25000kVA密闭电石炉节能减排研究

赵玉龙，刘 阳，王 振

（甘肃省环境监测中心站，甘肃 兰州 730000）

中国独具特色的电石法PVC 生产工艺，不仅为国家节约了大量石油资源，也为广大消费者广泛使用PVC 下游产品提供了前提和保证。近年来，随着国家实施西部大开发战略及日益突出的能源、价格及污染问题，东部电石企业逐步西迁，极大地带动了甘肃省电石行业的快速发展，据不完全统计，目前，该省电石产能超过70万t/a。

为遏制电石行业低水平重复建设和盲目发展，促进产业结构升级，国家发布了一系列产业政策。近几年来，甘肃省电石行业结构调整取得了积极进展，投资规模大幅下降，产量增幅大幅度回落，出口量明显下降，一批落后生产能力退出市场，工艺装备水平进一步提高。国家治理整顿高耗能高污染行业政策的实施，有效遏制了这些行业盲目发展的势头，但形势仍不容乐观，发展中始终伴随着生产能力过剩、工艺装备落后、环境污染严重、生产集中度低等问题。

电石行业的大规模低水平重复建设和盲目发展，不仅造成了资源浪费和严重的环境污染，而且加剧了电力供应紧张的局面。在电石生产排放的尾气中，一氧化碳含量在80%以上，如果将此尾气通过应用先进成熟技术加以再利用，可以变废为宝又可大大降低能耗。目前，甘肃省内大部分电石生产厂家对电石炉尾气均直排大气燃烧，只有极少部分用于气烧锅炉，浪费了大量能源。随着能源短缺及价格逐年提高，能源在生产成本中所占的比例呈逐年增加趋势，给企业的生存和发展带来诸多困难。因此，以发展节能经济，实现废气资源综合利用为目标，对电石炉进行有效的节能改造势在必行。

1 密闭电石炉烟气特性

密闭电石炉以石灰、焦炭为主要原料，生产过程中产生大量炉气，其中，一氧化碳含量为75%～90%，其余为氮气、氧气、甲烷、氧化氮、二氯化碳等。一般来说，密闭电石炉的烟气量和温度都不平稳，其烟气特征见表1。

表1 密闭电石炉的烟气工艺参数

2 密闭电石炉烟气净化措施简述

2.1 烟气净化后利用技术

密闭电石炉产生的尾气经过耐高温材质的除尘器除尘后，粉尘浓度降为50 mg/Nm3以下，经除焦器进行降温除焦，对气体进行洗气后，进入储气罐，储气罐气体再进入石灰窑，烧制活性石灰，最后，对尾气净化后达标排放。

2.2 烟气直接燃烧后净化技术

烟气直接燃烧后净化技术工艺流程示意图见图1。

图1 烟气直接发燃烧后净化技术工艺流程示意图

含有大量一氧化碳等可燃气体的电石炉烟气不经除尘，直接由高温煤气风机引入气烧回转石灰窑，烟气经喷嘴喷入回转窑与配入的空气燃烧产生高温，与经高温尾气预热的石灰石反应生成生石灰，经回转窑的旋转输送，从窑尾排出至石灰冷却室。在石灰冷却室中，高温石灰与冷却风机送来的空气进行热交换，石灰达到一定温度后，进入石灰料仓，然后，经皮带输送机去电石炉配料。经石灰冷却室高温石灰预热的空气送入回转窑。回转窑高温尾气进入石灰石预热室与石灰石进行热交换，石灰石被加热后进入回转窑。高温尾气由引风机抽出至焦炭干燥工序，继续利用余热或经除尘器处理后达标排放。

3 密闭电石炉节能减排分析

3.1 密闭炉能源节约量

对甘肃省25 000 kVA 半密闭电石炉和密闭电石炉在统一负荷、原料的前提下进行比较，单台电石炉烟气排放量由平均94 860 m3/h 减少至28 666 m3/h，吨产品耗电量由平均3 448 kW·h 减少至3 144 kW·h，吨产品平均节约电量304 kW·h，以全省70万t/a 的规模计算，全年可节约电量2.12×108 kW·h。

按照25 000 KVA 密闭炉设计配套的石灰石转窑（132 600 t/a）计算，每吨白灰消耗洗精煤170 kg，每年可节约洗精煤为：

132 600 t×0.17 kg=22 540（t）；

以洗精煤折原煤系数按0.9计，全年可节约原煤25 044 t；

按该省70万t/a 的规模计算，全年可节约28.4万t原煤。

3.2 一氧化碳减排量

根据计算，25 000 kVA 密闭电石炉烟气产生量为437 Nm3/t 电石，按照烟气90%被综合利用（即烟气中90%为一氧化碳）计算，可减排一氧化碳393 Nm3/t电石；根据该省70万t/a 的规模计算，全年可减排一氧化碳2.75×108（Nm3）。

吨电石烟气排放量：

（1 000/64）×22.4/0.8=437（Nm3）。

式中：1 000/64—吨电石kg 摩尔数；

22.4—标态下气体摩尔体积，Nm3/kg 摩尔；

0.8—烟气中一氧化碳体积含量。

4 结论

随着产业政策的不断优化，污染减排力度的不断加大，密闭电石炉将成为必然趋势。根据测算，该炉型全年可节约电能2.12×108 kW·h，节约原煤28.4万t，减排一氧化碳2.75×108 Nm3，对能源节约、资源利用、环境保护将起重要贡献。

[1]于乐虎，刘素梅.密闭电石炉炉气利用及治理系统浅析.环境科学与管理，2010，35（5）：115-118.