降低電石生產(chǎn)成本方法的探討

唐 勇

（貴州水晶有機(jī)化工集團(tuán)公司，貴州 清鎮(zhèn) 551402）

1 前言

中國(guó)目前是世界電石產(chǎn)量最大的國(guó)家，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年電石產(chǎn)量約1 737.67萬(wàn)t，同比增長(zhǎng)22.34%。與中國(guó)的煤炭、石灰石資源相對(duì)豐富而石油及天然氣相對(duì)匱乏的基本國(guó)情相一致，這是因?yàn)樯a(chǎn)電石的基本原料為石灰和焦炭等碳素材料。故以電石工藝路線的基礎(chǔ)化工原料的“?！眲?shì)地位將持續(xù)很長(zhǎng)一段時(shí)期。

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及人民生活水平的提高，對(duì)環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約高度重視，有關(guān)部門出臺(tái)了相關(guān)的政策、法規(guī)，提高了行業(yè)準(zhǔn)入門檻。

電耗占電石成本的50%～60%，降低電耗是降低電石成本的關(guān)鍵，也是增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。碳素材料、石灰等原材料采用資源回收利用，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，也可有效地降低電石成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2 降低電石成本的途徑

以上世紀(jì)60年代貴州水晶有機(jī)化工集團(tuán)公司的容量為35 000 kW·h密閉式電石爐為例，電石爐從日本全套引進(jìn)自建成投產(chǎn)以來(lái)，年生產(chǎn)電石5 萬(wàn)～6 萬(wàn)t，電石電耗 3 400～3 700 kW·h/t（按發(fā)氣量300 L/kg折算），平均開車率為90%。80年代從日本引進(jìn)中空投原技術(shù)，2007年，將1臺(tái)變壓器改造成3臺(tái)變壓器，2009年，將爐氣濕法除塵改造成干法除塵。通過(guò)不斷地技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新，使電爐運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”，同時(shí)，符合國(guó)家的相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策要求。

2.1 設(shè)備技術(shù)改進(jìn)及技術(shù)管理，降低電消耗

（1）對(duì)變壓器進(jìn)行改造。原設(shè)計(jì)的1臺(tái)變壓器改造成3臺(tái)變壓器，總?cè)萘坑?5 000 kW·h降到33 000 kW·h。產(chǎn)量沒(méi)有降。而變壓器到電極的短網(wǎng)變短了，且三相電極的距離相同，使電流得到均衡，降低了短網(wǎng)電損耗以及避免了由于短網(wǎng)長(zhǎng)短差異大導(dǎo)致各相電流不同產(chǎn)生渦流的電損失。電石電耗得到有效降低。

（2）加強(qiáng)原料控制管理。嚴(yán)格控制石灰生過(guò)燒及雜質(zhì)、原料粒徑等。2011年10月與2012年3月對(duì)比，數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

從表1可看出，2011年10月的產(chǎn)量雖然比2012年3月高 388.65 t，但其工藝電耗增加 51.42 kW·h/t，石灰生過(guò)燒率高出3.8%，焦炭粒徑合格率低17.09%。石灰中生過(guò)燒率高、電耗高，經(jīng)驗(yàn)表明，石灰中生過(guò)燒率每增加1%，每噸電石工藝電耗增加8～10kW·h[1]。原材料粒度同樣也能影響電耗，太大或太小，都不利于電爐操作。同時(shí)，電石的發(fā)氣量低，折算成標(biāo)準(zhǔn)電石（300 L/kg），電耗相應(yīng)會(huì)增加。

表1 數(shù)據(jù)對(duì)照表

（3）電極壓放及電極筒制作。電極壓放操作實(shí)行每小時(shí)電極壓放1次，壓放長(zhǎng)度為2 cm，電極工作長(zhǎng)度控制為70～100 cm。電極筒采用中空電極，12個(gè)翅片，寬12cm，長(zhǎng)100 cm，電極筒與翅片連接為點(diǎn)焊，采用加強(qiáng)圈滿焊方法把2節(jié)電極筒連接在一起，中空管直徑為110 mm，由4根拉筋與電極筒固定，增加了電極筒的拉伸強(qiáng)度（見(jiàn)圖1），有效地防止了電極軟斷、硬斷，避免了電極故障，減少了電耗[2]。該廠由電極軟斷、硬斷造成的停爐次數(shù)很少，每年最多1～2起。

（4）電爐的穩(wěn)定運(yùn)行，有利于提高電石的質(zhì)量、產(chǎn)量，降低電耗。目前，該廠電爐停電的原因主要為導(dǎo)電板斷水，錐形環(huán)、梁等漏水。導(dǎo)電板與短網(wǎng)連接處的軟母線正在改為銅管連，避免渣、水垢等在軟母線內(nèi)堵塞造成導(dǎo)電板斷水。

2.2 焦粉、石灰粉的綜合利用

中國(guó)南方地區(qū)碳素材料以焦炭為主，焦炭?jī)r(jià)格為1 800元/t以上，對(duì)在焦炭干燥、篩分過(guò)程中產(chǎn)生的焦粉進(jìn)行回收利用，可以有效地降低成本。目前，該廠所在地區(qū)焦粉外銷價(jià)格500元/t左右，焦末價(jià)格為700元/t，外銷1噸焦粉直接損失約1 300元。以該廠年產(chǎn)6萬(wàn)t電石為例，外銷焦粉、焦末量達(dá)8 800 t左右，直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)1 000萬(wàn)元。采用中投原技術(shù)對(duì)電石生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的焦粉、石灰粉進(jìn)行綜合利用生產(chǎn)電石，不僅節(jié)約了資源，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，還有效地降低了生產(chǎn)成本。中空投原工藝流程見(jiàn)圖2。

中空投原技術(shù)在操作過(guò)程中存在一定的限制，如電爐需高負(fù)荷運(yùn)行，爐況穩(wěn)定，同時(shí)，對(duì)公用工程要求高，氮?dú)鈮毫走_(dá)0.3 MP以上，否則中空運(yùn)行不正常，容易造成粉料輸送設(shè)備管式螺旋輸送機(jī)堵塞。在電爐負(fù)荷低、電極筒焊接操作期間以及爐內(nèi)出現(xiàn)塌料、翻料等爐況不穩(wěn)的情況下，必須停止中投料。一般，在電爐運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)，每天可投粉料約二十五噸。一些廠家采用壓制成球技術(shù)對(duì)焦粉、石灰粉等粉料進(jìn)行綜合利用。

2.3 爐氣的綜合利用

對(duì)電石爐氣凈化系統(tǒng)改進(jìn)后，采用干法除塵技術(shù)對(duì)爐氣進(jìn)行凈化，凈化后的爐氣進(jìn)入石灰窯燒制石灰。該廠有2座混燒窯，用焦炭燒制石灰，1座氣燒窯。爐氣凈化系統(tǒng)改造后，只運(yùn)行氣燒窯，混燒窯停產(chǎn)，大大降低了石灰生產(chǎn)成本。該廠于2011年，新上1臺(tái)旋轉(zhuǎn)干燥窯，富余的爐氣進(jìn)入焦炭干燥系統(tǒng)進(jìn)行焦炭的干燥，以充分利用電石爐氣，實(shí)現(xiàn)電石的循環(huán)生產(chǎn)，有效地降低了電石生產(chǎn)的成本；達(dá)到節(jié)能減排，資源綜合利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。電石生產(chǎn)流程見(jiàn)圖3。

可以利用電石爐氣發(fā)電，采用先進(jìn)的燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)，發(fā)出的電作為電石生產(chǎn)系統(tǒng)的動(dòng)力設(shè)備用電等，達(dá)到綜合利用的目的。

［1］陳 蠡，王麗華，等.降低電石生產(chǎn)中電能消耗的措施.化學(xué)工程師， 2006，12（135）：44－46

［2］李占平，云 峰，等.電石爐中空電極控制技術(shù)的研究.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2005，（22）：28－30