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摘 要：根据中国电石工业协会统计，截止2017年年底，我国电石炉生产企业已达到260家，电石生产能力已达到5000万吨/年，电石生产过程中会产生副产物CO，其化学反应式为：CaO+C=CaC2+CO↑。以宁夏能化81000kVA电石为例，每吨电石产可产生500Nm³电石炉尾气，单台电石炉满负荷年产12.5万吨电石，每年可产6.25*107Nm³的电石炉尾气，每Nm³的尾气热值在2300～2500kCal/Nm³之间，有极高的再回收利用价值。处理电石炉尾气并循环利用，可以节能降耗，减少对环境的污染，并可以建立循环生产链。我国大型的电石炉生产厂基本上都有电石炉尾气处理系统，如何选取合适的电石炉尾气处理系统，对电石炉循环生产链有至关重要的影响。
关键词：一氧化碳；密闭电石炉；电石炉尾气；处理系统
1 概述
宁夏能化投入运行的密闭电石炉是国内首座81000kVA大型密闭电石炉，有功功率为46.5MW，满负荷的产量达15.34吨/小时，每吨电石可产出7670Nm3尾气，由于电石炉每小时生产能力高，单位时间内相对于其它功率较小的电石炉产生的尾气量大，对净化系统的尾气处理能力要求更高。
现结合宁夏能化密闭电石炉的电石炉尾气处理的净化系统进行剖解、分析，论证工艺操作、设备选型等各方面对净化系统处理能力的影响，并根据几种电石炉尾气处理技术的优点与缺点的对比，选比优点较为突出的电石炉尾气处理系统的选型。
2 电石炉尾气成分分析及特点
2.1 电石炉尾气成分
2.2 电石炉尾气的特点
①电石炉粗尾气的热值为2300～2750kcal/Nm，平均为2400kcal/Nm3；
②电石炉粗尾气的温度约为500～700℃，最高时可达1000℃；
③电石炉粗尾气的含尘浓度约为100～150g/Nm3，最大时可达300g/Nm3；
④因电石生产间歇出炉、检修、停电等因素，所以尾气量波动而不平稳；
⑤温度波动不稳定，正常在500～700℃之间，最高时可达1000℃；
⑥尾气含有微量焦油，具有粘、轻、细不易捕集的特点。
2.3 电石炉尾气造成的危害
①未经处理的电石炉尾气直接排入大气中，尾气中夹带的粉尘会散落到地面，对环境的污染极大；
②净化系统内部管道等发生堵塞，电石炉其它紧急放散装置无法及时打开时，会造成电石炉炉内压力急剧上涨，给电石炉正常的工艺操作控制，带来相当大的困扰；
③由于电石炉尾气中的CO含量较高，会造成中毒事故；
④尾气中的粉尘不能及时从电石炉炉膛内排出，会在料面形成较多的粉末，造成料面结成硬壳，挡硬壳积累到一定程度时，会大面积的塌陷，此时会造成电石炉炉压急剧升高，会造成较为严重的后果，极端情况下还可能引发工艺事故；
⑤电石炉尾气热值较高，如不加以利用直接排放，会造成大量的能源损失；
⑥电石炉尾气处理系统的降温是技术核心和难题，如果降温效果不能达到设定值，高温极易造成净化灰处理的设施的损害、寿命降低等一系列问题。
3 电石炉尾气处理的方法
3.1 直接排放
电石炉尾气直接排放对环境危害极大，造成能源浪费，未做到循环利用，经济效益低，在加上近年来环保法制越来越严，此方法已被严令禁止，几乎所有的电石生产企业都在循环利用电石炉尾气。
3.2 干法处理
通过降温器、风机、管道及布袋除尘器，将电石炉粗尾气的温度降到工艺要求值，尾气中的粉尘含量降到国家标准值后，产生的电石炉净尾气排放或循环使用，产生的电石灰也可作为燃料使用。
3.2.1 干法处理的优点
①流程简述：
②电石炉粗尾气经处理后，至产生尾气中自带的粉尘，再无其它的需二次处理的产物；
③设备维护量较小。动设备一般只有两台引风机，其余为阀门、管道和静设备；
④设备处理能力如与电石炉尾气产出能力设计的匹配，其降温效果和粉尘处理能力，可达到预期目的；
⑤可通过引风机较为方便、快捷的控制电石炉在生产过程中的炉压波动。
3.2.2 干法处理的缺点
①电石炉粗尾气行程前段的冷却设备、管道、阀门等损伤较大，这主要时因为电石炉粗尾气从电（下转第63页）（上接第60页）石炉内排出时温度高，并含有大量的粉尘。
②设备在长期使用后，降温效果会降低，温度较难控制工艺要求的范围内。
③管道、设备内部容易附着电石灰，堵塞通道；
④后续处理电石灰时，二次扬尘点较多，二次污染大；
⑤尾气内粉尘处理的不彻底，会对后系统循环利用的设备造成再次污染；
⑥产生的固废（在此称为净化灰）含有电石、碳、石灰等，处理困难；
⑦设备及管线布置较为复杂，占地面积较大。
3.3 湿法处理
高溫电石炉尾气经过水洗塔进行降温除尘，再将水与烟气分离，回收经过净化的尾气，尾气至后续装置循环利用。洗涤后产生的污水，大部分进行循环利用，一部分进行处理。
湿法处理的优点：可以快速除去电石炉尾气中的粉尘；可在较短时间内降低高温炉气；尾气稳定降低后，可使烟气内的焦油湿法处理电石炉尾气会产生大量的污水，二次处理污水的难度较大、投入较高。经湿法处理的电石炉尾气，夹带的水分高，在循环利用中，水分的处理也是一个难点。
由于以上原因，目前计几乎无电石生产企业中使用湿法处理电石炉尾气。在此文中对湿法处理不多做介绍。
综上所述，几种电石尾气处理技术相比之下，干法处理的技术较为成熟，更为环保和经济，因此绝大多数电石炉企业选用的为干法处理技术。电石炉尾气处理系统的工艺流程较为简单，其系统的长周期稳定运行，主要取决于设备能力、设备质量的可靠性，设备如何选型是电石炉尾气干法处理技术另一个需要深入探讨的课题。
参考文献：
[1]熊谟远.电石生产及深加工产品[M].北京：化学工业出版社，2001：91-97.
[2]张永春.电石生产工艺技术的改进和优化[J].内蒙古化工，2009（12）：109-110.
作者简介：
丁小龙（1983- ），籍贯：宁夏固原，学历：大学本科，职称：助理工程师，研究方向：电石、化工。2006年7月毕业于重庆大学冶金工程专业，7月任职于安徽马鞍山钢铁集团股份有限公司，从事转炉冶炼技术管理；2009年9月进入中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司（前身国电英力特能源化工有限公司），主要从事石灰窑、电石及干法乙炔的技术管理工作。 |
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发表于 2022-2-27 19:59:07