电石生产工艺技术的设计和优化

电石生产工艺技术的设计和优化

王永祥

新疆圣雄电石有限公司 新疆吐鲁番市   838100

摘要:电石工业发展相对滞后，设备落后，管理粗放，操作水平低。发展电石生产行业，必须依赖于电石生产行业的技术。当前，随着《电石行业准入条件》的出台，电石生产行业进入了"零利润时代"。因此，要实现我国电石生产行业的快速发展，必须大力发展节能降耗、原材料和附加产品的综合利用。本文对其电石生产工艺技术进行了设计和优化，以期达到对电石生产的要求。

关键词:电石生产;工艺改进;优化

前言:在引进了世界领先水平的全密封电石炉技术时，二十多年来，电石厂的工程师们不断地消化、吸收、改进，使其工艺不断完善。目前我国大部分封闭式高炉的生产厂家，都是在80年代初期引进的25500 KVA埃肯密封电石炉。随着对电石的需求量也越来越大，同时，新的技术、新方法也在不断完善和优化。

一、传统电石生产工艺介绍

传统的电石生产，一般都是先将石灰石烧成灰烬，然后用盘式卸料机送到双辊机进行粉碎，粉碎后，再用筛子将其粉碎，获得符合生产要求的石灰颗粒，然后将其倒入石灰盒。焦炭要经过双辊式破碎机的粉碎，然后再用筛子来获得符合要求的焦炭。对于电压，通过电石炉的变压器，将其降至低压，然后通过铜片引入电极。炉子里的材料，在极高的电弧下被加热，产生了一种电石。通过车辆将其送入冷冻室，冷却后，由升降机将其送入破碎机，将其粉碎，然后由斗式起重机将其送入电石仓库[1]。

二、电石生产工艺技术的设计和优化

(一)粗乙炔气浓硫酸清洁技术

根据浓硫酸清洗粗乙炔气中的磷化氢、硫化氢等杂质气体，所需的浓硫量为50公斤/t，而根据年产量为聚氯乙烯300，000 t/a进行分析和计算，所需的乙炔气为132，000吨，所需的硫酸量为6600吨/a，而废液量为20吨左右，与电石渣反应后，可以形成石膏，供水泥生产。而且，经过净化后的废碱液，可以在废硫酸的净化塔中直接使用。该技术的目的在于减少废液的外溢，从而减轻对环境和资源的影响。

(二)原材料处理工艺设计优化

影响电石炉正常生产的主要原材料是石灰、碳材的品质、石灰、碳材的粒径比，电石的生过烧是电石电耗和产量的一个重要因素。因此，要着重控制镁的含量。因此，高镁的石灰不宜用于电石的生产，更无法达到良好的生产效果。影响电石生产的第二大因素是碳材中的杂质，但这并不明显，只要增加碳含量，就能生产出高品质的电石，所以碳材中的杂质虽然会对电石厂的生产造成一定的影响，但对生产并不重要。碳材的比阻是影响电石产量最重要的因素，电极是否能进入电石炉的内部，是电石炉能否顺利进行的一个重要标志。因此，在电石冶炼过程中，应加强对炭材的入炉粒径和比阻的控制(如石油焦、兰炭等，选择具有更大电阻的石油焦)[2]。

(三)耐火材料砌筑工艺的优化

在电石生产中，炉池的温度可以达到2400摄氏度，在这样的高温条件下，炉衬的耐高温、耐腐蚀、隔热等性能将成为提高电石炉衬里寿命的关键因素，在国内的封闭式电石炉中，采用新型节能的自焙碳砖炉衬绝热技术，不但可以降低大型电石炉的建设投资、提高了电石炉的使用寿命，同时还可以在不改变其他工艺和设备的前提下，提高电石炉的技术和经济指标，创造稳定的生产条件。利用自焙炭砖的衬里隔热技术，对提高电石炉内的反应条件进行了改进。炉膛温度场变化。电石生产过程中，炉内温度是电石制反应的关键，炉内电石的生成反应速率由1800℃上升到2100℃时的490倍，大大超出了炉内其它因素的作用。所以，要充分利用热能，把热量损失降到最低，把热量集中到反应区，这样就可以提高反应温度，加快反应的速度。在不能改变炉子的电气参数的前提下，尽量做到隔热和隔热，对炉底的碳砖材料提出了新的要求，经过多年的实践，采用炉衬绝热技术，将热能集中稳定在反应区，从而改变炉膛内部的温度。提高炉底温度在没有采用自焙碳砖之前，由于材料等级、炉体结构和砌筑质量等原因，电石炉底部的导电性较差，炉衬绝热较差，导致炉底不能聚集足够的热量，从而不能保持炉底的稳定。

三、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

为了保证电石炉在最佳的工作条件下，除了需要手动控制的出炉系统，其它全部由电脑控制。研制出了一套电极工作长度的自动检测控制系统、电石炉微机模拟、电极操作参数优化控制专家系统。这一系统的应用，将会把电石炉的控制和技术、经济效益推向一个新的高度。为了保证电石炉能一直保持在最佳的工作状态，除了手动控制外，其他的一切都由电脑控制。有了这些系统的研究，电石炉的技术和控制技术将会更上一层楼。该体系自身具有以下特征:第一，可以实现对最优工作电阻的自动优选，保证熔炼过程与电气系统之间的最优配合，保证了电石炉在常规生产过程中能满足高负载、高稳定性的要求。第二，利用计算机模拟技术，可以利用图形和颜色，将电石炉中的关键参数，量化地显示在屏幕上，实现了电石炉的可视化、简化和数据化。第三，根据电石炉的电学和工艺参数，可以对电石炉的实际工作情况进行定量的分析，同时还可以在一个二维的坐标系统中，画出电石炉的电热特性的动态曲线。为了全面的分析和预测电石炉的控制，必须保证在特定的情况下，达到最优的工艺和运行。第四，根据电石炉的特性曲线，它自身具有最优运行分析和最小功耗的特点。基于对电石炉特性曲线的分析，实现了能耗最低、盈利最高的运行分析。通过对上述技术的改造与优化，在生产实践中收到了显著的经济效益和社会效益。对电石炉进行全面的分析，并对其进行预测控制，以保证其在特定的工况下，达到工艺和运行的最优

[3]。

结束语：

总之，随着时间的推移，人类对科技的需求越来越大。这一点在电石生产也是一样。在对传统电石生产进行技术改造的基础上，对电石法进行合理的优化，使其能够适应新的电石生产生产工艺要求。该技术的应用，可以改善炉内电石的形成条件，有利于电石生产工艺的优化，解决了电石在实际生产中普遍存在的炉底上升和硅铁刺穿炉底的问题。实践证明，该系统能有效地控制电石炉的安全运行。

参考文献:

[1]周江明.电石炉尾气净化系统的研究与应用[J].中国氯碱，2021(12):32-34.

[2]王燕. 电石生产主要固体废弃物综合利用研究[D].北京化工大学，2016.

[3]江军. 电石炉净化灰回收利用工艺技术研究[D].北京化工大学，2015.