熱電石粗破碎系統的設計

程 名

（中國天辰工程有限公司，天津300400）

1 工程背景

電石法聚氯乙烯主要是以電石和水為原料，通過反應制得乙炔，作為后續生產聚氯乙烯的原料。根據電石和水加入的方法或電石渣排出方式的不同，分為干法乙炔和濕法乙炔兩種工藝。濕法乙炔需要的是粒度為0～50 mm 的電石，干法乙炔需要的是粒度為0～3 mm 的電石，而電石爐出爐的原料電石均為1 m3左右的整塊電石坨。所以必須將電石坨進行一系列的輸送、破碎、篩分等加工處理過程，以得到合格粒度的電石原料。

隨著國家對化工園區的規劃和建設，電石作為生產聚氯乙烯的原料，電石廠和聚氯乙烯廠經常毗鄰而建，直接將合格粒度的電石通過輸送設備輸送至聚氯乙烯生產，將比現有的用汽車將電石坨運送至聚氯乙烯工廠后再進行破碎更為高效和便捷，同時也減少了電石在倒運和儲存過程中的風化和損耗。

目前國內已采用的將熱電石坨在冷卻廠房直接進行粗破碎方案，電石坨在電石鍋內冷卻至400 ℃左右時，由起重機將電石坨從電石鍋內吊出后碼放在電石冷卻廠房內。為了不占用冷卻面積，破碎機通常布置在冷卻廠房的端部，這時需要另外一臺起重機將在地面冷卻后的電石坨吊至粗破碎上方的受料斗內，進入一級顎式破碎機進行破碎。此破碎方案的弊端是電石坨被倒運的次數多，生產效率低下。電石坨只經過初步的摔碎處理，對破碎機的沖擊較大，給設備的運行和維護帶來很多問題。由于無法保證破碎前的入料粒度，極易造成一級顎式破碎機的卡料現象，常需要人工腰系安全繩下去掏料，存在嚴重的安全隱患。另外，采用此方案需要的地下工程較多，土建投資造價高，而且地下工程排風不通暢，容易造成乙炔氣體的積聚，當氣體濃度達到一定程度并有外界觸發因素時，乙炔氣體容易產生爆炸，為安全生產埋下禍根。

2 項目實施方案

電石的粗破碎系統包括依次對應連接的提升機、翻轉機、打碎機、破碎受料斗、重板給料機、斗式提升機、一級顎式破碎機、振動篩、二級顎式破碎機等。出爐冷卻至400 ℃的電石坨通過此系統進行一系列的輸送、破碎、篩分等加工處理過程，成為50 mm以下的塊狀電石，作為后續生產聚氯乙烯的原料。

提升機的優點在于冷卻電石時，電石坨不需要離開電石鍋，直接將裝有冷卻至400 ℃左右電石坨的電石鍋通過提升機提升至高處，送至翻轉機附近處。避免在地坑內進行物料的處理，防止破碎和輸送過程中產生的乙炔氣體積聚在地下，減少安全隱患。空電石鍋隨提升機原路返回到冷卻廠房，減少了電石坨的倒運次數，提高了生產效率。

翻轉機將提升機送來的電石鍋內的電石翻入破碎受料斗，翻轉后再將空電石鍋放回提升機上，由提升機送回至電石冷卻廠房，用以循環利用。破碎受料斗設有開孔為800×800 mm 的篦子板，打碎機對篦子板上的電石坨進行搗碎作業，篦子板的開孔能夠有效地控制出料的粒度，保證破碎機的入料粒度，從而減輕對破碎機的損害和沖擊，防止破碎機發生卡料現象。重板給料機將打碎機初步搗碎后的塊狀電石均勻連續地輸送至破碎機的進料口，以達到控制給料流的目的。重板給料機給料量均勻、準確、可靠、能夠承受較大的荷載，抗沖擊能力強。通過重板給料機給料，能夠減少物料對破碎機的沖擊，降低破碎機的故障率，從而延長其使用壽命。

一級顎式破碎機的進料口尺寸為900×1 200 mm，用于將重板給料機輸送來的電石破碎至粒度為120 mm 以下的電石。兩級破碎都采用的是顎式破碎機，該設備具有耐磨、抗壓、壽命長等優點，極其適合破碎大塊電石這種粒度大的脆性物料。斗式提升機用于將一級破碎機出來的電石提升至高處，送至振動篩的進料口內。振動篩的篩網尺寸為50 mm，將斗式提升機輸送來的電石進行篩分處理，將粒度>50 mm 的電石送入二級顎式破碎機，粒度≤50 mm電石為合格粒度的電石，其將作為后續的聚氯乙烯生產的原料。二級顎式破碎機的進料口尺寸為250×1 200 mm，用于將振動篩的不合格粒度的電石，即粒度＞50 mm 的電石破碎至50 mm 以下，與振動篩的合格粒度的物料一起作為后續聚氯乙烯生產的原料。

所有設備之間由密閉管道進行連接，用于物料的輸送。所有密閉設備和密閉管道均進行充氮保護，防止乙炔氣體的產生危害。

3 新項目優勢

采用此電石粗破碎系統，主要有以下優勢。

（1）高效便捷，提高生產率。可以直接將出爐電石坨進行初步冷卻后，進行加工處理成為合格粒度的物料，通過帶式輸送機即可送至下游聚氯乙烯生產用戶，避免通過汽車運輸時電石進行的多次裝車、卸車和倒運過程，系統流程自動連貫。

（2）機械自動化程度高，節約人工勞動成本。以往聚氯乙烯廠通常用裝載機將汽車運送來的大塊電石坨進行反復的翻倒、碾碎，并需要人工輔助用大錘將電石坨進行敲碎，工人的工作環境極其惡劣，勞動強大。此系統用機械化代替人工，并可實現遠程監控和DCS 聯鎖開車停車，現場只需要巡檢工人即可，減少了操作人員的配置，同時也大大減輕了現場操作工人的勞動強度。

（3）系統可靠性高，設備維護方便。用裝載機向一級破碎機喂料，瞬間料流量大，而且粒度無法保證。采用此系統，破碎機的集料和卡料現象大大降低，系統運行穩定可靠。一級破碎機位于地上廠房內，不再布置在狹小擁擠的地坑內，設備檢修方便。

（4）節省建設初期的土建投資，節約占地面積。生產廠房的地下工程量少，減少了前期的土建施工費用，尤其適合地下水位較高不適合挖深的地區。聚氯乙烯廠不再需要設置單獨的電石儲存倉庫和破碎篩分廠房，可以直接接收來自電石廠帶式輸送機輸送來的合格粒度的電石，節約了大量空間。

（5）減少物料在汽車運輸過程中的損耗，節約生產成本。電石坨在汽車運輸過程中，長時間暴露在空氣中，容易風化。此系統可以通過帶式輸送機直接輸送至用戶，或者將破碎后的小塊電石密閉封裝在料箱或者包裝袋內用汽車運輸，降低電石的風化速度，從而節約生產成本。

（6）安全可靠，環保性高。避免了傳統電石坨用車輛運輸過程中造成的粉塵污染，減少了電石作為危險品在運輸中產生的不安全因素。物料處理過程均在多層廠房內實現，通風良好，不會造成乙炔氣體在通風不暢的地坑下積聚，提高了生產廠房和設備的安全性。

4 結語

該項目為電石冷卻和電石破碎的聯合處理提供了新的思路和方法，尤其對今后大型化工園區電石-聚氯乙烯一體化項目具有實際參考意義。