電石粉塵的回收利用

王廣斌，李鴻達,許明,楊春燕,蘇巍

(中鹽吉蘭泰鹽化集團有限公司，內蒙古 阿拉善 750336)

發展資源節約型和環境友好型經濟，是目前我國經濟建設的重要主題。在世界能源日趨緊張的形勢下，大力提倡資源節約和生態環境保護，合理開發資源、合理利用資源、科學發展，成為我國發展的必由之路。在聚氯乙烯行業盈利能力下降的形勢下，如何降低生產成本是目前企業最重要的問題。

中鹽吉蘭泰鹽化集團有限公司樹脂廠(以下簡稱吉蘭泰)有2條PVC生產線，生產能力各為20萬t/a，采用濕法乙炔生產工藝，共采用14臺直徑為3.2 m的濕式發生器，滿負荷運行時生產能力可達到2萬m3/h。吉蘭泰通過多方面的電石消耗查定和計算，發現影響電石消耗的主要因素為電石粉塵損失。在電石破碎過程中產生的粉塵經布袋除塵器捕集后處理比較困難，如堆放處理則易出現安全事故[1]。目前吉蘭泰的電石粉塵被外運廢棄，易揚塵、污染環境。為了回收電石破碎中產生的粉塵，降低電石單耗，吉蘭泰建設了電石粉塵回收利用裝置。

1 電石粉塵的發氣量

2014年11月，吉蘭泰在現場取樣，分析了新收集的電石粉塵，以及電石粉塵放置1、2天后的發氣量。

表1 新收集的電石粉塵的發氣量

表2 放置1天后的電石粉塵發氣量

表3 放置2天后的電石粉塵發氣量

根據表1～表3可以看出：隨著電石粉塵在空氣中暴露時間的延長，發氣量會大幅下降。因此，將電石粉塵收集后，應盡快進行回收利用。

2 電石粉塵的回收再利用

2.1 工藝流程

除塵器捕集的電石粉塵由管式上料機輸送進中間料倉，中間料倉儲存一定量后，再由二級管式上料器輸送到上料倉，上料倉安裝稱量裝置，保證有足夠的料封，避免乙炔氣竄入上料倉。電石粉塵經星型下料器加入反應器中與上清液反應，產生的乙炔氣經洗滌塔、水封送入乙炔氣柜。反應產生的渣漿部分循環，部分送入渣池沉降，清液可反復回用。電石粉塵回收工藝流程見圖1。

圖1 電石粉塵回收工藝流程Fig.1 Process flow of carbide dust collection

2.2 操作說明

2.2.1 聯鎖關系說明

為了保證回收裝置安全平穩運行，設置了相關的聯鎖。

(1)在反應過程中，由于電石粉塵顆粒較小，反應較為劇烈，容易出現超溫、超壓的現象，故設計溫度、壓力聯鎖。即發生器壓力超過22 kPa時，系統聯鎖停車；發生器加水調節閥全開時，發生器溫度超過70 ℃，則加料絞龍停車。

(2)加料斗須保持一定的液位，起到密封的作用，以防止乙炔氣倒竄，即加料斗質量達到上限指標時二級上料器停止，加料斗質量達到指標的50%時二級上料器啟動；加料斗質量達到指標下限時，加料絞龍停車。

(3)發生器必須保證一定的液位，如液面過高，則氣相緩沖容積過少，易使排出的乙炔氣夾帶渣漿和泡沫，故設置發生器液位超過70%時加料絞龍停車,關閉加水閥。

(4)氧含量超標時關閉送氣閥，打開放空閥,打開充氮閥，加料絞龍停車。

2.2.2 開啟管鏈輸送機

(1)打開氮氣閥，調整流量，向管鏈輸送機系統充氮。

(2)現場手動按順序依次打開一級上料管鏈輸送機及6、5、2、1、3、4號管鏈輸送機(如圖2所示，圖中管鏈輸送機縮寫為管鏈)，通知操作人員打開現場除塵器下料旋轉閥，開始向儲灰倉輸送電石粉塵。

圖2 電石粉塵上料管鏈輸送機示意圖Fig.2 Diagram of tubular drag conveyer for feeding carbide dust

2.2.3 開啟發生器發生反應系統

(1)打開儲灰倉下料閥，現場啟動二級上料器，向加料斗加料，待DCS顯示物料質量達到開車質量要求后進行下一步操作。

(2)檢查發生器液位，打開補水調節閥向發生器加水，達到50%液位時啟動漿液泵，在DCS中設定液位高度(50%)自動調節。

(3)啟動攪拌電動機，打開去乙炔氣總管閥門，打開加料斗下料閥門。

(4)啟動加料絞龍開始加料生產(依據料位設定加料頻率)，乙炔氣氧含量不合格則進行放空處理，合格則送至乙炔總管。

(5)觀察發生器溫度、液位、壓力，根據壓力調節加料頻率。

3 運行過程中存在的問題及解決措施

3.1 發生器溫度、壓力上漲過快

(1)原因分析：電石粉塵中含有大量的小顆粒電石，加入發生器后反應速度過快，導致發生器溫度、壓力上漲過快。

(2)處理措施：控制發生器加料絞龍的加料速度，設定最高壓力聯鎖，使發生器平穩連續運行。

3.2 儲灰斗至加料絞龍管線堵塞

(1)原因分析：由于發生器溫度指標為≤70 ℃，電石粉塵在反應過程中產生的蒸汽導致管線結垢而堵塞。

(2)處理措施:利用氮氣對電石粉塵回收裝置進行置換，再將管線拆除后進行清理；后期制定計劃性檢修，定期對管線進行高壓清洗。

4 經濟效益

2017年5月，回收的電石粉塵產生的乙炔流量見表4。經過近1個月時間的監測，測得回收的電石粉塵產生的乙炔流量平均為130 m3/h，按照乙炔體積分數90%計算，折合電石(發氣量按290 L/kg計)為130×90%×24÷290=0.4(t/h)；按電石價格3 000元/t，1年生產時間8 000 h計，則產生的經濟效益為0.4×8 000×3 000=960萬(元/a)。

表4 回收的電石粉塵產生的乙炔流量Table 4 Flow of acetylene generated by recovered carbide dust m3/h

5 結語

吉蘭泰電石粉塵回收利用裝置投用后，裝置運行高效、平穩、安全，狀態良好，且產生的乙炔流量較為平穩，不僅減少了對環境的污染，而且在降低電石單耗方面也有明顯的效果，提高了企業競爭力，具有明顯的環保效益與經濟效益。

[參考文獻]

[1] 潘文平，溫銀華.電石粉塵的回收再利用[J].聚氯乙烯,2010,38(4):42-44.

[編輯：楊彬]

【國內專利精選】

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