密闭电石炉炉气综合利用工艺总结

邸亚宁，石淑萍，张宇（西安西化氯碱化工有限责任公司，陕西西安710077）

密闭电石炉炉气综合利用工艺总结

邸亚宁，石淑萍，张宇（西安西化氯碱化工有限责任公司，陕西西安710077）

总结了不同时间投运的2台密闭电石炉尾气回收利用的工艺流程及运行情况。针对1#炉存在的不足，对2#炉进行了改进。通过改进，较好地解决了电石尾气综合利用的问题。

密闭电石炉；综合利用；尾气；改进；效益

自20世纪90年代以来，中国的电石行业得到迅猛发展，密闭电石炉所占份额越来越大，电石生产的尾气排放对环境带来的负面效应日益突出。密闭电石炉生产1 t电石副产尾气约400 m3，尾气温度约700℃，主要成分СО约占80%，粉尘含量为250g/m3，其中含有大量可利用的化学潜能和高温显热，如果把尾气排空烧掉，不但污染环境，也浪费了潜在的能源。为了保护环境，使企业得到可持续发展，对电石尾气进行综合治理势在必行。

1 密闭电石炉的运行现状

西安西化氯碱化工公司现运行2台密闭电石炉，1#炉为18 000 kVA，投产于1973年，2#炉为22 500 kVA，投产于1995年，于2000年完成了对1#密闭电石炉的综合利用项目。该项目将电石尾气直接引进废气炉进行燃烧，废气炉选型为SHS20-1.27-Q，生产的蒸汽进入蒸汽管网用来满足生产需要。燃烧后的烟气经布袋除尘达标排放，使电石尾气得到较好的利用，环境治理效果及经济效益均良好。经过几年的运行摸索，发现其存在一些不足。

（1）电石尾气中含有微量焦油，再加上粉尘含量较大，尾气的粘结性很强，电石炉到废气炉的尾气输送管段经常发生积聚堵灰，使系统阻力增加，引风机负荷剧增，不得不经常停炉进行清灰。

（2）在1#废气炉和电石炉之间的尾气输送段原设计有1个中间混合罐，在实际运行中，发现罐中积灰严重，不易清理，由于温度很高，尾气在混合罐中容易引起爆燃。

（3）在电石炉开、停车和进行电极焙烧等运行不稳定时，尾气不得不排空，但仍有冒黑烟现象。

（4）燃烧器为多管式，废气炉运行几个小时就会堵满积灰，系统阻力剧增，不得不停车处理。另外，在小火炬点燃，尾气还未被点燃的短时阶段，小火炬很容易被引风机拉灭，造成点火不成功。

2 对密闭电石炉的改进

针对1#废气炉的运行情况，在对2﹟电石炉改造前进行了详尽的分析，肯定了对尾气先燃烧、后净化是投资最省、效果最好的工艺，且技术成熟、开车稳定。由此，2006年对2#密闭电石炉的综合治理项目作了工艺上及结构上的改进和调整。

经计算，初步确定了废气炉的蒸发量为13.3 t/h，经过对各炉型的调研和比较，选择尾气出燃烧器喷嘴后，行程能和折烟角配合形成多次上升、下降，利于灰尘的自然沉降，同时，适当放大炉膛截面积，降低烟气流速，避免积灰的搭桥形成聚集结焦，也降低粉尘对受热面的磨损；适当提高2#废气炉的炉膛高度，延长了烟气的行程以降低炉膛温度。经和锅炉生产厂家达成共识，最后选择自然循环Π型布置的SHS15-1.27-Q废气炉。

受2#电石炉周围建筑和设施的限制，废气炉的位置距离电石炉较远。为避免电石炉到废气炉输送尾气管段的堵灰，在设计中尽量缩短两者之间的距离，取消水平输送管段，由电石炉到废气炉形成“人”字形输送段。经过与1#废气炉尾气输送堵灰管段的倾斜状况比较，管段倾斜角大于50°时，堵灰现象大为减轻。为了避开建筑的承重梁，2#废气炉输送管段的角度选择为与水平夹角53°左右，这样可保障灰尘靠自重形成自流，有效避免积灰，且输送管每一段留有卸灰口，可避免由于堵灰造成的停车，提高开车率，其次，在2#废气炉工艺设计中，取消了混合罐这个环节，既节省了空间，又节约了投资。

1#、2#电石炉、废气炉工艺流程简图见图1、图2。

由于日益严格的环保要求，尽量消除电石炉冒黑烟的现象，尤其是在电石炉开车还未稳定的环节。为此，改进了点火程序，封闭电石炉的紧急排放切换阀，启动引风机，用液化石油气点燃小火炬，让电石炉波动期间的排气在小火炬的明火引燃下，随引风机经旋风、布袋除尘后排放，既消除了电石炉波动期间冒黑烟的现象，也消除了СО爆燃的危险。

图1 1#电石炉、废气炉工艺流程示意图

图2 2#电石炉、废气炉工艺流程示意图

针对1#废气炉燃烧器出现的严重堵灰问题，着重对燃烧器进行分析调研，选择了一种多枪直流式燃烧器。这种燃烧器的尾气流通截面积增大，空气由多个小管径管道伴随尾气通道，且安装位置保障尾气管倾斜角度大于50°，避免了堵灰现象，使2股气体在燃烧器出口迅速混合点燃，有了带压空气的支撑，增强了火焰的刚性，也解决了1#废气炉火焰有时被引风机拉灭的现象。

由于选择了特殊工艺，使废气炉排烟温度保证低于170℃，可选择简单的旋风除尘器，利用离心力和重力除去稍大颗粒灰尘，再经过布袋除尘器，捕捉细粉。布袋除尘器材质为玻纤覆膜，运行安全、经济，使用温度低于200℃，使排烟温度有了保证。

3 改进效果

改进后的2#废气炉于2007年6月正式投入运行，运行状态良好，达到了废气炉设计的各项指标，并于2007年9月17日通过了竣工验收，取得了锅炉运行使用证。

电石炉和废气炉都正常运行时，切换阀门关闭，烟气从废气炉烟囱排放；废气炉不能正常运行时，打开切换阀门，尾气从电石炉烟囱排空。实际运行中，切换排空阀门基本用不到，在电石炉气出口处设置了压力信号采集，直接接到废气炉的控制室，随时监控电石炉的压力值，及时微调引风机以保证电石炉压力维持在±10 Pa，使电石炉和废气炉都能维持较理想的运行状态。事实上，废气炉的运行更能减小电石炉的波动。

2008年7-12月，2#废气炉蒸气产量为45 523 t，平均出力为11 t/h，蒸汽成本为19.976元/t（该公司外购单价大约为80元/t），2#废气炉总投资为746万元，（环保返还款205万元）按运行时间8 000 h计，2#废气炉年实现利润528万元，运行2年即可收回投资。

炉气经燃烧除尘后，排放至大气，经陕西省环境监测部门监测，粉尘平均排放值为52.6 mg/m3，远远低于《工业炉窑大气污染物排放标准》中的一级排放标准，也低于1#废气炉的排放测试值（71.7 mg/m3）。回收的粉尘粒径细小均匀，黏性小，流动性好，经有关单位试用，可以用作建筑原材料，延长了产品的产业链，增加了企业的活力和竞争力。

从2007年6月开始，2#废气炉的实际运行表明，比1#废气炉较好地解决了堵灰和结焦问题，大大提高了废气炉的开车率，热能利用率高，除尘效果很好，同时也解决了电石炉冒黑烟的问题，为企业带来了经济效益，也为改善生态环境做出了重要贡献。

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