上海炫风实业集团有限公司
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1概况
中国电石行业约有电石炉四百多座，年产量居世界首位。国内电石行业在规模、炉型、结构、节能、环保上存在先天不足，再加上原料质量差、经管水平依然比力低，同时能耗高、污染严重。一方面电石炉烟气的余热哄骗效果欠安，另外一方面电石炉烟气的除尘净化更是难中之难、重中之重。
在电石生产中，电石炉的烟气是最年夜污染源，以一座10000KVA的开放式电石炉为例，年排放废气量（以每一年生产10个月计较）达6亿尺度立方米，年粉尘排放量跨越1000吨，污染极为严重。由于电石炉烟气温度高，粉尘性质特殊，风量变化年夜，国内电石行业采用了许多除尘技术，进行了年夜量的烟气净化的实践，但都未能基本解决问题。
为推动国内电石炉行业技术前进，我国八十年月末从德国、挪威、日本等国引进8套25000KVA全密闭电石炉，引进中空电极、气烧窑、组合式独霸器、干法除尘、计较机控制等五项新技术。从运用上看，组合式独霸器、计较机控制二项技术获得了成功，但中空电极、电石炉烟气干法除尘技术却始终没法成功，由于烟气没法净化而不能向气烧窑提供洁净的气源，致使气烧窑技术也最终失败，烟气的污染不能解决，烟气中的年夜量的热能也白白浪费。
国内电石炉烟气净化的实践告诉我们：不管是早期自行研制的电石炉除尘技术，仍是从国外引进的新技术，或改良后的除尘技术；不管是采用电除尘技术、或袋除尘技术，仍是采用耐高温陶瓷过滤技术，或水除尘技术，都由于没法顺应电石炉烟气变化和焦油糊袋、或形成二次污染而最终全数失败。新老项目普遍发生的严酷现实使电石炉行业熟悉到：即使是引进国外技术，也必需是成熟过硬的技术，还要合适中国的国情，否则将没法阐扬其进步前辈性。同时，要求国内电石行业必需下更年夜的力气和决心开发适合中国国情的电石炉烟气余热哄骗和烟气净化装制。
1996年8月，由国家建材局合肥水泥研究设计院、中国船舶工业总公司第七研究院、三明化工总厂等单元配合承当设计的电石炉烟气净化及余热哄骗系统在三明化工总厂4#电石炉投进运行。四年多的运行证实，该装配运行稳定靠得住，除尘器排放屡次检测均小于50mg/Nm3余热汽锅副产蒸汽，经济效益十分显著。整个系统由计较机集成监测控制，自动化水平很高。三明化工总厂4#电石炉烟气净化余热哄骗技术取得了庞大的成功，这标志着国内电石炉烟气环保与节能两面三刀年夜难题从技术上来说已完全可以解决。以这些技术为根蒂根基，新的能够适合分歧用户要求的电石炉烟气余热哄骗及烟气净化技术不竭被开发出来，并很快获得运用，取得了很好的经济效益和社会效益。
2电石炉的烟气特征
电石炉从炉型上来说分为开放式炉、半密闭电石炉和全密闭炉三种。炉型分歧，其烟气性质完全分歧。开放式电石炉烟气量年夜，烟温低，一般不跨越200℃；半密闭电石炉烟温较高，一般到达400℃以上，烟气量年夜幅下降；全密闭电石炉烟温最高，高达600~1000℃，但烟气量很小。除与炉型有关外，分歧的地域、工艺流程、操作手段、原材料都对电石炉的烟气特征发生影响。一般来说，电石炉的烟气特征如表1、表2、表3所示。
表1分歧炉型电石炉的烟气工艺参数
炉型开放式炉半密闭炉全密闭炉
烟气温度 160～200℃ 350～550℃ 600～1000℃
风量/吨电石产量 30000Nm3/h 9000Nm3/h 400Nm3/h
含尘浓度 1～3g/Nm3 8～20g/Nm3 130～200g/Nm3
氧含量 19 17 微量
一氧化碳含量 1. 25.0 10
二氧化碳含量 微量 微量 5
氢含量 80. 47 613
氮气含量 微量 微量 较多表2电石炉烟气中粉尘的化学成份
粉尘种类CaO CSiO2Fe2O3Al2O3其它
百分比37.234.115.80.967.14.84表3电石炉烟气中粉尘的粒径散布
粒径μm0～22～55～1010～2020～40>40
百分比37.519.621.815.64.11.4
3国内电石炉烟气治理存在的问题从上面的数据可以看出，电石炉烟气温度高，风量年夜，成份复杂，分歧炉型的烟气特征差异很年夜。同时粉尘的性质比力特殊，粉尘颗粒细，比概况积年夜，比重轻，同时还具有一定的粘性，难以清灰；粉尘中含有较多的焦炭粉尘，磨蚀性比力强；粉尘中的比电阻也比力高，治理难度比力年夜。
国内电石行业为治理电石炉烟气进行了年夜规模、长时间、形式多样、坚韧不拔的烟气余热哄骗及净化实验研究及实践。具体来说，开放炉多采用旋风除尘器、电除尘器，如浙江巨化焦团电石厂采用复合沉降室外旋风除尘器二级除尘，便未能达标；还有某电石厂采用电除尘器是以比电阻太高也没法达标；山西某电石厂采用反吹风袋除尘器，因温文工团变化年夜，清灰坚苦、焦炭粉尘夹带火星烧毁滤袋等缘由最终失败。
半密闭炉由于烟气疲软度高，没法直接运用袋除尘器或电除尘器，比力好的如牡丹并化工一厂哄骗烟气烘焦炭后除尘，但也未能到达排放尺度；三明化工场1989年上的20000kVA电石炉配套余热哄骗及烟气净化系统，采用余热汽锅和三级除尘方案，由于设计不外关，虽经屡次整改，依然没法拯救失败的命运。
全密闭电石炉烟温高达600～1000℃，烟气成份复杂。国内较为进步前辈的如上海吴淞化工场采用湿法除尘，但未能达标，同时造成严重的水污染（含氰废水），现已被迫停用；杭州电化厂炉气直接引进汽锅燃烧，降温落后旋风、布袋二级除尘，由于汽锅受热面积问题未能乇底解决，热交换恶化后，烟气温度到达400℃烧毁滤料。从国外引进的全密闭炉配套干法袋除尘技术，烟气冷却净化落后氯烧窑烧石灰，由于烟气冷却后焦油析出，冷却器滤袋很快被粘糊而失效，气烧窑只能停用，烟气直排年夜气燃烧（点天灯），既浪费热能又污染情况。
在1996年之前的国内电石行业，不管是国内自行设计的仍是从蓬勃国家引进的余热哄骗及烟气净化技术，都没有解决环保与节能两年夜问题。虽然有少数企业对电石炉烟气的部门热能进行了哄骗，但哄骗后的尾气始终没法解决达标排放的问题。
4三明化工场4#电石炉烟气治理的实践
三明化工场4#20000kVA半密闭电石炉1989年建成，依照环保"三同时"的要求，在国内外没有成功除尘技术的情况下，设计建设一套余热哄骗、三级除尘装配，试运行后很快表露出一些问题：余热汽锅因受热面积灰影响热效率，烟气出口温度偏高烧毁滤袋，同时烟尘梗塞受热管影响透风；袋除尘器设计及工艺参数不合理，运行故障多，清灰效果差，检修维护坚苦；由于粉尘粒径细，比重轻，前二级除尘基本没有用果，反而增加了漏风和运行阻力；主风机震动剧烈，屡次震断地角螺栓。由于整个系统设计不合理，使用的技术也不外关，该系统虽然经过量次整改，仍不能最后解决问题，烟气只能直排年夜气污染情况。由于三明化工场地处"国家卫生城市"三明市中心，解决电石炉烟气污染的问题列进该市1994年"市长为平易近办实事"项目、福建省环珍重点治理项目。同年，三明化工场将4#电石炉烟气治理作为重点科技攻关项目，专题研究，限日解决，1995年列进福建省产学研联事开发项目。
为了给改造方案提供靠得住的根蒂根基数据，对4#电石炉组织了屡次的测定。取得了烟气成份、湿度、温度、烟气流量、粉尘成份及粒成份及粒径散布、炉面压力等到重要参数，研究了炉面的操作情况和和项工艺参数的波动情况，并对原装配中存在的问题进行分析和测试，找出失败的症结。在本行业没有成功经验，最后提出了"余热哄骗、落丸清灰、玻纤袋除尘、负压流程、计较机控制"的技术方案，该项目由合肥水泥研究设计院和中国船舶工业总公司第七研究院、三明化工总厂等单元配合承当设计和装备成套。
电石炉发生的烟气由导烟管引进分流室，正常情况下经主烟道进进余热汽锅进行热交换，温度降至220℃落后玻纤袋除尘器除尘，净化后烟气由引风机送进烟囱排放。余热汽锅发生220℃左右的过热蒸汽供生产使用。
该系统由余热汽锅、玻纤袋除尘器、主风机三年夜主机装备组成主系统，另外还包括软化水系统、屁滚尿流丸清灰轮回系统、过热蒸汽并网系统、玻纤袋除尘器反吹风系统、卸灰输送系统、计较机控制系统等辅助系统。关头技术的突破包括汽锅受热面清灰技术、玻纤袋清灰技术、温度控制技术、钢结构热应力抵偿技术、系统设计技术、引风机耐温防震技术、滤料设计技术等。余热汽锅采用单气包自然轮回直立烟道式，用落丸清灰技术有用解决了汽锅受热面的清灰难题；汽锅结构紧凑、热工制度稳定，保证烟气出口温度稳定在220℃以下，知足了袋除尘器的要求。凭据电石炉烟气特点专门设计的LFEE玻纤袋除尘器采用了一些最新技术，重点斟酌了气流散布、清灰方式、卸灰方式、温度控制、装备锁风等技术，并斟酌了增强的钢结构设计及整体热应力消除技术。由于采用负压流程，进进主风机的烟气已获得净化，风机运转的靠得住性年夜年夜增强。计较机控制方面实现了各工艺进程主要参数的实时监控，锅筒水位自动调理，汽锅受热面和玻纤袋清灰的自动控制，落丸清灰系统进程监控。主要工艺参数实现了实时曲线或数据显示，并可以凭据需要随时查询打印。
该系统于1996年8月投进运行，效果相当使人满意，经当地环保局及三明化工场检测后各项指标如表4。
表4三明化工场4#20000kVA电石炉烟气净化及余热哄骗系统技术指
项目技术指标
炉面负压50～100Pa
处置风量1200000m3/h（工况）
烟尘排放浓度40.3mg/Nm3
林格曼黑度1级
系统除尘效率>99.5
烟气排放温度<150℃
过热蒸汽压力0.55Mpa
过热蒸汽温度220℃
系统阻力<4000Pa系统投运至今四年多来，除起头进行过一些调整，以后运行情况日益稳定，烟尘排放始终连结低于国家尺度。今朝每一年副产过热蒸汽27000吨左右，年收受接管粉尘2500多吨，经济效益、情况效益、社会效益都十分显著。整个系统阻力稳定，讲明清灰问题获得有用解决；主风机运行平稳还没有泛起故障；自动化水平高，利便稳定靠得住；滤袋平均寿命到达二年以上，年夜年夜勤俭了运行费用和维护时间，用户很是满意。
