源
涂装是指对金属和非金属表面覆盖保护层或装饰层，是产品表面保护和装饰采用的最基本的技术手段。涂装工艺可以简单归纳为：前处理喷涂干燥或固化。前处理一般包括除油、除锈、钝化（磷化）工艺。针对不同的涂层及对抗腐蚀的要求，除油、除锈、磷化等处理方法要视工件原材料的状况来选择。在前处理除锈工艺中，喷砂、抛丸或打磨工艺，也在不同行业的不同部门按需择用。
随着涂装技术的飞速发展，涂装自动化生产有了明显的进步，静电喷涂、电泳涂漆、粉末喷涂技术得到了应用推广。但是，目前涂装所采用的还都是属于有机溶剂型涂料。
根据涂装生产工艺，涂装废气主要来自于前处理、喷涂、干燥过程，所排放的污染物主要为：前处理过程中产生的粉尘或酸雾，喷漆时产生的漆雾和有机溶剂，干燥挥发时产生的有机溶剂。漆雾主要来自于空气喷涂作业中溶剂型涂料飞散的部分，其成分与所使用的涂料一致。有机溶剂主要来自于涂料使用过程中的溶剂、稀释剂，绝大部分属挥发性排放，其主要的污染物为二甲苯、苯、甲苯等。涂装中排放的有害废气主要集中在喷漆生产线上，其中喷漆室、晾干室、烘干室是废气的主要发生源。
2.涂装废气治理措施
涂装废气的治理可分为防、治两条途径。防主要是减少废气的排放，治主要是对不可避免的排放气体进行净化治理。
2.1减少废气排放
2.1.1源头控制，减少有机溶剂的使用
为了减少涂装过程中的废气排放，可从源头着手，不用或少用含有有机溶剂的涂料，如采用粉末涂料、水性涂料、高固体成分涂料等。粉末涂料不使用有机溶剂，涂装过程中除产生涂料粉尘外，基本上不排放有害废气，因此，近年来发展迅速，应用范围大幅增加。水溶性涂料和高固体成分涂料同样可有效减少涂装过程中的有害废气排放，是涂料行业的发展趋势。在涂装过程中，选择高固体成分涂料或不用有机溶剂的涂料，虽然涂料价格较贵，但却减少了有机溶剂的排放，降低了废气处理的难度和处理设施的规模，符合清洁生产和节能减排的要求。
2.1.2提高涂料利用率，减少使用量
在涂装生产中，喷涂是常用的方法。但喷涂产生的漆雾较多，涂料会以漆雾形式挥发到空气中。
涂覆效率受到很多因素的影响，涂装大面积工件时，这些涂装方法的涂覆效率都很高。但只有大容量低压空气喷枪（HVLP）和静电喷涂才能满足60％的涂装效率。另外，采用机械手喷涂和旋转雾化方式，都能够提高涂料的利用率。
2.2排放废气的治理
对于涂装排放的废气，可采用适当的方法进行净化治理。净化治理存在两条途径，一条是将废气中的有机溶剂回收利用，另一条是将废气中的有机溶剂分解为CO2和H2O。
2.2.1有机溶剂的回收利用
涂装过程中产生的漆雾和挥发的有机溶剂，可进行回收利用的主要是有机溶剂。回收方法有活性炭吸附法、液体吸收法和冷凝法。
（1）活性炭吸附法。主要是利用活性炭比表面积（500-1200m2／g）大，具有优异的吸附性能，使有机溶剂蒸气吸附其表面，当加热烘干吸附介质时，被吸附的气体解析出来，经冷却成为液态，再经分离达到回收溶剂的目的。
活性炭吸附法，需设置过滤器和冷却器进行预处理，除去废气中的漆雾，并将废气降低至适当的温度，以保证活性炭不被堵塞，不会因废气温度过高而导致燃烧。由于活性炭吸附有机溶剂后，其吸附力将逐渐降低，为了保证吸附效率，需要脱附，使活性炭重新恢复活性。最常用的活性炭再生法是水蒸汽脱附法，脱附后的混合气体进入冷凝器冷却成液体，再进入分离器，使溶剂和水分离，达到回收溶剂目的，而分离水需经处理后才能排放。当前，活性炭吸附法有了新的发展，即以活性炭纤维代替通常使用的粒状或柱状活性炭，其使用寿命比普通粒状活性炭长3-4倍。国内也出现了以活性炭纤维（ACF）作为吸附介质，回收有机溶剂的装置。对于回收的溶剂有两种利用方法：重新分馏利用或燃烧产生热量。前者要视企业自身情况，可增加设备，自行分馏利用或委托溶剂生产厂家分馏利用。
后者需要在设备中增加催化燃烧室及热风循环系统，将从活性炭纤维上脱附的有机溶剂高温催化燃烧，并为设备的运行提供能量，因此不再需要蒸汽脱附有机溶剂，并且也不存在溶剂回收过程中对于分离水的处理要求。
现在国际上最新的发展，是采用活性炭纤维布（ACFC）作为吸附介质，通电加热脱附回收有机溶剂。
这种方法具有的优点：有机溶剂在固相和流体相之间的质量转移快，比粒状活性炭快2-20倍；ACFC使用寿命长；ACFC能够快速加热、不需要水蒸汽脱附，因而操作和维护简便，脱附的有机溶剂不需要除水，可以直接应用，并且不存在废水处理问题。
中国是农药生产、使用和出口大国，目前已形成包括农药原药生产、制剂加工、原料中间体生产及研发在内的完整工业体系。随着农药工业的快速发展，环保问题也日益突出。化学合成农药步骤多、收率较低，平均收率仅有30%～40%，其他原料、中间体及副产物都以“三废”形式排出，其中污水排放尤为突出。农药企业每年排放的废水约占全国工业废水排放总量的2%～3%，水量相对小，但浓度高、毒性大，废水中有许多不可生物降解或生物抑制物，治理难度大。
此外，每年有约30万吨的有害有机溶剂在农药制剂中应用。据了解，目前在我国境内登记的2万多个农药制剂产品中，液态制剂达13000多个，它们都不同程度使用各种有机溶剂。其中，乳油登记产品达到9000多个，是使用有机溶剂最大的产品群。数据显示，作为农药制剂生产的主要辅助材料，我国每年有机溶剂用量都在35万吨以上，其中，二甲苯、甲苯、苯等轻芳烃溶剂，每年耗用30万吨左右，甲醇、N’N-二甲基甲酰胺等极性溶剂也有较大使用量。这些物质的大量使用对生产安全、人体健康和生态环境都有较大隐患，有的有明确致癌作用，对农药生产者和使用者的健康有潜在的危害；有些则属于低闪电溶剂，易燃易爆，生产储运安全性差，极易引发危险事故。
高毒农药等污染物毒性大，一旦排放到环境中，既可以通过大气、水、土壤等生态环境直接危害人体健康，也可以通过食物链传导对人体健康造成危害，具有较高的环境风险。
实现一批高毒农药品种的替代。支持农药企业采用高效、安全、环境友好的农药新品种，对12个高毒农药产品实施替代。推进农药剂型的优化升级。实施水乳剂、悬浮剂、水分散颗粒剂等水基化剂型替代粉剂等落后剂型；加快淘汰烷基酚类等有害助剂在农药中的使用；尽量减少有害有机溶剂的使用量。
湖南省农药工业协会认为，实施高毒农药替代清洁工程逐步替代高毒农药是必然也是必要的，实现高毒农药替代产品的过渡需要国家、协会、企业以及使用者的共同努力。
高毒农药占整个农药的比例很低，目前仍保留在产的高毒农药对一些特异性难防治的对象依旧效果显著，其杀虫的特异性仍必不可少，相应替代产品在成本以及防治效果上目前尚无法达到其效果。虽然目前国内生产高毒农药的企业均为规模较大的公司，社会责任感较强，但替代高毒农药产品的研发和推广依旧存在一定的难度。
多年来乳油的使用在环境中带来了大量的挥发性有毒溶剂。但这并非乳油制剂产品本身的过错，而是对乳油中使用的溶剂不加限制和选择。
要真正将拟定的法规标准落到实处，除了强化权力部门的监督检查外，引导企业主动地采用环境生态友好的溶剂替代毒性较高的苯、甲苯等有机溶剂，相应的国家层面的奖励措施也是必不可少的，只有这种有奖有罚的措施，才能充分体现国家在市场配置资源中的政策导向，才能真正的使替代产品在市场中占有一定优势，才能保证政策实施落地。
湖南海利化工股份有限公司总经理黄明智认为，企业只有严格农药安全生产和环境保护，强化工艺创新和污染物治理技术的研发与应用，推进清洁生产和节能减排，实现绿色化生产，才能长久持续发展。
关键词：油气；硫化氢；脱硫剂
1 前言
煤、石油及电力是最重要的能源，煤和石油中存在部分含硫物质，作为能源在燃烧时产生气态含硫化合物排入大气；这些含硫化合物中包括了：硫化氢、二氧化硫及小部分有机硫化物，如氧硫化碳、二硫化碳、硫醇，还有极少量的氰化氢，其中最主要的污染物为硫化氢。硫化氢和少量的有机硫化物不仅对环境造成了巨大的污染，在作为工业生产的原料气时含硫化合物会使催化剂中毒，降低产品质量，甚至无法生产。目前，工业上脱除硫化氢及有机硫的方法很多，常用的有干法和湿法两种。活性炭、氧化铁及目前的一些精脱硫催化剂都是干法脱硫。干法脱硫简单、平稳、脱硫精度高，但是脱硫反应缓慢、设备庞大、硫容有限，一般仅仅在精脱硫阶段使用。湿法脱硫主要分成三大类；物理法和化学法，物理化学法。化学法为中和法。中和法最古老的是氨水法，还有碳酸钠法、乙醇胺法（MEA）、甲基二乙醇胺法（MDEA）等。
2 油气脱除硫化氢的方法
2.1 干法脱硫
该技术用于含硫量在1 000 kg/d以下的天然气脱硫，或要求间歇性供气时采用，干法脱硫工艺具有投资小、设备简单、操作方便、净化度高、处理气量弹性大等优点，特别适用于总硫量不大、缺电少水的边远分散气井、场站及相关装置的脱硫，包括克劳斯法、不可再生的固定床吸附法、膜分离法、分子筛法、变压吸附（PSA）法、低温分离法等，所用脱硫剂、催化剂有活性炭、氧化铁、氧化锌、二氧化锰及铝矾土等。膜分离法能耗低，可实现无人操作，适用于粗脱，依靠气体渗透速率不同而分离，能耗低，适于处理高含CO2的气体；低温分离法时专用于CO2驱油伴生气的处理。
2.2 湿法脱硫
（1）物理溶剂法。物理溶剂法主要是利用对H2S、CO2 和有机硫物理溶解度大的有机溶剂，在较高压力下吸收H2S、CO2 和有机硫，由于是物理吸收过程，酸性气体在其中的溶解热大大低于其与化学溶剂的反应热，故溶剂再生所需能耗明显低于使用醇胺溶液所需能量。Selexol（多乙二醇二甲醚）及Flour Solvent（碳酸丙烯酯）等教适合处理酸气分压高而重烃含量低的天然气。依靠无力溶液吸收及闪蒸出酸气。其再生能耗低，主要用于脱碳。
（2）化学溶剂法。在化学溶剂法中，醇胺法脱硫是天然气脱硫最常用的方法，早期胺法脱硫一般采用伯胺或仲胺，如单乙醇胺（MEA）或二乙醇胺（DEA） 。MEA、DEA 具有碱性强、与酸气反应迅速、价格较便宜等优点，但不足之处是装置腐蚀较严重，溶剂只能在较低浓度下使用，以及与酸气的反应热较大导致溶剂循环量大及能耗高。上世纪80年代以来，具有一定选吸能力的二异丙醇胺（D IPA） ，甲基二乙醇胺（MDEA）等脱硫工艺逐渐进入工业应用。由于MDEA 具有高使用浓度、高酸气负荷、低腐蚀性、抗降解能力强、高脱硫选择性、低能耗等优点，因此受到重视，它的推广应用是上世纪80年代天然气净化工业最显著的技术进步之一。但MDEA也存在有三个固有的弱点：其一是与伯、仲胺相比，其碱性较弱，在较低的吸收压力下净化气中H2S含量不易达到20 mg/m3 的管输标准；其二是若CO2 /H2S比值高，这时MDEA与CO2 的反应速率较低，净化气中CO2 含量不易达到≤3%的管输要求；其三是如果需要深度脱碳，仅采用MDEA不能达到要求。为了克服此类弱点，开发配方溶剂脱硫脱碳新工艺是近年来胺法脱硫的发展方向之一。
2.2.3物理化学溶剂法
将物理溶剂和化学溶剂混合成一种新溶剂，它兼有物理和化学溶剂的各自优点，其中最著名的为砜胺法，或称萨菲诺（sulfinol）法，由Shell石油公司获得专利。砜胺法使用环丁砜为物理溶剂，二异丙醇胺（DIPA）为化学溶剂，配置成水溶液。自20世纪60年代sulfinol法工业化以来，sulfinol法在不断改进和完善以适应不同的脱酸需求。如：sulfinol-M法是使用环丁砜和MDEA组成的混合溶剂。除sulfinol法使用混合溶剂外，近年来还开发了Selefining法（由叔醇胺和有机溶剂组成的水溶液）、Optisol法、Amisol法和Ucarsol LE法等混合溶剂吸收法。
2.3 直接氧化法
在催化剂（有专利）或特殊溶剂参与下，使H2S和O2及SO2和H2S发生化学反应，生成元素硫和水，这就是直接氧化法，如：Claus（克劳斯）法、LOCAT法、Stretford（蒽醌）法，Sulfa-check等。在天然气工业中常用于天然气脱出酸气的处理，原料气的特点是气体流量小、酸气浓度很高。
2.4 选择性氧化技术
选择性氧化技术是利用H2S与氧选择性氧化生成元素硫。该技术的核心是阻止SO2的生成或阻止已生成的元素硫进一步反应生成SO2，使之向有利的元素硫的方向进行。上世纪90年代初，天研院进行了选择性氧化制硫催化剂及工艺的研究，主要研究了催化剂的活性组分及其形态对催化剂活性的影响；过程气组成，特别是氧含量与硫转化率的关系；使用温度、空速等对转化率、选择性的影响等.
2.5 络合铁法脱硫技术
在天然气脱硫领域，络合铁法目前是最先进的液相氧化还原法，在国外被广泛应用在潜硫量不大的天然气脱硫和硫磺回收装置上，如每日脱除小于3 t硫的小型装置。天研院在上世纪70年代进行过该法的研究，主要存在络合剂降解和硫磺堵塞等问题需要进一步解决。
2.6 位阻胺配方溶剂脱硫技术
空间位阻胺与常用醇胺相比，其结构特点是有一个或多个结构较复杂、相对分子质量较大的非直链烷基或其它基团取代了氨分子（NH3 ）上的氢原子。研究表明，在胺分子中引入这类具有空间位阻效应的基团会改善其净化效果。位阻胺配方溶剂的净化效果比MDEA好，溶剂循环量更小，能够降低净化装置的操作能耗。
2.7 脱硫方法选择原则
在众多的脱硫方法中没有尽善尽美的绝对优越的方法，而是各有其特点和使用范围，在应用时需要根据实际情况进行相应的选择。1）当酸气中H2S和CO2的含量不高，CO2/H2S=5，且需选择性脱除H2S时，应该考虑采用MDEA法或其配方溶液法。3）酸气中酸性组分分压高、有机硫化物含量高，并且同时脱除H2S和CO2时，应采用Sufinol—D法。4）DGA法适宜在高寒及沙漠地区采用。5）酸气中重烃含量高时，一般采用醇胺法。
4 结语
硫化氢脱除技术一直为国内外研究者所关注，目前，国内外脱除硫化氢技术日趋成熟，脱硫方法及工艺众多，但是，每种方法都有其优势和一定的局限性，所以，需要根据不同的处理对象和条件选择合适的方法进行脱硫，高效能的将硫化氢直接转化成硫磺、无二次污染将成为今后的研究方向。
参考文献
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[2]蔡培，王树立，赵会军. 天然气脱硫工艺的研究与发展[J].管道技术与设备，2008， 4： 17-19.
关键词：天然气 脱硫 脱碳
天然气作为一种清洁燃料，其开发和利用已在全球受到普遍关注，本文依据天然气脱硫脱碳方法的应用现状和趋势，对几种常用天然气脱硫脱碳方法适用的原料气状况、溶剂的变质难易和最终的净化效果进行了分析比较。
一、常用天然气脱硫脱碳方法
1.MDEA 法
MDEA 工艺在工业上应用的虽然较多，取得的效益也很大，但公开发表的数据并不多。
2.砜胺法
目前国内外应用最广泛的化学- 物理溶剂法是砜胺法，砜胺溶剂在较高的酸气分压下，对酸气仍有较好的吸收能力，从而降低了溶剂的循环量。
3.LO-CAT 法
LO-CAT 法由美国Wheelabrator 清洁空气系统公司研发。
4.CT8-5 法
CT8- 5法是四川天然气研究院开发的天然气净化工艺。CT8-5是一种新型选择性脱硫溶剂，该溶剂具有高选择性、低腐蚀性、低降解、节能等特点。
二、溶剂变质过程的比较
胺液的变质分为化学变质和热变质，变质过程与原料气组分、温度有关系。砜胺溶剂的再生温度较MDEA 等胺性溶剂要高6～10 ℃，因此砜胺溶剂中醇胺变质速率将显著高于MDEA，而所生成的变质产物对脱硫体系的不利影响也更为严重。砜胺Ⅱ溶剂中的环丁砜是十分稳定的化合物，迄今为止还未有其在砜胺溶剂中产生变质反应的报道。
LO-CAT 法在运行过程中络合物的降解是导致溶剂变质的主要因素，防止络合剂的降解将很大程度上减少LO-CAT 法的操作费用。Dow 公司提出在保持吸收器中m（ Fe2+ ） ∶ m（ Fe3+） 大于5，或添加对甲苯磺酸的情况下，可使络合剂的降解量大幅度降低，基本解决了络合剂稳定性的问题。
CT8- 5溶剂抗污染能力强，在吸收过程中产生的降解物较少。由于CT8-5 溶剂属于叔胺类化合物，吸收过程反应热低，不会与CO2，COS，CS2直接反应产生降解，生成噁唑烷酮等类降解物。因此CT8-5法不易发生溶剂变质，使用周期，综上所述，MDEA 法的溶剂氧化降解过程较轻微，发生降解后可采用加碱减压蒸馏或离子交换法等除去热稳定盐。砜胺Ⅲ法的溶剂发生变质的可能性最大，且危害较严重。LO-CAT 法可采用相应措施防止络合物的降解。相比之下，CT8-5 法的溶剂发生变质的可能性最小。
三、对于天然气脱硫脱碳方法的选择
可采用美国Parsons 公司采用的加权法，即投资费用（20） 、操作费用（30） 、工艺可靠性（15） 、工艺经验（15） 、工艺复杂程度（ 10） 和酸气质量（10） ，括弧内的数值为该项特性的加权因子，每一特性再分为10 级。每一特性的级别值乘以加权因子则为该项特性得分，6 种特性的累计得分则是该工艺性能的量化结果，得分高者为优。
四、天然气脱硫脱碳方法的比较
1.适用的原料气类型
MDEA 法、砜胺法及CT8-5法均为吸收法脱硫脱碳。因此，若要分析其适用性，应从其吸收机理入手。MDEA 法、砜胺Ⅲ法采用选择性脱硫溶剂，H2S 和CO2在MDEA、砜胺Ⅲ溶剂中的化学吸收过程的总反应为：
其中，反应（ 1） 是瞬间反应，反应（ 2） 是慢反应。从动力学角度，在吸收过程中，当H2S分子从气相通过气- 液界面进入液相时可与MDEA 瞬间完成反应，因此，H2S 的吸收速率仅受在气相中的传质速率限制（ 即只受气膜控制） ； 另一方面CO2不直接与MDEA 反应，当CO2进入气- 液界面时，需先溶解于水中，水解成H2CO3并经过离解后与MDEA反应，即CO2的吸收速率不仅受反应速率限制，而且还受在液膜中的扩散限制。因此，CO2的吸收速率与H2S 相比较低。
从化学平衡角度以及式（1） 和式（2） 可以导出，在一定的溶剂组成下：
式中，p*S和p*C分别为系统达到平衡时H2S 和CO2在溶剂中的蒸气分压，kPa； KS和KC分别为由式（1） 和式（2） 通过转换得到的H2S 和CO2的总包平衡常数，kPa-1；XS和XC分别为溶剂中H2S 和CO2的负荷，这是平衡选择性的基本原理，该原理可用图1 进行说明，图1 中平衡曲线p*S和p*C的函数值分别取达到相平衡时与进料气分压pSF和pC F相等的数值，可获得的平衡选择性的大小与p*S和p*C曲线的形状，即A点和B 点的相对位置有关，而A 和B 两点的相对位置与溶剂的组成及工况（ pSF，pCF） 有关。若吸收时有足够的塔板数且溶剂有余，则进料气中的H2S和CO2将完全被吸收，此时，吸收塔底的H2S 与CO2负荷之比为XS/XC = pS F/pCF，表明无选择性。当溶剂的流率逐渐减小时，XS增加，而XC则将沿着CO2平衡曲线p*C =pCF减小，即CO2将从溶剂中被“赶”出来，这样便获得了选择性吸收。从原理上分析，砜胺Ⅲ和MDEA两种溶剂都具有平衡选择性，但实际上，平衡选择性只适用于砜胺Ⅲ溶剂，原因在于环丁砜（ SF） 的加入使吸收过程的化学平衡发生了很大变化。
平衡选择性原理只对砜胺Ⅲ或MDEA 溶剂适用，对于砜胺Ⅱ等非选择性溶剂则不适用。砜胺Ⅱ法适合于酸气全部脱除和有机硫（ RSH 和COS） 的深度脱除，也用于含量范围较宽的CO2脱除，包括液化天然气原料气的制备及部分脱除CO2，多用于现有装置的节能改造。
与MDEA 法和砜胺法不同的是，LO-CAT 法是利用氧化- 还原反应将H2S 转化为单质硫，对原料气的压力（～6.3 MPa） 、温度（ 4.4～60℃） 、硫含量等适应能力强。LO-CAT 法的脱硫率可高达99. 99%，净化后的天然气能满足管输要求，能耗低，并且具有易于操作和控制、产品硫磺质量好等特点。
在相同的操作条件下，CT8-5 法的CO2吸收率比MDEA 法低5%～10%，CT8-5溶剂对H2S选择吸收的作用明显。使用CT8-5 法时，当再生塔操作温度和压力低于使用MDEA 法时，蒸气消耗可以进一步降低，再生塔低的操作温度和良好的贫液质量有利于降低脱硫装置的腐蚀速率。
根据上述分析可知，当原料气压力较高时，特别是H2S 分压pS较高（ 如大于0.5 MPa） ，即硫含量高时，可采用砜胺Ⅲ法或LO-CAT 法脱硫； 若原料气中含硫量低，则最适宜选择砜胺Ⅲ法。当原料气压力较低时，MDEA 法和CT8-5 法均适宜[。当原料气中含有一定量有机硫需要脱除、且CO2亦需与H2S 同时脱除的工况，应选用砜胺Ⅱ法。当从原料气中选择性脱除H2S和有机硫、需要适当保留CO2的工况，应选用砜胺Ⅲ法。
五、结语
对天然气脱硫脱碳还可考虑采用国外引进装置和国内自主研发相结合的思路，着眼于实际对工艺流程的重组，进而形成新的工艺包来解决净化装置遇到的气质变化、扩能、降耗等问题。此外，对于近年来我国部分地区发现酸气浓度高、碳硫比高及潜硫量低的几种特殊类型的天然气，我国缺少相应完善的技术，因此应针对我国气田现状开发出更多自主型选择性溶剂，从而针对性地解决实际生产问题，将为我国天然气工业的发展提供可靠的保障。
参考文献
关键词：渗花砖；助渗剂；控制要素；粘度；温度
1 前言
目前市场上抛光砖主要有三种类型:渗花砖、多管布料(又称幻彩)、微粉砖。渗花砖具有生产工艺简单、设备投入少、无需复杂的色粉制备及储存粉桶、产量高、良率高、产品耐磨、耐腐蚀、色彩丰富、图案多样等优点，使之成为建筑装饰材料中不可缺少的主导产品之一。随着人们的消费水平及审美水平的不断提高，对渗花抛光砖的装饰效果、图案的清晰度的要求也逐步提高。所以，若渗花砖的渗花效果控制不好，产品容易造成缺花、花面模糊、阴阳色等缺陷，它是产品降级、色号多及客户投诉多的主要原因。本文就影响渗花砖渗花效果的各种因素，结合生产实际谈一些见解。
2 渗花原理
渗花砖渗花的原理为：利用呈色较强的可溶性金属盐类，经过适当的工艺处理制成渗花釉；采用丝网印刷或者辊筒印刷技术，将印花釉印刷到一定温度的砖坯表面上；经过淋水，依靠坯体对渗花釉的吸附，可溶性盐类在表面活性物质（助渗剂）的帮助下，通过砖坯自身水分梯度渗入到坯体内部；经过高温烧成后，这些可溶性盐类与坯体发生化学反应而着色。坯体作为渗花釉的载体，在常温下与渗花釉发生一系列作用，即毛细管作用、离子扩散作用、表面吸附作用及离子交换作用等物理化学反应。渗花抛光砖一般要求渗花釉渗入到砖坯内有一定的深度（通常较佳深度为2～3mm）。
渗花釉在渗花砖装饰中起决定性的作用，其发色一般为铁、钴、镍、铜、铬、钒、锰等离子。渗花釉一般由溶剂和溶质组成，常用溶剂一般有水、酒精、甲醛、乙二醇等；溶质一般为盐类。从经济角度来讲，水作为溶剂是最恰当的，但为了考虑某些溶质的特性，需要选择可以与水共溶的溶剂，如乙二醇、甘油等。溶质是渗花釉的主要部分，根据溶质的特点可分为：着色剂（俗称主盐）、增稠剂、助渗剂、界面活性剂、缓冲剂（调节pH值）、螯合剂、防腐剂、消泡剂等。其实，在实际生产中一种原料会起到多种作用或多种原料起到一种作用的情况。
2.1 渗花釉各成分的性质及作用
2.1.1着色剂
着色剂是渗花技术最常用的主盐，主要是含过渡金属 Fe、Co、Ni、Cu、V、Cr、Mn等阳离子的化合物。常用渗花着色剂一般为可溶性盐和无机盐类，可溶性盐包括氯化镍、硝酸镍、硝酸铬、三氯化铬、氯化钴、硝酸钴、氯化铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、硫酸铜等，通常可分为有机盐类如醋酸镍、醋酸钴、醋酸铬、醋酸铜等。无机盐类包括氯化铬、氯化锰、氯化钴等。通常在水溶液中有机盐溶解度没有无机盐高，但无机盐高温分解出有害气体，如氯气及氯的各种氧化物，既腐蚀窑炉又污染空气，因此，生产时在保证渗花效果的情况下尽量选用有机盐类。渗花着色效果和颜色的深浅与氧化物的含量有关，可着色离子的量取决于可溶性盐的溶解度。在生产中，由于可溶性盐的溶解度受各种条件的制约，其呈色效果也不同，如醋酸铜在水中的溶解度低，需加入适量的表面活性物质（如柠檬酸铵或柠檬酸钠）助溶。醋酸镍在低温下配制渗花釉时，有析晶、沉淀等现象产生，影响渗花釉的发色效果。
2.1.2螯合剂
因着色盐属强酸弱碱盐，溶解于水后呈中强的酸性，而CMC只有在中性或微弱碱性溶液中才能溶解成高粘度液体。因此，配制渗花釉时需要找到一种改变溶液pH值，但不产生沉淀的化合物。过渡金属元素能形成稳定的配合物或螯合物，它们的氧化物是陶瓷颜料的主体，渗花用的着色盐是水溶性的过渡金属盐，如常见的NiCl2、CoCl2、CrCl3等。它们通过水溶液渗入坯体，经高温氧化分解而发色。实际上这些盐溶于水时已形成了配合离子。如CoCl2是蓝色粉末，溶于水后呈粉红色是因为形成了[Co(H2O)6]2+的缘故。在实际应用中，常使用含结晶水的着色盐，即NiCl2·6H20、CoC12·6H20、CrCl3·6H20等。由于水合离子的水溶液呈中强的酸性，加入CMC不能形成高粘度的胶态物。因此，必须选择一种配合剂进行取代，该配合物的水溶液较稳定，呈中性或微碱性。
螯合剂主要有乙二胺、柠檬酸钠、EDTA，它们与中心离子螯合时分别能提供2、3、6个配位原子。因此，EDTA与金属离子形成的螯合物最稳定，但EDTA不易溶于水，形成的EDTA配盐也不易溶于水，不能渗入坯体内部。而乙二胺的强碱性(与NH3相类似)易与[Mn(H2O)6]2+、[Cr((H2O)6]3+、[Fe(H2O)6]3+反应生成沉淀物。柠檬酸钠较合适作配合剂，它是易溶于水的三元有机酸钠盐，与生色离子形成易溶于水的螯合物较稳定，并且溶液仍然保持水合离子颜色，呈中性，有利于CMC分散。同样，它与Cu2+、Zn2+、Zr4+也能形成稳定的螯合物。螯合剂通常能增加着色剂的渗透深度，又可作为助渗剂。助渗剂又叫促渗剂，其作用是帮助可溶性盐类在淋水适量的情况下获得需要的渗透深度。助渗剂的主要作用有：（1） 有助于坯体毛细管孔的打开，降低坯体表面张力和渗透压；（2） 降低渗花釉的粘度及表面张力，促使着色离子沿毛细孔渗入到坯体内部，并达到符合要求的深度。
虽然助渗剂的作用很大，但其用量并非越多越好，在生产中要严格掌握其最佳用量。若助渗剂用量太少，就起不到调整坯体表面张力和打开毛细管孔的作用，无法给渗花创造条件，使得大量的着色离子滞留在坯体表面，会导致降低了渗花深度；若助渗剂用量过多，会降低坯体强度，同时着色盐类渗入太深，发色浅甚至无色，渗花盐使用量必然增加，成本也随之增加。
关键词：自由基聚合机理；分子量调节剂；有机溶剂；丙烯酸酯
1 引言
针对市场上现有的车膜用胶，使用中存在苯类溶剂影响人身体健康的缺陷。依据丙烯酸胶粘剂合成机理，设计配方进行改进，改进产品配方后，杜绝苯类溶剂对人身体的影响。
现有的丙烯酸酯胶粘剂存在以下优缺点：其一，苯类溶剂在使用中存在与燃料互溶性佳的优势，但存在对人身体及环境污染的缺陷。其二，苯类及脂类溶剂混溶溶剂，在合成中，可以很好的调节聚合物分子量的分布均匀度，保证了涂布的各项指标达到最佳。缺陷同样是在生产过程中，工人的培训必须到位，保证按要求操作，才可以保证生产安全。通过以上两个方面的对比分析，根据国家绿色环保化工的发展要求，生产及市场都需要我们对这一方面进行改进。本论文旨在通过溶剂的复配，合成出一种新型的丙烯酸酯体系胶粘剂，解决现有市场同类产品存在的污染环境及健康的危害的缺陷。
2 实验部分
2.1 实验材料
2.1.1 主要实验原料
丙烯酸甲酯（MA），工业级，北京东方化工有限公司；丙烯酸-2-乙基己酯（2-EHA），工业级，北京东方化工有限公司；丙烯酸-2-羟基乙酯（HEA），工业级，北京东方化工有限公司；丙烯酸（AA）；工业级；北京东方化工有限公司，六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）工业级，巴斯夫。线棒涂膜器Baker Applicater YBA-5型，韩国。
2.1.2 主要仪器
电子天平AB204-S型，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；SNB-1旋转式黏度计，上海尼润有限公司；可控速电动搅拌器，西安予辉仪器有限公司；恒温水浴，西安予辉仪器有限公司；电热恒温鼓风干燥箱，DHG-9070A型，上海一恒科技有限公司；剥离强度测定仪（BLD-100S ） ，济南兰光机电技术发展中心。
2.1.3 溶剂的选择
醇类、脂类、石油烷烃类、DMF、酮类。
2.1.4 丙烯酸树脂的合成工艺路线
组装基本的实验仪器，称量各个组分物料，将1组分丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛脂、丙烯酸正丁脂、丙烯酸、丙烯酸-2-羟基乙酯等单体和引发剂及甲苯、乙酸乙酯、甲醇混合溶剂的二分之一投入装有回流冷凝管、温度计、滴液漏斗和搅拌器的四口烧瓶中。通入N2气，开启搅拌，同时加热，加热到接近回流温度，保温反应60min；然后滴加2组分的混合液，时间大约60min左右，继续反应1h；滴加3#物料约10min左右，然后保温3h，得到无色透明黏稠液体；降温至40度以下，根据初测黏度考虑是否加入4组分，加入后一般搅拌10min，出料，即为成品。
2.2 丙烯酸树脂的性能要求
外观：无色透亮黏稠液体，180°剥离强度大于等于1000g/2.5mm，黏度4000±500mPa.s。固含量45±0.3%，水浴50度，10天黏度变化不超过500 mPa.s。UV吸收剂相容性佳，无晶点析出；黑色染料10%的量，分散均匀，透光率佳，无不挂色处或较暗的阴影区域。成本要求低于市场价0.5-1元/KG。
2.3 胶水的涂布与干燥
将加入交联剂（HDI）后的胶水溶液均匀地涂布于PET膜，在（120±5）℃下干燥1～2min制得胶片，干胶厚度7-8μm。
3 实验方案
3.1 基本配方（见表1）
3.2 实验方案
（1）用乙酸乙酯、DMF、环己烷、正丁醇、6#代替甲苯。（2）用丙烯酸正丁酯或醋酸乙烯脂代替丙烯酸异辛脂。
3.3 实验设计
（1）以五种溶剂对分子量及粘度的影响，确定水平因子，减少实验量。确定三种变量为基础变量进行正交实验。（2）以丙烯酸正丁酯和醋酸乙烯脂进行替代丙烯酸异辛脂试验，确认合理的配比量。（3）加入分子量调节剂，稳定产品在工业化生产中的稳定性。（4）加入助剂，检测各项指标是否满足客户需求。
4 结果与讨论
4.1 不同溶剂对的丙烯酸酯胶粘剂的合成影响
5 结束语
（1）单组份胶粘剂，选取溶剂，针对价格及毒理性能、实验的稳定性各项指标，确定乙酸乙酯可以合理代替甲苯进行生产。（2）用丙烯酸丁酯代替丙烯酸异辛脂，调整各个参数，可以达到原有的窗膜胶各项指标，降低成本。（3）单组份窗膜胶，存在稳定性差的缺陷，但选用合适的固化剂，可以满足固化剂存储稳定性的要求。（4）绿色、环保产品是目前市场发展的主流，此款产品可以满足现有窗膜胶的绿色环保要求，可以进行市场推广，值得同行借鉴。
参考文献
[1]范耀华，王光埙，邓春森.溶剂手册[M].北京：中国石化出版社，2002.
[关键字] 铝酸钠溶液 碳酸钠 硫酸钠 二氧化硅 溶解度 防垢添加剂
中图分类号：0645
前言 在铝酸钠溶液蒸发过程中，由于铝酸钠溶液中各组分浓度的不继增大，碳酸钠、硫酸钠及二氧化硅等杂质成分的平衡溶解度将不断降低，容易在蒸发器换热表面结晶析出和发生脱硅反应，形成结垢，从而影响传热和物料流动，严重影响生产的正常进行，并且增加了热能的消耗。因此，研究碳酸钠和硫酸钠在蒸发过程中的行为，对氧化铝生产具有重要的理论与实际指导意义。
为了研究碳酸钠和硫酸钠在铝酸钠溶液蒸发过程中的析出行为及其影响因素，首先分别测定种分母液中Na2OC（Na2OC 表示碳酸钠浓度， 以氧化钠计） 、Na2OS（Na2OS 表示硫酸钠，以氧化钠计）的平衡浓度与Na2OK 浓度及温度的关系。
1、 蒸发母液Na2OC 平衡浓度与Na2OK 浓度、温度的关系
影响溶液中Na2OC 平衡浓度的因素有Na2OK 浓度、温度、αK 和杂质含量，主要取决于溶液Na2OK 浓度和温度。固定其他因素条件，考察Na2OK 浓度、温度对Na2OC 平衡浓度的影响关系。实验结果如图1所示。
由图1 可见，在温度相同时，随着碱浓度的增大，Na2OC 平衡浓度明显降低；在碱浓度相同时，随着温度的升高，Na2OC 平衡浓度渐渐增大。而温度大于100 ℃时，随着温度的升高，Na2OC 平衡浓度变化幅度不明显。对比碱浓度与温度对Na2OC 平衡浓度的影响可以看出，碱浓度的影响十分明显，如在120 ℃时，Na2OK 质量浓度从151.54 g/L 升高到182.84 g/L，Na2OC 质量浓度变化31.03 g/L。而温度变化15 ℃时，Na2OC 平衡浓度变化一般不超过10 g/L。对上述实验数据进行拟合，其数学模型为：
2、 蒸发母液中Na2OS 平衡浓度与Na2OK 浓度、温度的关系
种分蒸发母液中Na2OS 平衡浓度与Na2OK 浓度、温度的关系如图2 所示。
由图2 可见，在碱浓度相同的条件下，随着温度的升高，Na2OS 平衡浓度渐渐升高；在相同温度下，随着碱浓度的增大，Na2OS 平衡浓度降低。对上述实
验数据进行拟合，其数学模型为：
随着溶液中Na2OK 浓度增大，Na2SO4 的溶解度急剧下降，它在蒸发时结晶析出规律与Na2CO3・H2O 的结晶析出规律相似。温度对硫酸钠的溶解度有显著影响，升高温度可增加其在铝酸钠溶液中的溶解度。在蒸发过程中，由于它们大量析出，导致加热表面结垢，严重影响蒸发效率，增加蒸汽消耗。
此外，在蒸发过程中，溶液中的碳酸钠和硫酸钠能形成水溶性复盐碳钠矾2Na2SO4・Na2CO3 结晶析出。碳钠矾还可以与碳酸钠形成固溶体，使得在平衡溶液中，Na2SO4 的浓度更低。
3、 添加剂对蒸发过程中结垢的影响
通过实验研究，在种分母液蒸发过程中添加防垢添加剂，考察添加剂对减缓结垢形成、延长运行周期的效果，防垢剂种类较多，实验主要采用有机添加剂。取不同的添加剂、种分母液一并加入蒸发器中进行蒸发实验，从蒸发器内壁结垢情况、溶液表面张力变化情况可以看出，从结垢的质量来看，不加添加剂时空白样结垢为34.65 g，添加有机添加剂后，其结垢量均有不同程度的减少，其结垢量仅为14.77～10.53 g，与未加添加剂相比，结垢量降低60%～70%；另外，从结垢的形状来看，空白样加热面结垢致密，颗粒小，难以剥落，添加有机添加剂后，其加热面结垢松散，颗粒粗，容易剥落。由此可见，添加剂可有效抑制碳酸钠、硫酸钠在加热面上形成结垢，是铝酸钠溶液蒸发过程较理想的防垢添加剂。
添加剂的防垢机理如下：晶格畸变作用，凝聚与随后的分散作用，再生?自解脱膜和双电层作用机理。以上机理均带有不同程度的推测，对具体结垢问题进行分析时，往往将防垢作用归结为多种机理的复合作用。溶液表面张力和加热面结垢有一定对应关系，防垢效果明显的添加剂能显著降低了溶液的表面张力，从69.8 mN/m 降低到39.1～42.6 mN/m，可见，能降低溶液表面张力的添加剂，在蒸发过程中能抑制析出粒子在加热面结垢。
4、添加剂对二氧化硅溶解度的影响
在氧化铝生产中，二氧化硅在母液中的含量是过饱和的，硅酸根离子形态复杂，在蒸发过程中一般以水合铝硅酸钠的形式析出即脱硅反应。其析出速度随温度的升高而升高，而水合铝硅酸钠在铝酸钠溶液中的溶解度随溶液Al2O3 浓度的降低而降低。因此，高温、低浓度更有利于铝硅酸钠结晶析出。当母液硅量指数低，且溶液中含硫酸钠和碳酸钠较多时，都会促进脱硅进而在加热表面形成硅渣结垢致使传热性能恶化。硅结垢不溶于水，需用酸清洗，生产中约20 d 清洗1 次，对设备损坏较大。铝酸钠溶液蒸发过程中，减少硅的结垢是非常重要的。从蒸发过程中溶液硅量指数变化对比来看（见图3），未加添加剂的溶液在蒸发过程中硅量指数明显升高，表明溶液中的硅酸根离子以水合铝硅酸钠的形式析出，而添加了添加剂的溶液，在蒸发过程中硅量指数升高幅度低于前者，说明添加剂抑制了溶液中SiO2 的析出，有利于减少加热面硅结垢。
5、 添加剂在蒸发过程中的走向
通过实验测定可知，蒸发后母液的浓度越大，进入渣相的添加剂比例就越高，这主要与析出的渣量越多有关。同时，未加添加剂时溶液的化学耗氧量COD 也较大，说明此溶液中有机物浓度也较高，这是因为水、配制溶液中化工原料中均含有一定浓度的有机物，在蒸发过程中，也有60%左右的有机物进入渣相。由于水溶液中有一定浓度的有机物，而加入添加剂后，其有机物浓度升高不大，且有60%?70%有机物进入渣相，因此，可以认为加入添加剂对拜耳法生产影响较小。
6、 结束语
添加防垢添加剂除了可以降低结垢60%～70%，明显减缓了加热面因碳酸钠和硫酸钠结晶析出形成结垢的速度外，还可以有效抑制溶液中SiO2 的析出。另外，由于铝酸钠溶液中含有一定量的有机物，作为添加剂加入的有机物量较少，并且有60%?70%的有机物进入渣相，加入添加剂对拜耳法生产影响较小。
