熱電石粗破碎系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

程 名

（中國(guó)天辰工程有限公司，天津300400）

1 工程背景

電石法聚氯乙烯主要是以電石和水為原料，通過反應(yīng)制得乙炔，作為后續(xù)生產(chǎn)聚氯乙烯的原料。根據(jù)電石和水加入的方法或電石渣排出方式的不同，分為干法乙炔和濕法乙炔兩種工藝。濕法乙炔需要的是粒度為0～50 mm 的電石，干法乙炔需要的是粒度為0～3 mm 的電石，而電石爐出爐的原料電石均為1 m3左右的整塊電石坨。所以必須將電石坨進(jìn)行一系列的輸送、破碎、篩分等加工處理過程，以得到合格粒度的電石原料。

隨著國(guó)家對(duì)化工園區(qū)的規(guī)劃和建設(shè)，電石作為生產(chǎn)聚氯乙烯的原料，電石廠和聚氯乙烯廠經(jīng)常毗鄰而建，直接將合格粒度的電石通過輸送設(shè)備輸送至聚氯乙烯生產(chǎn)，將比現(xiàn)有的用汽車將電石坨運(yùn)送至聚氯乙烯工廠后再進(jìn)行破碎更為高效和便捷，同時(shí)也減少了電石在倒運(yùn)和儲(chǔ)存過程中的風(fēng)化和損耗。

目前國(guó)內(nèi)已采用的將熱電石坨在冷卻廠房直接進(jìn)行粗破碎方案，電石坨在電石鍋內(nèi)冷卻至400 ℃左右時(shí)，由起重機(jī)將電石坨從電石鍋內(nèi)吊出后碼放在電石冷卻廠房?jī)?nèi)。為了不占用冷卻面積，破碎機(jī)通常布置在冷卻廠房的端部，這時(shí)需要另外一臺(tái)起重機(jī)將在地面冷卻后的電石坨吊至粗破碎上方的受料斗內(nèi)，進(jìn)入一級(jí)顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎。此破碎方案的弊端是電石坨被倒運(yùn)的次數(shù)多，生產(chǎn)效率低下。電石坨只經(jīng)過初步的摔碎處理，對(duì)破碎機(jī)的沖擊較大，給設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)帶來(lái)很多問題。由于無(wú)法保證破碎前的入料粒度，極易造成一級(jí)顎式破碎機(jī)的卡料現(xiàn)象，常需要人工腰系安全繩下去掏料，存在嚴(yán)重的安全隱患。另外，采用此方案需要的地下工程較多，土建投資造價(jià)高，而且地下工程排風(fēng)不通暢，容易造成乙炔氣體的積聚，當(dāng)氣體濃度達(dá)到一定程度并有外界觸發(fā)因素時(shí)，乙炔氣體容易產(chǎn)生爆炸，為安全生產(chǎn)埋下禍根。

2 項(xiàng)目實(shí)施方案

電石的粗破碎系統(tǒng)包括依次對(duì)應(yīng)連接的提升機(jī)、翻轉(zhuǎn)機(jī)、打碎機(jī)、破碎受料斗、重板給料機(jī)、斗式提升機(jī)、一級(jí)顎式破碎機(jī)、振動(dòng)篩、二級(jí)顎式破碎機(jī)等。出爐冷卻至400 ℃的電石坨通過此系統(tǒng)進(jìn)行一系列的輸送、破碎、篩分等加工處理過程，成為50 mm以下的塊狀電石，作為后續(xù)生產(chǎn)聚氯乙烯的原料。

提升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于冷卻電石時(shí)，電石坨不需要離開電石鍋，直接將裝有冷卻至400 ℃左右電石坨的電石鍋通過提升機(jī)提升至高處，送至翻轉(zhuǎn)機(jī)附近處。避免在地坑內(nèi)進(jìn)行物料的處理，防止破碎和輸送過程中產(chǎn)生的乙炔氣體積聚在地下，減少安全隱患。空電石鍋隨提升機(jī)原路返回到冷卻廠房，減少了電石坨的倒運(yùn)次數(shù)，提高了生產(chǎn)效率。

翻轉(zhuǎn)機(jī)將提升機(jī)送來(lái)的電石鍋內(nèi)的電石翻入破碎受料斗，翻轉(zhuǎn)后再將空電石鍋放回提升機(jī)上，由提升機(jī)送回至電石冷卻廠房，用以循環(huán)利用。破碎受料斗設(shè)有開孔為800×800 mm 的篦子板，打碎機(jī)對(duì)篦子板上的電石坨進(jìn)行搗碎作業(yè)，篦子板的開孔能夠有效地控制出料的粒度，保證破碎機(jī)的入料粒度，從而減輕對(duì)破碎機(jī)的損害和沖擊，防止破碎機(jī)發(fā)生卡料現(xiàn)象。重板給料機(jī)將打碎機(jī)初步搗碎后的塊狀電石均勻連續(xù)地輸送至破碎機(jī)的進(jìn)料口，以達(dá)到控制給料流的目的。重板給料機(jī)給料量均勻、準(zhǔn)確、可靠、能夠承受較大的荷載，抗沖擊能力強(qiáng)。通過重板給料機(jī)給料，能夠減少物料對(duì)破碎機(jī)的沖擊，降低破碎機(jī)的故障率，從而延長(zhǎng)其使用壽命。

一級(jí)顎式破碎機(jī)的進(jìn)料口尺寸為900×1 200 mm，用于將重板給料機(jī)輸送來(lái)的電石破碎至粒度為120 mm 以下的電石。兩級(jí)破碎都采用的是顎式破碎機(jī)，該設(shè)備具有耐磨、抗壓、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，極其適合破碎大塊電石這種粒度大的脆性物料。斗式提升機(jī)用于將一級(jí)破碎機(jī)出來(lái)的電石提升至高處，送至振動(dòng)篩的進(jìn)料口內(nèi)。振動(dòng)篩的篩網(wǎng)尺寸為50 mm，將斗式提升機(jī)輸送來(lái)的電石進(jìn)行篩分處理，將粒度>50 mm 的電石送入二級(jí)顎式破碎機(jī)，粒度≤50 mm電石為合格粒度的電石，其將作為后續(xù)的聚氯乙烯生產(chǎn)的原料。二級(jí)顎式破碎機(jī)的進(jìn)料口尺寸為250×1 200 mm，用于將振動(dòng)篩的不合格粒度的電石，即粒度＞50 mm 的電石破碎至50 mm 以下，與振動(dòng)篩的合格粒度的物料一起作為后續(xù)聚氯乙烯生產(chǎn)的原料。

所有設(shè)備之間由密閉管道進(jìn)行連接，用于物料的輸送。所有密閉設(shè)備和密閉管道均進(jìn)行充氮保護(hù)，防止乙炔氣體的產(chǎn)生危害。

3 新項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)

采用此電石粗破碎系統(tǒng)，主要有以下優(yōu)勢(shì)。

（1）高效便捷，提高生產(chǎn)率。可以直接將出爐電石坨進(jìn)行初步冷卻后，進(jìn)行加工處理成為合格粒度的物料，通過帶式輸送機(jī)即可送至下游聚氯乙烯生產(chǎn)用戶，避免通過汽車運(yùn)輸時(shí)電石進(jìn)行的多次裝車、卸車和倒運(yùn)過程，系統(tǒng)流程自動(dòng)連貫。

（2）機(jī)械自動(dòng)化程度高，節(jié)約人工勞動(dòng)成本。以往聚氯乙烯廠通常用裝載機(jī)將汽車運(yùn)送來(lái)的大塊電石坨進(jìn)行反復(fù)的翻倒、碾碎，并需要人工輔助用大錘將電石坨進(jìn)行敲碎，工人的工作環(huán)境極其惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)大。此系統(tǒng)用機(jī)械化代替人工，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和DCS 聯(lián)鎖開車停車，現(xiàn)場(chǎng)只需要巡檢工人即可，減少了操作人員的配置，同時(shí)也大大減輕了現(xiàn)場(chǎng)操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）系統(tǒng)可靠性高，設(shè)備維護(hù)方便。用裝載機(jī)向一級(jí)破碎機(jī)喂料，瞬間料流量大，而且粒度無(wú)法保證。采用此系統(tǒng)，破碎機(jī)的集料和卡料現(xiàn)象大大降低，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。一級(jí)破碎機(jī)位于地上廠房?jī)?nèi)，不再布置在狹小擁擠的地坑內(nèi)，設(shè)備檢修方便。

（4）節(jié)省建設(shè)初期的土建投資，節(jié)約占地面積。生產(chǎn)廠房的地下工程量少，減少了前期的土建施工費(fèi)用，尤其適合地下水位較高不適合挖深的地區(qū)。聚氯乙烯廠不再需要設(shè)置單獨(dú)的電石儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)和破碎篩分廠房，可以直接接收來(lái)自電石廠帶式輸送機(jī)輸送來(lái)的合格粒度的電石，節(jié)約了大量空間。

（5）減少物料在汽車運(yùn)輸過程中的損耗，節(jié)約生產(chǎn)成本。電石坨在汽車運(yùn)輸過程中，長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，容易風(fēng)化。此系統(tǒng)可以通過帶式輸送機(jī)直接輸送至用戶，或者將破碎后的小塊電石密閉封裝在料箱或者包裝袋內(nèi)用汽車運(yùn)輸，降低電石的風(fēng)化速度，從而節(jié)約生產(chǎn)成本。

（6）安全可靠，環(huán)保性高。避免了傳統(tǒng)電石坨用車輛運(yùn)輸過程中造成的粉塵污染，減少了電石作為危險(xiǎn)品在運(yùn)輸中產(chǎn)生的不安全因素。物料處理過程均在多層廠房?jī)?nèi)實(shí)現(xiàn)，通風(fēng)良好，不會(huì)造成乙炔氣體在通風(fēng)不暢的地坑下積聚，提高了生產(chǎn)廠房和設(shè)備的安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

該項(xiàng)目為電石冷卻和電石破碎的聯(lián)合處理提供了新的思路和方法，尤其對(duì)今后大型化工園區(qū)電石-聚氯乙烯一體化項(xiàng)目具有實(shí)際參考意義。