提高電石發氣量的攻關總結

王新娟

（湖北宜化集團有限責任公司，湖北 宜昌 443000）

1 生產現狀

楚星公司現有4臺30 000 kVA密閉電石爐，電石設計能力為20萬t/a，自2007年10-11月相繼開車以來，電石發氣量始終偏低，平均值為288 L/kg，導致PVC電石消耗偏高。通過攻關，找到了解決的方法，大幅提高了電石發氣量。使電石發氣量平均值達到299 L/kg。

2 原因分析

（1）入爐原料炭材固定碳低、波動大，粉料多，水分高。炭材固定碳低，則灰分增加，灰分中的氧化物在爐內被還原，其還原的雜質混入電石，降低電石的發氣量。炭材固定碳波動大，導致配比不穩定，電石發氣量也隨之不穩定。炭材粉料多，使爐料棚、料面結成硬殼，進而發生電石爐不吃料、噴料和塌料等，破壞爐內料層結構，支路電流增加，電極上抬，爐溫降低，從而降低電石發氣量（生成300 L/kg發氣量的電石對應的爐溫為1 980℃以上）。炭材中水分增加，一是導致石灰粉化降低電石發氣量；二是降低電石的功率發氣量，見圖1。

圖1 炭材水分和功率發氣量的關系

（2）入爐原料石灰中SiO2含量愈高，則電石的功率發氣量愈低，見圖2。

圖2 石灰中SiO2含量和功率發氣量的關系

（3）爐料配比低（炭材與石灰之比）。在電石爐內石灰與炭材發生反應有兩種速度，即焦炭與石灰不斷化合生成電石的反應速度和生成的電石不斷與石灰共熔而稀釋的共熔速度（即稀釋速度）。若配比低，生成的電石很容易與周圍的石灰共溶成共熔體，使生成的電石被沖淡，這樣稀釋速度就會越快。在爐溫一定的情況下，反應速度不變，稀釋速度大于反應速度，則電石不斷被沖淡，碳化鈣成分不斷減少，生成的電石發氣量降低。

（4）料層結構及料面高度對電石發氣量的影響。電石爐內原料自上向下按料層、相互擴散層、反應層、熔融層逐步反應。若被破壞則會使支路電流增加，電極上抬，熔池內的電流密度降低，爐溫降低。同時大量生料進入熔池，導致電石發氣量降低。若料面高度增高則會相對降低電極的入爐深度，使爐溫降低，導致電石發氣量降低。

（5）電石爐的開動率及出爐時間對電石發氣量的影響。電石出爐的熱損失很大，約占整個熱損失的22.4%，若出爐過勤或者時間過長都會使爐溫下降；電石爐頻繁停爐，開動率降低也同樣會降低爐溫；爐溫降低最終會導致電石發氣量降低。

（6）電石爐負荷對電石發氣量的影響。負荷越高則電能轉化為熱能越多，熱能越多則爐溫越高，電石的反應速度越大。原材料在爐內反應過程中生成電石的同時會與周圍的石灰形成共熔體，當反應速度大于稀釋速度時則電石中碳化鈣的成分會不斷增加，電石發氣量就會越高。

3 攻關過程及實施措施

（1）把好炭材入廠質量關，購進的炭材固定碳含量≥82%?！熬毰涞V”，在炭材庫將炭材按固定碳高低分堆存放，做好標識。使用時進行搭配，嚴格控制入爐炭材的固定碳在83%～86%，從而穩定了入爐原料的配比，不再每班大幅度的調節配比或添加副石灰；更改焦、蘭炭的篩網，由3 mm篩網改為4 mm篩網，同時在炭球稱量斗進口處增加篩網，降低了入爐炭材的粉料；對炭材烘干的布袋除塵器進行改大，增強引風效果，從而增大了烘干能力，將入爐炭材的水分由原2%左右降至1%以下。

（2）到礦山實地勘查，選擇SiO2含量≤1%的石灰石。石灰石進廠后用水沖洗，避免雜質進入。

操作數據存儲作為中間環節，緩沖從業務系統數據庫到分布式存儲集群的直接抽取和計算工作，特別是涉及輕度整合的多表關聯數據，直接從業務系統數據庫抽取到存儲集群，需要占用大量的計算資源，對業務系統數據庫的性能影響較大，可能導致業務系統的異常，所以采用ODS的方式，將業務數據庫的數據不經計算直接同步到ODS中，然后再進行抽取和計算。

（3）通過理論計算與電石實際發氣量相結合設置各爐入爐原料的配比。以前的電石生產走入了誤區，僅單純的追求高產量與低冶煉電耗，不重視電石質量，只求高于285 L/kg合格就行。現把電石的質量放在第一位，在保證質量的基礎上追求高產量和低電耗。入爐原料配比由平均58%上升至62.5%。

配料理論計算公式：

X1（干基配比）=（56.3÷C×B＋F）÷（87.5÷A×B＋D＋E）

式中：X（濕基配比）=X1÷（1-水%）

A—石灰中所含氧化鈣；

B—電石成分；

C—碳素原料中所含的固定碳；

D—電石中游離氧化鈣的含量；

F—投爐碳素原料的損失量，按4%計算。

（4）將各爐的下料柱加長，由原來的1.0 m增至1.1 m，降低了料面高度，相對而言增大了電極的入爐深度，使通過熔池的電流密度增加，提高爐溫。

（5）曾因入爐原材料粉化率高、水分高致使電石爐塌料頻繁，需頻繁停爐處理料面。高峰期各爐平均每天要處理2次?，F從源頭抓起控制入爐原材料質量，各爐幾乎不再塌料，停爐處理料面的時間延長至四五天才處理一次。以前還經常因大塌料導致電石爐設備漏水需長時間停爐檢修，現在幾乎不再出現設備漏水現象。停爐處理料面和檢修電石爐漏水頻次的減少大大提高了電石爐的開動率。

（6）以往各爐全部是每班出8爐，根據電石發氣量將每班出爐的次數降為7次，增大了反應時間，縮短了出爐時間，減少了出爐導致的熱損失。若電石發氣量低，還通過出爐迅速倒眼提高電石發氣量（倒換的新眼因長時間積聚高濃度的電石而發氣量高）。

（7）通過召開研討會和培訓統一操作方法、正確處理料面，“穩定爐況”，從而達到維護好的料層結構、電極深入、提高爐溫的目的。同時因電石爐料層結構維護好了，使電石爐的負荷也得到穩定，長期穩定在20.5 MW以上。

4 結論

（1）控制要點

控制入爐炭材質量、石灰質量；高配比、高爐溫；減少出爐時間；維護好的料層結構；提高電石爐開動率。

（2）效益分析

電石發氣量由288 L/kg上升至299 L/kg提高了11 L/kg。每噸電石提高發氣量11 000 L。與以前相比相當于每噸電石提高了電石產量0.038 2 t。按3 200元/t價格計算，則增效122.24元。

每月電石產量按 592×30=17 760（t）計算，則每月增效217.1萬元。