电石生产工艺技术的改进与优化

电石生产工艺技术的改进与优化

杨刚

新疆中泰化学托克逊能化有限公司新疆吐鲁番838100

摘要：对电石生产工艺技术进行改进和优化有助于提高电石厂电石生产的质量和效率。随着电石行业技术的发展，国家产业政策的调整，针对高耗、降耗、减排的要求，电石生产工艺技术的深入研究及更新产业的规范及成为“十三五”发展电石行业必须要走的重要途径。本文主要分析了电石生产工艺技术进行改进与优化分析，希望可以满足电石生产的需求。

关键词：电石生产；工艺技术；改进与优化

前言：我国电石生产起步较晚,主要体现在装备落后、管理粗放、操作水平低等方面,随着经济的快速发展和产业结构的调整,我国八十年代初从挪威埃肯公司(Elkme)引进具有国际先进水平的大型全密闭电石炉技术,主要包括:密闭电石炉、组合式把持器、空心电极、计算机自动控制、炉气干法净化等五项技术,号称“五朵金花”,当时建成九套装置,至今建有五十余套装置。

1.传统电石生产工艺介绍

传统的电石生产主要是首先经过石灰窑，将石灰石煅烧成为石灰，之后通过盘式卸料机运输到双辊破碎机进行破碎处理，经过破碎之后，通过滚筒筛得到合适的，能够满足生产需求粒度的石灰颗粒，最后就会将石灰颗粒直接放入石灰料仓之中。焦炭首先需要通过双辊破碎机进行破碎处理，等待破碎之后，就可以利用滚筒筛，获取满足生产需求的焦炭颗粒。之后，满足生产工艺的焦炭或者洗精煤等级可以与石灰直接从贮罐放出，经过自动秤称量直接作为炉料，然后通过转运装置运送到料斗，通过加料器，将炉料定时的投入到电石炉之中。对于35000V的高压电，经过电石炉变压器降低成低压之后，进过铜排导入电极。炉中的炉料在经过电极强电弧热作用之后，就会直接生产电石，然后经过炉口流入电石盆进行冷却。装满热电石的电石盆经过行车吊入冷却库之中，冷却之后，经过提升机输送到破碎机之中进行破碎，破碎之中，利用斗式提升机就可以直接输送到电石储藏仓之中。

2.能量损失及存在的安全隐患

电石厂生产电石能耗损失的主要因素有:(1)生产电石工艺是一种吸热反应需要在高温条件下反应，需要大量的热能;单台电石炉采用并排的6根电极柱实现炉内通电加热，电源通过专用110kV供电线路提供，电炉开关设备是电炉电源的总开关，并且通过三角形－星形选择器对电压进行调整，3个65MVA单相变压器为电极供电(每2个电极对应1个变压器)，共向电炉输入98MW的能量，这种消耗在电炉变压器、短网、电极上的电能是能耗增加的主要原因。(2)炉内副反应多、反应复杂，炭材中灰分、水分、挥发分及石灰生烧率超标对电耗的影响:灰分每增加1%电耗增加50kW·h/t～60kW·h/t;水分每增加1%电耗增加12.5kW·h/t;挥发分每增加1%电耗增加2.3kW·h/t～3.5kW·h/t;生烧率每增加1%电耗增加100kW·h/t这种消耗在电石炉气和被炉气带走的粉尘及出炉电石所带走的热能是能耗增加的另一主要原因。(3)生产电石是高温冶炼、在一级防爆区域炉气净化和电石破碎区域分别会产生CO和乙炔;管道中的CO泄露会严重威胁到员工的安全，乙炔或氧气浓度超过接近料仓中爆炸条件的临界值，氮气流将增加约50倍，防止爆炸性混合物的形成，故员工要要正确佩戴劳保用品，严格遵守规章制度增强其安全及教育培训。

3.电石生产工艺技术的改进

针对电石生产工艺技术的改进，本文以电石干法乙炔生产工艺清净技术为例，进行具体的分析。

3.1工艺原理

原料电石在经过二级破碎之后，将合格的电石放置在乙炔发生器中与水相互反应，从而产生电石渣与乙炔气。产生之后的乙炔气再经过冷却洗涤之后，就直接输送到气柜贮存，经过气柜存储的乙炔气使用压缩机进行压缩处理之后，利用碱浓硫酸或者是次氯酸钠将杂质清除，然后与氯化氢进行反应，直接生成氯乙烯。对于副产物电石渣，则可以用作水泥生产原料，经过循环利用也能够提升经济效益。

3.2粗乙炔气浓硫酸清洁技术

针对浓硫酸清洁粗乙炔气中的磷化氢、硫化氢等杂质气体，所需要的浓硫酸约50kg/t的乙炔气体，并且按照年产量为PVC30万t/a来进行分析和计算，其乙炔气为13.2万t，那么每年就需要6600t/a的浓硫酸，每天出现的废硫酸约为20t，与电石渣相互反应之后，就会生成石膏，用于水泥生产使用。并且经过清静之后的废碱液，可以直接在废硫酸处理尾气洗涤塔中消耗。这种方法主要是减少废硫酸泄漏，以降低对环境和资源造成的压力。

4.电石生产工艺技术的优化——全程计算机控制及仿真优化技术

想要确保电石炉始终处于最佳的运行状态下，除开人工的操作之外，其余的所有系统都是经过计算机来控制的，如配料、加料、上料、炉压控制、功率调节、冷却水、烟气净化控制报警等。通过这样的系统研究，就能够让电石炉控制水平以及经济技术指标提升到一个新的台阶。针对这一系统，其本身的特点如下：第一，将电极长度测控行业难题解决，并且还可以准确控制电极长度和电极端头到炉底的实际距离，这样能够确保电石炉始终处于最佳的热效率。这一控制系统主要是通过输入电极焙烧热、安全间隔、运行负荷等，从而经过计算机来实现控制自动压放电极与升降电极。第二，能够满足自动优选最佳操作电阻，确保冶炼工艺和电气制度都能够达到最佳的匹配，确保在正常工艺条件下，电石炉可以满足高负荷稳定的运行要求。第三，通过计算机仿真技术的使用，可以将电石炉之中的设备工艺状态与关键参数，利用图形、颜色等方式直接在显示屏上通过定量定性的方式呈现出来，这样就可以满足可视化、简单化以及数据化的电石炉操作。第四，按照电石炉电气与工艺状态变量数据，就可以针对炉况的实际运行状况进行定量的分析，并且在一个两维坐标系之中还会直接绘制15条重要的，具有因果关系的电石炉电热特性动态曲线。为了能够对炉况进行综合性分析，并且能够预见的进行电石炉操控，就需要确保在一定条件下，让技术与操作都能够满足最佳状态的要求。第五，基于输出电石炉特征曲线分析的基础上，其本身拥有最高利润操作分析以及最低电耗的功能。通过上述对于电石生产工艺的改进和优化之后，在实际的生产之中能够取得明显的经济效益以及社会效益，并且对于生产企业而言，通过技术的改进与优化之后，也能够更好地应用到生产之中。

结语：

电石厂处在综合利用项目的关键线路上的关键点上，园区内综合利用项目以金属镁为核心、以钠利用为副线、以氯气平衡为前提、以煤炭为支撑、以天然气为辅助的产业链的项目之间环环相扣、关联度强，试车和开车期间制约因素很多，这就要求电石厂在试车试生产中人员做好安全与技能的培训工作，也要严格遵守工艺、设备的操作与维护规范，正确处理诸多问题及异常事件，不断总结工作经验，打好开车攻坚战。

参考文献：

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[2]周红燕，张立，殷礼滨.降低电石生产能耗的途径［J］．聚氯乙烯，2006(4):10-13．

[3]马力．大型密闭式电石炉原料自动输送系统设计与应用［J］．仪器仪表标准化与计量，2012(2):32-36．