電石生產的環(huán)保

1、電石生產的環(huán)保、節(jié)能開展循環(huán)經濟、建設環(huán)境型、節(jié)約型社會,是落實科學開展觀的重要內容.電石是化學工業(yè)及金屬氣焊、氣割必不可少的重要原料,由于其能耗高、污染大,國外大多數(shù)國家已不再生產,僅有少數(shù)的幾個國家用電石法生產PVC,但它們對生產裝置的技術要求、能耗要求、環(huán)保要求都很高,所有的電石爐全部為密閉節(jié)能式的.我國由于特殊的國情和當前油價大幅上升的雙重原因,導致我國電石產量以20%以上速度遞增,電石爐的生產裝置年年增加很多,這就造成了整個社會環(huán)保、能源的壓力,最近一段時期國家發(fā)改委、國家環(huán)?？偩秩钗迳辍⒉⒉粩喑雠_新的政策,根本上遏制住了,電石低水平開展擴張的現(xiàn)象,并已出臺了電石行業(yè)準入和產品許可

2、證的方法.由于電石行業(yè)屬高耗能、高污染行業(yè),做好它的環(huán)保和節(jié)能,應該在我國的經濟建設中起著重要的作用.下面就我公司25.5MVA一30MVA密閉電石爐與同行們進行交流,不妥之處,請各位批評指正.一、爐型的選擇和改造電石爐從爐型上分為內燃式和密閉式兩種,爐型不同其煙氣性質完全不同.內燃式電石爐在5070年代甚多,其結構型式為高懸式煙罩電爐,人們正常習慣稱之為開放爐,在7090年代將高懸式煙罩改為低懸式煙罩,又逐漸向爐蓋過渡,人們正常習慣稱之為半密閉爐.爐型不同,其尾氣煙氣性質不同,內燃式高懸式煙罩電爐煙氣量大,煙氣溫度低,一般在200c左右,內燃式低懸式煙罩電石爐,煙溫稍高,一般在400c左右,

3、煙氣量較大,全密閉電石爐煙溫度最高,高達500C800C,但煙氣量很小,除與爐型有關外,不同的地區(qū)、工藝流程、操作手段、原材料都對電石爐的煙氣特征產生影響,一般情況下電石爐煙氣特征如表1所示.表1:不同爐型電石爐的煙氣工藝參數(shù)爐型赧然高懸煙罩開放爐內燃低懸煙罩半密閉爐全密閉爐煙氣溫度160200C350550c500800c風量/電石產量30000Nm39000Nm3400Nm3含塵濃度1-3g/Nm380-20g/Nm3150-150g/Nm31含氧量19%17%1%一氧化碳含量1.2%2-5.0%80-90%二氧化碳含量較多較多微量氫含量微量微量2-5%氮氣含量較多較多微量可以看出,由于爐

4、型的不同,其爐氣所含成分不同,其中的CO、CO2的量是區(qū)別最大的.要想使爐氣充分利用,我們應選擇CO含量高的全密閉電石爐,其尾氣CO的利用熱值遠遠高于CO2.所以我們在選擇爐型應考慮密閉電石爐.只有采用全密閉電石爐型其爐氣成分的CO氣體將在資源再利用上發(fā)揮更大的作用,而內燃式的電石爐那么不具備此優(yōu)越性,在爐氣回收利用上,其價值極小,遠遠不能與密閉電石爐相比擬.在相同條件下,由于密閉電石爐的CO綜合回收利用、其電石綜合能耗上應低于其它爐型.其二,從環(huán)境的角度來看,密閉爐的二層料面上加了一個爐蓋等裝置,外界空氣與電石爐料爐氣隔絕不像內燃爐二層那樣塵、火焰、氣浪、煙霧直接作用在二層操作面,操作面的操

5、作環(huán)境和二層樓面的衛(wèi)生遠遠較內燃式爐潔凈.第三,由于內燃式爐具煙氣量大,其煙氣治理的設備也龐大,表現(xiàn)在占地面積大、設備投資費用高、運行維護費用高等等.“十一五期間,我國電石行業(yè)將加大環(huán)境保護技術的研發(fā),加大綜合能源的限制,加大能源利用技術的研發(fā)、減少對環(huán)境污染的程度,應積極采用全密閉電石爐,只有這樣,我們的電石行業(yè)的開展才具有健康性和開展可能性,否那么電石行業(yè)將退出歷史舞臺.我國電石行業(yè)約有450家企業(yè),年產量居世界首位,國內電石行業(yè)在規(guī)模、爐型、布局、節(jié)能、環(huán)保上存在先天缺乏,原料質量差、治理水平比擬低,同時能耗高、污染重,在電石生產技術方面突出的就是：一方面煙氣回收利用效率不佳,另一方面電

6、石爐煙氣的凈化技術非常落后.我國電石行業(yè)的450多家企業(yè),有600多臺電石爐,約8090%的是為內燃式電爐,資源浪費較大,隨著科學技術的進步和國家對能源的重視,內燃式爐改為全密閉電石爐勢在必行,我想國家準入條件的門檻也會隨國家宏觀調控的政策而隨之提升,屆時隨著國家噸電石綜合能耗政策出臺,全國應取締內燃式電石爐.所以對于內燃式電石爐改造為全密閉電石爐的技術國內已比擬成熟.二、密閉電石爐的除塵凈化技術電石生產主要由氧化鈣與焦炭在高溫下制的,同時產生大量的一氧化碳氣體,Ca+3CtaC2+CO,通過計算每產生1噸電石約產生350Nm3純潔的一氧化碳,由于電石爐中有少量空氣進入以及焦炭有少量水分蒸發(fā)等

7、等原因,爐氣量約為400Nm3/噸電石.經實測,密閉電石爐的爐氣氣體主要成分及粉塵粒徑,粉塵成分如下.表2:密閉電石爐爐氣成分成分COH2CH4N2CO2含量%80-853-8233發(fā)熱量：13358KJ/Nm3平均含塵濃度：50-150g/Nm3表3:密閉電石爐粉塵粒徑粉塵粒徑40m含量%2.513.540.5：20.523表4:密閉電石爐爐氣粉塵分析拄發(fā)分%主要為焦炭固定炭灰分灰分CN含量(PPm)CaOMgOR2O3SiO27-104.5-68553.8231.924.58.25143-990現(xiàn)電石工業(yè)采用的爐氣凈化方法為兩種,一般均來自國外技術,一種為干法凈化,一種稱為濕法凈化.由于濕

8、法凈化的主要缺點是污水中有蒙根離子,即富化物約為20毫克/升左右,必須經多極除策化學反應裝置,使蒙根離子降至0.5毫克/升以下,才能到達國家污水排放標準,這種除塵方式占地面積大,投資大,同時運行費用高,不經濟,現(xiàn)逐步被干法凈化所取代.三、電石爐尾氣的干法除塵由于密閉電石爐爐氣粉塵濃度大,并含有大量焦油成分,在其輸送過程中,如處理不妥,會粘于系統(tǒng)中,造成堵塞,同時由于電石爐況的不正常如電極位置上下、爐料含水份大小、爐中是否有噴料、塌料現(xiàn)象等等事故原因,都會對干法凈化裝置造成較大的困難.密閉電石爐在爐況正常情況下,還應嚴格限制爐蓋內為微正壓狀態(tài),以防空氣滲入爐內,爐氣凈化后應設氣體自動分析儀,監(jiān)測

9、O2和H2含量以及CO和CO2含量.密閉電石爐干法凈化系統(tǒng),是由爐氣粉塵凈化系統(tǒng)和粉塵處理系統(tǒng)兩大局部構成.1、爐氣粉塵凈化系統(tǒng)工藝流程：密閉電石爐爐氣粉塵凈化流程爐氣是隨電石的生產而在電石爐內產生,爐氣溫度在500-800C,溫度的上下主要取決于電石爐負荷和電極入爐狀況,一般爐況比擬正常時,溫度應低于650c左右,密閉電石爐爐壓一般限制在0-5mmH2O,屬微正壓操作.當凈化系統(tǒng)不能正常工作時,爐氣從粗氣煙囪向大氣中排放,止匕種情況一般在凈化系統(tǒng)的設備有較大故障時,才可能出現(xiàn).凈化系統(tǒng)正常投入時,其裝置的管道、容器先由N2、CO2等氣體置換后,爐氣進入凈化裝置,同時粗氣煙囪閥關閉,爐氣經水冷

10、煙囪進行輸送并冷卻,再經一個特殊的裝置,其中部做成旋風除塵器,外部為空氣冷卻器,我們稱之為旋風除塵空冷裝置,可以是二級,也可是三級,根據(jù)每臺電石爐的實際情況設計而定,爐氣經旋風除塵空冷器后,稍大顆粒的粉塵被捕集下來,通過密封刮板機送至粉塵總倉,稍小的粉塵隨爐氣被降至220-260C的溫度,經粗氣風機送至多臺并聯(lián)的布袋過濾器,過濾器中的布袋和密封設施能耐溫300c以上,再用凈氣風機和增壓風機送至各用戶處,此種方法的除塵效果,最終到達：爐氣含粉塵含量小于50mg/Nm3,這遠小于國家工業(yè)窯爐200mg/Nm3的排放標準,爐氣純潔,可進一步綜合利用.這種干法工藝的特點如下：因電石爐氣中含有大量的焦油

11、成分,而焦油在180-190C以下時,就會凝結為液體析出和粉塵混合成很粘的混合物粘結在輸送管道和設備上,極易堵塞系統(tǒng),為此,爐氣從爐子一出來至用戶的各個輸送環(huán)節(jié),爐氣溫度必須保持在220c以上,保證焦油不被析出.由于風機、過濾器的布袋、整個系統(tǒng)的密閉,以及爐氣溫度過高等原因,影響風機、過濾器的使用壽命,更嚴重者破壞了整個系統(tǒng)的密封,可導致系統(tǒng)局部滲漏爆炸,故各設備耐溫性能必須符合爐氣輸送溫度,一般按280c設計,為了留有一定裕度,我們將爐氣溫度上限控制在260Co為了保證爐氣從旋風除塵冷卻出來時在220-260C之間,輸送管道和過濾器必須要有拌熱電纜和保溫裝置.由于電石爐爐氣含塵量大,故輸送的

12、管道、過濾器排灰口應有一定的傾角布置,便于粉塵排出,否那么粉塵可堵塞系統(tǒng).由于爐氣是以CO為主的有毒、有害、易燃易爆氣體,系統(tǒng)的密封性一定要好,且系統(tǒng)工作狀態(tài)處于微正壓,過濾器前后的粗氣、凈氣兩臺風機就是要保證過濾器處于正壓狀態(tài),一旦出現(xiàn)負壓,應有可靠的自動儀表裝置,可以自動調節(jié),補充N2充壓或停車.由于電石爐的爐況在不斷變化,爐氣溫度上下浮動,在設計爐氣冷卻系統(tǒng)時,要有一定的調節(jié)裕量要考慮好爐氣溫度的上限和下限.凈化系統(tǒng)的設備如風機、風機軸封、除塵器應考慮其高溫含塵的惡劣環(huán)境,設計時應留有足夠的裕量.整個系統(tǒng)的壓力、流量和冷卻除塵等等的限制,除有計算機自動控制外,還應考慮系統(tǒng)的平安閉鎖裝置.

13、2、粉塵燃燒處理工藝流程：被凈化后的粉塵收集在粉塵總倉里,它也是與外界隔絕密封的,前面講到過電石爐粉塵里面有富化物是劇毒物質,故需對粉塵進行進一步的處理,那就是將粉塵燃燒,將含有蒙根的物質燒掉,從而到達減少對環(huán)境的污染,流程圖如下：外運回轉冷卻回轉燃燒窯排空廢氣過濾廢氣冷卻器.從前面所提到的旋風除塵冷卻器和多臺并列布袋過濾器除下的粉塵經密封的旋轉閥卸至密封充氮的鏈板機,運至粉塵總倉內儲存,當總倉內爐塵到達一定量時,由總倉下卸灰閥導入燃燒窯,在窯內螺旋導翼的推動下,順著燃燒窯安裝的傾斜滾筒向機尾流動,同時引入被凈化后的少量爐氣,點燃燃燒使粉塵進行燃燒,使含蒙根CN-物質結構破壞,燃燒后的熱灰流入

14、回轉水冷滾筒中冷卻,并排出,至集灰斗,余灰可做水泥原料.燃燒窯在燃燒爐氣粉塵時也產生大量的塵氣,需先冷卻后再經廢氣過濾器除塵后排空.這種爐氣粉塵處理系統(tǒng)的特點如下：所有的粉塵都集中到粉塵總倉,各旋轉卸灰閥,鏈板輸送機密封良好,加充氮密封.所有粉塵經粉塵總倉儲存后,到燃燒窯中燃燒,剩余灰外運.在焚燒窯中,有廢氣除塵系統(tǒng),保證燃燒窯中的環(huán)保達標排放.工藝條件：爐氣溫度：從過濾器進口到爐氣輸送末端,溫度限制在220C-260C,防焦油析出.爐氣壓力：從電石爐到粗氣風機05Pa粗氣風機、過濾器、凈氣風機的壓力保持在3000-4000Pa含塵量：除塵系統(tǒng)進口：50150g/Nm3除塵系統(tǒng)出口：50mg/

15、Nm3凈化效率：99.9%4、評價：此種方法設備少、造價低,凈化過程中不產生含富廢水,可免去廢水處理程序.爐氣中的粉塵經燃燒后,再加工成苦土石灰肥料,也可作為水泥用料.爐氣中粉塵如不燃燒,可用密封運輸車送至磚廠,直接混入磚坯到磚窯中燒掉.所用過濾器布袋為玻璃纖維,外涂四氟乙烯薄膜,此法占地面積小,比濕法簡單.由于密閉電石爐爐氣粉塵濃度大,并含有大量焦油成分,在其輸送過程中如處理不妥,灰堵粘于系統(tǒng)中,造成堵塞,同時由于電石爐況的不正常,如電極位置上下、爐料含水分大小、爐中是否有噴料、塌料現(xiàn)象等等事故原因,都會對干法凈化裝置造成影響.四、密閉電石爐的濕法凈化裝置它包括洗滌凈化過程和廢水處理過程下列

16、圖為爐氣濕法洗滌過程：點火放空A爐氣濕法洗滌流程未處理爐氣從電爐經水冷煙道到水封截止閥進入洗滌塔,爐氣被洗滌凈化并冷卻到溫度為30C,然后進入泰森洗滌器中,同時加壓,使凈氣管路中的壓力可達200mm水柱,再經氣體別離器將水氣分開,同時使已凈化氣體被枯燥,即氣體的濕度不大于相應溫度的濕度,經過凈氣水封和切換閥送至用戶.2、濕法凈化的廢水處理流程：來自氣體凈化裝置的洗滌水,首先被引到除象裝置中,在其中參加添有一定劑量的化學藥劑進行富化物氧化作用,在除富裝置中,分一、二級反響箱,所有的反響箱都配備了攪拌器,對洗滌水溶液進行強混合,箱是抗腐蝕結構的,反響完后,循環(huán)水流入沉淀池,粉塵污泥被沉淀,同時澄清

17、的水用水泵將此水輸?shù)讲⑿羞\轉的逆流砂過濾器,此時的剩余固體含量低于0.005g/l,然后在強迫通風冷卻塔中冷卻到30C,再由泵經過水分配器將其返到爐氣凈化洗滌裝置中去反復使用.沉淀池中的淤渣借助活塞隔膜泵,用含水量約95%的水傳送到圓板式壓力過濾器,經壓力過濾器后,將形成的淤渣濾收到余渣倉,再將其做為肥料或密封送至水泥廠或磚廠用.3、濕法爐氣凈化系統(tǒng)：主要設備性能參數(shù)洗滌塔：多層噴嘴復合型,塔內流速3-5m/s,壓力降785-980Pq供水量：液氣比7-25L/m3,供水壓力298KPa,供水溫度60C.洗滌機：泰森型煤氣洗滌機,供水量：液氣比2.910L/m3;供水壓力298KPa;壓力降約

18、4900Pq供水溫度60C.系統(tǒng)凈化前含塵量：50150g/Nm3凈化后的含塵量：50mg/Nm3凈化效率：99.9%五、我公司電石爐尾氣綜合利用根據(jù)樹立和落實科學開展觀,走新興工業(yè)化道路,推動循環(huán)經濟開展的要求,電石企業(yè)應以提升資源的利用率和保護環(huán)境為核心,加快資源節(jié)約綜合利用的步伐,降低能耗、節(jié)約原材料、降低產品本錢,將電石爐的爐氣利用好,發(fā)揮其重要的能源作用.在實際生產中爐氣的回收量約為400Nm3/噸電石,爐氣凈化后的氣體成分為：CO8590%H223%CO212%O20.21%N226%下面就我公司的電石爐生產做一概況介紹：我公司原設計電石爐為挪威日kem25.5MVA密閉電石爐,由

19、于其設計在幾何參數(shù)上具有很大的缺陷,在2005年我公司對該爐進行了改造,主要目的是使幾何參數(shù)之間匹配,并通過調整電氣參數(shù)使之更趨于合理.改造后電石爐由25.5MVA增至31MVA,日產量170噸,月產量約5100噸左右,電耗3240KWh/T以下.2002年我們投資300萬左右對密閉電石爐干法凈化進行安裝調試,2002年7月份開始試運行,在試運行過程中,又斷斷續(xù)續(xù)地發(fā)現(xiàn)了問題,集中表現(xiàn)在爐氣粉塵大,爐氣溫度高隨爐況變化大,粉塵難排等等,我們在2003年10月又進行了一次改造,至今已連續(xù)運行了三年時間,其爐氣除塵凈化裝置相對電石爐同步開動率達96%以上.現(xiàn)我們的電石爐氣回收用于四個裝置.1、 氣燒石灰窯其用氣量約為1800-2000Nm3/h2、 焦炭烘干其用氣量約為450500Nm3/h3、 取暖、茶水鍋爐其用氣量約為200250Nm3/h4、 空心電極載氣其用氣量約為100150Nm3/h由于公司電石爐增容后,由原來尾氣量2400Nm3/h增至28003000Nm3/h,根本