大型密闭炉清洁生产低排高效

    我国电石行业进行大规模节能减排装备改造迫在眉睫。而将落后的内燃式电石炉改造成大型密闭炉，生产1吨电石的烟气排放从9000立方米 黑烟、0.6吨二氧化碳和74千克的粉尘，减至仅400立方米含80%一氧化碳可回用尾气，同时可节约250千瓦时的电能、约170千克标煤的综合能耗。 现在，单台规模4万千伏安以上的大型密闭电石炉国产化技术装备已经成熟，电石炉气净化等关键配套技术也开发成功，我国电石行业进行大规模节能减排装备改造 的技术条件已然具备。
　　
　　以大型密闭炉替代内燃炉不仅能大量减少尾气排放，而且能创造可观的经济效益。2012年初，中国石油和 化学工业联合会、中国电石工业协会向国家有关部门提交了《关于开展大型密闭电石炉替代内燃炉技术改造的报告》。《报告》提出在“十二五”期间，分批将全国 1/3的大型内燃炉改造成大型密闭电石炉，改造的总产能达600万吨规模，总投资约38亿元。完成这一技改后，预计每年可实现节电14.5亿千瓦时，实现 总节能量120万吨标准煤。在这一政策推动下，有实力的企业率先实施了国产化大型密闭电石炉和尾气综合利用的技改，取得了良好的节能减排效果。
 
　 　中国电石工业是从开放式电石炉起步的，技术装备简陋。后来企业为改善生产环境，在开放炉上增加了一个排烟罩，改造为内燃式电石炉。内燃炉由于一氧化碳在 炉内完全燃烧，炉内混进空气稀释，形成大量废气无法利用而放空。内燃炉每生产1吨电石，要排放9000立方米的黑烟、0.6吨二氧化碳和74千克的粉尘。 这些落后技术装备的大量上马，给国内电石生产集中的地区造成了严重的环境污染，前些年闻名全国的山西、陕西、内蒙古交界地区的“黑三角”污染事件就是典型 的案例。而密闭炉隔绝空气生产，热能损失和尾气排放要比开放炉小得多，每生产1吨电石尾气排放量仅400立方米左右，其中一氧化碳气体占80%左右，尾气 利用价值很高。
　　国内密闭电石炉最初是从国外引进的，配套有电极控制系统、炉气净化系统、气烧石灰窑等装置。随着我国电石行业的发展，相关研 发、设计和生产单位消化吸收了引进技术装备，并在炉气净化、气烧石灰窑等技术装备上实现突破，进行了优化设计，目前单台规模4万千伏安以上的大型密闭电石 炉国产化技术装备已经成熟，实现了批量商业化生产。
　　在密闭电石炉改造项目中，除主体设备——密闭电石炉外，生产企业还要配套原料处理、炉气净 化、炉气利用等其他生产系统。密闭电石炉要求对入炉炭素原料、石灰石自动按一定配比配料，保证配比的精确度和较低的含水率，避免炉内水分超标造成安全事 故。因此，必须对入炉料进行处理，使原料的粒径和含水率符合要求。主要是根据入炉料的情况选择合适的烘干窑，保证入炉料含水率降至1%以下，同时控制烘干 过程中炭素材料的破损率，减少粉末的产生，尽量降低原料的损失。
　　密闭电石炉的改造收益主要来自尾气综合利用。但目前不少企业只是将尾气简单用 做燃料，没有将尾气作为原料来生产化工产品，其中高含量一氧化碳的价值没有得到充分利用。据计算，简单地将尾气用做燃料烧掉与以尾气为原料生产化工产品相 比，利用价值差了三四倍之多，而且尾气作燃料没有任何减排二氧化碳的作用。

　　电石尾气综合利用的关键，是要进行除尘净化。原来引进的电石炉袋式除尘技术，在生产中暴露出一些问题：如生产运行中外界空气易透过布袋进入尾气 净化系统，使空气中的氧气容易在尾气中蓄积，接近燃烧或爆炸的范围，给后续生产带来了安全隐患。同时，利用电石尾气合成其他化工产品时，尾气中混入的氧气 会消耗一氧化碳原料气，降低产品收率。企业为了隔绝氧气的进入，被动采用氮气封堵隔绝氧气，而制氮又消耗了大量的能源。
　　目前，国内科研设计单 位开发了一项电石炉气干湿法净化技术，不使用袋式除尘器、氮气，不会造成二次污染，在电石炉气净化领域取得了重大突破。该技术先用干法除去电石尾气80% 的粉尘，然后湿法除去20%的粉尘。净化后的气体粉尘含量低于5毫克/标准立方米，煤焦油接近零，一氧化碳气体总量不变，无其他气体进入，净化后尾气各项 指标达到生产化工产品的质量、安全要求。应用该技术得到的固相可做燃料，与燃煤混合进锅炉燃烧，净化系统不产生废渣。该法净化所使用的水可密闭循环，废水 中的有害物质与氧化钙形成钙盐沉淀被分离，只要加入少量的新鲜水补充系统蒸发损失，循环池不设排污口，基本不产生废水排放。