密閉電石爐爐氣綜合利用工藝總結

邸亞寧，石淑萍，張宇（西安西化氯堿化工有限責任公司，陜西西安710077）

密閉電石爐爐氣綜合利用工藝總結

邸亞寧，石淑萍，張宇（西安西化氯堿化工有限責任公司，陜西西安710077）

總結了不同時間投運的2臺密閉電石爐尾氣回收利用的工藝流程及運行情況。針對1#爐存在的不足，對2#爐進行了改進。通過改進，較好地解決了電石尾氣綜合利用的問題。

密閉電石爐；綜合利用；尾氣；改進；效益

自20世紀90年代以來，中國的電石行業得到迅猛發展，密閉電石爐所占份額越來越大，電石生產的尾氣排放對環境帶來的負面效應日益突出。密閉電石爐生產1 t電石副產尾氣約400 m3，尾氣溫度約700℃，主要成分СО約占80%，粉塵含量為250g/m3，其中含有大量可利用的化學潛能和高溫顯熱，如果把尾氣排空燒掉，不但污染環境，也浪費了潛在的能源。為了保護環境，使企業得到可持續發展，對電石尾氣進行綜合治理勢在必行。

1 密閉電石爐的運行現狀

西安西化氯堿化工公司現運行2臺密閉電石爐，1#爐為18 000 kVA，投產于1973年，2#爐為22 500 kVA，投產于1995年，于2000年完成了對1#密閉電石爐的綜合利用項目。該項目將電石尾氣直接引進廢氣爐進行燃燒，廢氣爐選型為SHS20-1.27-Q，生產的蒸汽進入蒸汽管網用來滿足生產需要。燃燒后的煙氣經布袋除塵達標排放，使電石尾氣得到較好的利用，環境治理效果及經濟效益均良好。經過幾年的運行摸索，發現其存在一些不足。

（1）電石尾氣中含有微量焦油，再加上粉塵含量較大，尾氣的粘結性很強，電石爐到廢氣爐的尾氣輸送管段經常發生積聚堵灰，使系統阻力增加，引風機負荷劇增，不得不經常停爐進行清灰。

（2）在1#廢氣爐和電石爐之間的尾氣輸送段原設計有1個中間混合罐，在實際運行中，發現罐中積灰嚴重，不易清理，由于溫度很高，尾氣在混合罐中容易引起爆燃。

（3）在電石爐開、停車和進行電極焙燒等運行不穩定時，尾氣不得不排空，但仍有冒黑煙現象。

（4）燃燒器為多管式，廢氣爐運行幾個小時就會堵滿積灰，系統阻力劇增，不得不停車處理。另外，在小火炬點燃，尾氣還未被點燃的短時階段，小火炬很容易被引風機拉滅，造成點火不成功。

2 對密閉電石爐的改進

針對1#廢氣爐的運行情況，在對2﹟電石爐改造前進行了詳盡的分析，肯定了對尾氣先燃燒、后凈化是投資最省、效果最好的工藝，且技術成熟、開車穩定。由此，2006年對2#密閉電石爐的綜合治理項目作了工藝上及結構上的改進和調整。

經計算，初步確定了廢氣爐的蒸發量為13.3 t/h，經過對各爐型的調研和比較，選擇尾氣出燃燒器噴嘴后，行程能和折煙角配合形成多次上升、下降，利于灰塵的自然沉降，同時，適當放大爐膛截面積，降低煙氣流速，避免積灰的搭橋形成聚集結焦，也降低粉塵對受熱面的磨損；適當提高2#廢氣爐的爐膛高度，延長了煙氣的行程以降低爐膛溫度。經和鍋爐生產廠家達成共識，最后選擇自然循環Π型布置的SHS15-1.27-Q廢氣爐。

受2#電石爐周圍建筑和設施的限制，廢氣爐的位置距離電石爐較遠。為避免電石爐到廢氣爐輸送尾氣管段的堵灰，在設計中盡量縮短兩者之間的距離，取消水平輸送管段，由電石爐到廢氣爐形成“人”字形輸送段。經過與1#廢氣爐尾氣輸送堵灰管段的傾斜狀況比較，管段傾斜角大于50°時，堵灰現象大為減輕。為了避開建筑的承重梁，2#廢氣爐輸送管段的角度選擇為與水平夾角53°左右，這樣可保障灰塵靠自重形成自流，有效避免積灰，且輸送管每一段留有卸灰口，可避免由于堵灰造成的停車，提高開車率，其次，在2#廢氣爐工藝設計中，取消了混合罐這個環節，既節省了空間，又節約了投資。

1#、2#電石爐、廢氣爐工藝流程簡圖見圖1、圖2。

由于日益嚴格的環保要求，盡量消除電石爐冒黑煙的現象，尤其是在電石爐開車還未穩定的環節。為此，改進了點火程序，封閉電石爐的緊急排放切換閥，啟動引風機，用液化石油氣點燃小火炬，讓電石爐波動期間的排氣在小火炬的明火引燃下，隨引風機經旋風、布袋除塵后排放，既消除了電石爐波動期間冒黑煙的現象，也消除了СО爆燃的危險。

圖1 1#電石爐、廢氣爐工藝流程示意圖

圖2 2#電石爐、廢氣爐工藝流程示意圖

針對1#廢氣爐燃燒器出現的嚴重堵灰問題，著重對燃燒器進行分析調研，選擇了一種多槍直流式燃燒器。這種燃燒器的尾氣流通截面積增大，空氣由多個小管徑管道伴隨尾氣通道，且安裝位置保障尾氣管傾斜角度大于50°，避免了堵灰現象，使2股氣體在燃燒器出口迅速混合點燃，有了帶壓空氣的支撐，增強了火焰的剛性，也解決了1#廢氣爐火焰有時被引風機拉滅的現象。

由于選擇了特殊工藝，使廢氣爐排煙溫度保證低于170℃，可選擇簡單的旋風除塵器，利用離心力和重力除去稍大顆粒灰塵，再經過布袋除塵器，捕捉細粉。布袋除塵器材質為玻纖覆膜，運行安全、經濟，使用溫度低于200℃，使排煙溫度有了保證。

3 改進效果

改進后的2#廢氣爐于2007年6月正式投入運行，運行狀態良好，達到了廢氣爐設計的各項指標，并于2007年9月17日通過了竣工驗收，取得了鍋爐運行使用證。

電石爐和廢氣爐都正常運行時，切換閥門關閉，煙氣從廢氣爐煙囪排放；廢氣爐不能正常運行時，打開切換閥門，尾氣從電石爐煙囪排空。實際運行中，切換排空閥門基本用不到，在電石爐氣出口處設置了壓力信號采集，直接接到廢氣爐的控制室，隨時監控電石爐的壓力值，及時微調引風機以保證電石爐壓力維持在±10 Pa，使電石爐和廢氣爐都能維持較理想的運行狀態。事實上，廢氣爐的運行更能減小電石爐的波動。

2008年7-12月，2#廢氣爐蒸氣產量為45 523 t，平均出力為11 t/h，蒸汽成本為19.976元/t（該公司外購單價大約為80元/t），2#廢氣爐總投資為746萬元，（環保返還款205萬元）按運行時間8 000 h計，2#廢氣爐年實現利潤528萬元，運行2年即可收回投資。

爐氣經燃燒除塵后，排放至大氣，經陜西省環境監測部門監測，粉塵平均排放值為52.6 mg/m3，遠遠低于《工業爐窯大氣污染物排放標準》中的一級排放標準，也低于1#廢氣爐的排放測試值（71.7 mg/m3）。回收的粉塵粒徑細小均勻，黏性小，流動性好，經有關單位試用，可以用作建筑原材料，延長了產品的產業鏈，增加了企業的活力和競爭力。

從2007年6月開始，2#廢氣爐的實際運行表明，比1#廢氣爐較好地解決了堵灰和結焦問題，大大提高了廢氣爐的開車率，熱能利用率高，除塵效果很好，同時也解決了電石爐冒黑煙的問題，為企業帶來了經濟效益，也為改善生態環境做出了重要貢獻。

Summary on comprehensive utilization of furnace gas of closed calcium carbide furnace

DI Ya-ning,SHI Shu-ping,ZHANG Yu
(Xi'an Xihua Chlor-alkali Chemical and industry Co.,Ltd.,Xi'an 710077,China)

The process flows and operating conditions of tail gas recycling of 2 sets of closed calcium carbide furnace that was put into operation in different time were summarized.According to the shortcomings of 1#calcium carbide furnace,the 2#calcium carbide furnace was improved.By improving,the problem of calcium carbide tail gas utilization was solved.

closed calcium carbide furnace;utilization;tail gas;improve;benefit

TQ083+.4

B

1009－1785(2010)10－0029-02

2010-01-19