25000kVA密閉電石爐節能減排研究

趙玉龍，劉 陽，王 振

（甘肅省環境監測中心站，甘肅 蘭州 730000）

中國獨具特色的電石法PVC 生產工藝，不僅為國家節約了大量石油資源，也為廣大消費者廣泛使用PVC 下游產品提供了前提和保證。近年來，隨著國家實施西部大開發戰略及日益突出的能源、價格及污染問題，東部電石企業逐步西遷，極大地帶動了甘肅省電石行業的快速發展，據不完全統計，目前，該省電石產能超過70萬t/a。

為遏制電石行業低水平重復建設和盲目發展，促進產業結構升級，國家發布了一系列產業政策。近幾年來，甘肅省電石行業結構調整取得了積極進展，投資規模大幅下降，產量增幅大幅度回落，出口量明顯下降，一批落后生產能力退出市場，工藝裝備水平進一步提高。國家治理整頓高耗能高污染行業政策的實施，有效遏制了這些行業盲目發展的勢頭，但形勢仍不容樂觀，發展中始終伴隨著生產能力過剩、工藝裝備落后、環境污染嚴重、生產集中度低等問題。

電石行業的大規模低水平重復建設和盲目發展，不僅造成了資源浪費和嚴重的環境污染，而且加劇了電力供應緊張的局面。在電石生產排放的尾氣中，一氧化碳含量在80%以上，如果將此尾氣通過應用先進成熟技術加以再利用，可以變廢為寶又可大大降低能耗。目前，甘肅省內大部分電石生產廠家對電石爐尾氣均直排大氣燃燒，只有極少部分用于氣燒鍋爐，浪費了大量能源。隨著能源短缺及價格逐年提高，能源在生產成本中所占的比例呈逐年增加趨勢，給企業的生存和發展帶來諸多困難。因此，以發展節能經濟，實現廢氣資源綜合利用為目標，對電石爐進行有效的節能改造勢在必行。

1 密閉電石爐煙氣特性

密閉電石爐以石灰、焦炭為主要原料，生產過程中產生大量爐氣，其中，一氧化碳含量為75%～90%，其余為氮氣、氧氣、甲烷、氧化氮、二氯化碳等。一般來說，密閉電石爐的煙氣量和溫度都不平穩，其煙氣特征見表1。

表1 密閉電石爐的煙氣工藝參數

2 密閉電石爐煙氣凈化措施簡述

2.1 煙氣凈化后利用技術

密閉電石爐產生的尾氣經過耐高溫材質的除塵器除塵后，粉塵濃度降為50 mg/Nm3以下，經除焦器進行降溫除焦，對氣體進行洗氣后，進入儲氣罐，儲氣罐氣體再進入石灰窯，燒制活性石灰，最后，對尾氣凈化后達標排放。

2.2 煙氣直接燃燒后凈化技術

煙氣直接燃燒后凈化技術工藝流程示意圖見圖1。

圖1 煙氣直接發燃燒后凈化技術工藝流程示意圖

含有大量一氧化碳等可燃氣體的電石爐煙氣不經除塵，直接由高溫煤氣風機引入氣燒回轉石灰窯，煙氣經噴嘴噴入回轉窯與配入的空氣燃燒產生高溫，與經高溫尾氣預熱的石灰石反應生成生石灰，經回轉窯的旋轉輸送，從窯尾排出至石灰冷卻室。在石灰冷卻室中，高溫石灰與冷卻風機送來的空氣進行熱交換，石灰達到一定溫度后，進入石灰料倉，然后，經皮帶輸送機去電石爐配料。經石灰冷卻室高溫石灰預熱的空氣送入回轉窯。回轉窯高溫尾氣進入石灰石預熱室與石灰石進行熱交換，石灰石被加熱后進入回轉窯。高溫尾氣由引風機抽出至焦炭干燥工序，繼續利用余熱或經除塵器處理后達標排放。

3 密閉電石爐節能減排分析

3.1 密閉爐能源節約量

對甘肅省25 000 kVA 半密閉電石爐和密閉電石爐在統一負荷、原料的前提下進行比較，單臺電石爐煙氣排放量由平均94 860 m3/h 減少至28 666 m3/h，噸產品耗電量由平均3 448 kW·h 減少至3 144 kW·h，噸產品平均節約電量304 kW·h，以全省70萬t/a 的規模計算，全年可節約電量2.12×108 kW·h。

按照25 000 KVA 密閉爐設計配套的石灰石轉窯（132 600 t/a）計算，每噸白灰消耗洗精煤170 kg，每年可節約洗精煤為：

132 600 t×0.17 kg=22 540（t）；

以洗精煤折原煤系數按0.9計，全年可節約原煤25 044 t；

按該省70萬t/a 的規模計算，全年可節約28.4萬t原煤。

3.2 一氧化碳減排量

根據計算，25 000 kVA 密閉電石爐煙氣產生量為437 Nm3/t 電石，按照煙氣90%被綜合利用（即煙氣中90%為一氧化碳）計算，可減排一氧化碳393 Nm3/t電石；根據該省70萬t/a 的規模計算，全年可減排一氧化碳2.75×108（Nm3）。

噸電石煙氣排放量：

（1 000/64）×22.4/0.8=437（Nm3）。

式中：1 000/64—噸電石kg 摩爾數；

22.4—標態下氣體摩爾體積，Nm3/kg 摩爾；

0.8—煙氣中一氧化碳體積含量。

4 結論

隨著產業政策的不斷優化，污染減排力度的不斷加大，密閉電石爐將成為必然趨勢。根據測算，該爐型全年可節約電能2.12×108 kW·h，節約原煤28.4萬t，減排一氧化碳2.75×108 Nm3，對能源節約、資源利用、環境保護將起重要貢獻。

[1]于樂虎，劉素梅.密閉電石爐爐氣利用及治理系統淺析.環境科學與管理，2010，35（5）：115-118.