對干法乙炔生產中電石渣除塵問題的探討研究

李銀龍

（青海省鹽湖海納化工有限公司，青海 西寧 810000）

1 問題初始情境描述——工作原理

設備在轉運電石渣過程中由于電石渣粒度小 （微米） 、質量輕、溫度高含有水蒸氣，在轉運過程中極易產生揚塵，并且電石渣是由電石與水反應生成的：GaC2+H2O=Ga （OH）2+C2H2+130 kJ/mol，其中加入的水分以氣態或液態由固體氫氧化鈣帶走，隨之帶走一部分熱量，電石渣出反應器的溫度一般為90～95 ℃。

2 主要缺點描述

（1） 由于電石渣質量輕、粒度小、溫度高在轉運過程中水汽蒸發極易產生大量揚塵，造成粉塵量大，布袋表面附著嚴重，反吹系統負載。

（2） 引風管道在收集粉塵過程中，引入大量外界空氣而導致水蒸氣液化 附著在布袋表面，并且由于布袋疏水性不足而導致布袋透氣性減弱。

（3） 電石渣遇到冷凝在布袋表面的水滴形成電石渣乳濁液，電石渣乳濁液黏性強直接導致布袋堵死。

（4） 布袋透氣性減弱使得電石渣中攜帶的乙炔氣體無法正常排出而導致整體系統乙炔含量高，加之布袋堵塞需要操作人員頻繁清理，一方面增加勞動強度，一方面直接影響操作人員及設備安全。

3 除塵種類及適用范圍

3.1 旋風分離器

旋風分離器是利用離心力從氣流中分離所含固體粒子的設備。操作時，含塵氣體以10～25 m/s的速度，由進氣管沿筒體的切線方向進入。 在離心力作用下，固體粒子被甩向器壁，并在重力和向下氣流的帶動下，沿器壁下滑，最后經排灰口落入集灰箱中。凈化的氣體，以錐體下端沿中心軸向而旋轉上升，由排氣管排出。旋風分離器結構簡單，制造方便，性能良好，操作條件較寬，可以處理高溫含塵氣體，因此廣泛應用于工業生產。 通常旋風分離器宜分離5～200 μ m的粒子，過小的粒子其分離效率較低，對于大于 200 μ m的粒子最好使用降塵室先予除去。旋風分離器不適用于分離黏性大、含濕量高、腐蝕性強的物系，否則影響分離器堵塞。

3.2 降塵室

降塵室是最早的重力沉降設備，常用于含塵氣體的預分離。隆塵室實際上是具有寬截面的通道，為提高降小室的生產能力，可在降塵室內設置水平隔板構成多層降塵室，每層高度為25～100 mm，顆粒沉降含塵氣到各層隔板表面，使出灰不太方便。降塵室中氣速不宜過大，以防止氣流湍動卷起已沉降的塵粒，一般氣速應控制在1.5～3 m/s以下。降塵室結構簡單，氣流阻力小，但體積龐大，分離效率低，適于分離75 μ m以下的塵粒。

3.3 袋濾器

袋濾器是利用濾布過濾氣體中粉塵的凈化設備。含塵氣體由下部進氣管進入，分散通過濾袋時，粉塵被截留在袋的外側，通過濾袋凈化的氣體，從上部出口排出，濾袋外的粉塵，一部分借重力落至灰斗內，剩在濾袋上的粉塵隔一段時間用壓縮氣吹一次，使粉塵落入灰斗，經排灰閥排出。一般袋濾器有幾十個濾袋，并分成3～4組，在操作中其中一組處于吹落卸灰狀態，其余各組進行正常除塵。每組是處于除塵還是卸塵，均由自控閥按規定順序進行。

3.4 濕法除塵

濕法除塵主要依靠親水的塵粒與水、水滴或其他液體相互接或碰撞，使塵粒黏附或凝聚，從而與氣體分離。只有含塵氣體允許被增濕或冷卻，且粉塵分離出來是無價值的，同時又不污染環境時，采用濕法除塵是有效的。采用濕法除塵的缺點是廢水處理困難，增加環保壓力，設備龐大，安裝位置要求高。濕法除塵的型式有噴淋式、鼓泡是、填料式。

3.5 靜電除塵器

靜電除塵是利用強電場中氣體發生的電離作用，使塵粒帶電荷而被電極所吸引，塵粒便從氣體中被除去。通常陰極為金屬絲，其直徑為1.5～2 mm，陽極為管狀或平板狀，電極之間的距離是100～200 mm。在管狀電除塵中，單管處理量小，往往排列成多管。電除塵適用于0.01 μ m以上的各類粉塵或煙霧的除去，除塵效率高，阻力小，可以處理高溫和具有腐蝕性的氣體，操作可實現全自動化控制，但設備成本高。

4 問題分析

（1） 降低電石渣溫度，并且減少水蒸氣的含量，減少可以附著在布袋表面附著的電石渣含量。并減少水蒸氣含量以減少形成電石渣乳濁液這種附著力高的物質。

（2） 采用對水汽、溫度、電石渣乳濁液都可處理的除塵器。

5 初步方案

（1） 在電石渣進行轉運前，輸送設備上層主要為水蒸氣，對此部分進 行降溫 （輸送機外層加裝空冷、水冷等降低溫度，提前將水蒸氣 液化分離），一方面降低水蒸氣蒸發帶出大量粉塵、另一方面水蒸氣冷凝后增加電石渣的濕度，降低高低落差時形成粉塵，達到減小粉塵產生量的目的。另一方面減少布袋除塵器吸入水蒸氣的量，減少布袋堵塞頻率。

（2） 更改為濕式噴淋除塵器，濕式噴淋除塵器自身可以起到冷卻作用，而且電石渣乳濁液可以用大量水洗滌溶解，洗滌后的渣漿水加入渣漿池通過壓濾機壓濾后可循環利用，壓濾后的濾渣是很好的水泥原材料，送往水泥廠制作水泥達到零排放零污染。噴淋式除塵器較鼓泡式和填料式的優點是效率高結構簡單，不易堵塞。鼓泡式的篩板和填料式的填料都容易被電石渣乳濁液黏結堵塞，降低除塵效率。工藝流程如圖1所示。

圖1 噴淋除塵器的工藝流程圖

6 形成方案

通過以上方案分析，可以兩個方案組合實施。輸送設備增加冷卻系統后在輸送設備內經過一次加濕沉降，在經過噴淋除塵后完全可以除去粉塵。

7 效益分析

7.1 經濟效益

通過方案組合，可以改善除塵器的除塵效率，并且滿足最新環保要求。

7.2 生產效益

通過加裝水洗噴淋，每小時增加三方水消耗，但是通過本車間壓濾單元可以將水進行回收利用，故按照每年消耗23 760 m3水，50%進行回收，每方水按照2.87元計算，每年投資：34 095元，按照布袋每年消耗400條，布袋單價 200元，每年節約：45 905元。

7.3 社會效益

企業零排放是企業對社會的責任，按照目前要求對環境的三廢排放為零，既能增加社會對企業的信任，也是企業對社會的回報，社會效益不可估計。