電石爐尾氣控制方案運行小結(jié)

張旺旺

（新疆天業(yè)集團天能電石公司，新疆 石河子 832000）

電石爐尾氣控制方案運行小結(jié)

張旺旺

（新疆天業(yè)集團天能電石公司，新疆 石河子 832000）

介紹了電石爐尾氣濕法、干法、凈化技術(shù)的工藝流程及特點，深入探究了電石爐尾氣控制系統(tǒng)及控制方案，對密閉電石爐尾氣凈化與資源化綠色生產(chǎn)提供了強有力的技術(shù)支持。

電石爐尾氣；控制系統(tǒng)；運行

電石爐尾氣是生石灰與炭材在高溫下生成電石同時產(chǎn)生的氣體，是電石生產(chǎn)中的副產(chǎn)品。內(nèi)燃式電石爐因沒有爐蓋，產(chǎn)生的爐氣與空氣接觸后燃燒，隨著密閉電石爐的產(chǎn)生，電石爐尾氣才得到回收利用，由于密閉電石爐的爐蓋密封的作用，并且操作時始終保持正壓狀態(tài)，生成的爐氣成分主要是CO（一氧化碳）。如何優(yōu)化資源，將密閉電石爐尾氣除塵凈化以及資源綜合利用已經(jīng)成為形勢所趨，而在優(yōu)化工藝操作過程中采用何種控制方案也是所要研究與探討的主題。

1 電石爐尾氣成分

目電石爐尾氣的主要成分有：一氧化碳（75%～90%）、氫氣（2%～10%）、甲烷（2%～4%）等。另外還有硫化物、磷化物、碳化物、鈣鎂氧化物、煤焦油等十幾種成分。由于其出爐溫度較高（400～800℃）、氣體壓力小，無論輸送還是凈化的難度都很大。按照理論計算，每噸電石在冶煉過程中產(chǎn)生的爐氣量約為400 m3。化學(xué)反應(yīng)式如下：

2 電石爐尾氣干法凈化技術(shù)

2.1 干法凈化工藝流程

正常生產(chǎn)的電石爐尾氣溫度一般在450～750℃，爐氣經(jīng)抽出管線上升進入空氣冷卻器中，將爐氣溫度降低至250℃，再經(jīng)粗爐氣風(fēng)機進入布袋除塵器裝置進行凈化，凈化后的爐氣含塵量得到顯著的下降，又經(jīng)過凈爐氣風(fēng)機、加壓風(fēng)機送往下一工序，如氯燒石灰窖、焦碳干燥窖等作為燃料[1]。干法凈化工藝流程框圖見圖1。

圖1 電石爐尾氣干法凈化工藝流程框圖

2.2 濕法凈化工藝流程

濕法凈化后的電石爐尾氣通過洗滌塔進一步清洗和降溫，合格后的爐氣（溫度＜40℃）經(jīng)過水封罐進入氣柜，尾氣進入氣柜進行穩(wěn)壓，然后由羅茨鼓風(fēng)機加壓后輸送至電廠、粒堿及化工廠進行使用。電石爐尾氣由洗滌塔底部進入，通過塔內(nèi)瓷環(huán)從洗滌塔頂部排出。而冷卻水經(jīng)過冷水泵升壓后從洗滌塔頂部進入塔內(nèi)，和尾氣逆向接觸，將尾氣中的粉塵與焦油進行清洗，帶有粉塵與煤焦油的廢水從洗滌塔底部流出進入熱水池，熱水池的廢水利用除油機進行凈化，凈化后的熱水通過熱水泵送至冷卻塔進行降溫處理，溫度合格后的冷卻水流入冷水池，洗氣水循環(huán)利用，實現(xiàn)了零排放。濕法凈化工藝流程示意圖見圖2。

圖2 電石爐尾氣濕法凈化工藝流程圖

3 電石爐氣凈化控制要點

3.1 控制要點

由于電石爐產(chǎn)生的尾氣中含有大量的粉塵（約150 g/m3），經(jīng)過三級除塵后尾氣的粉塵含量為（50 mg/m3）。電石爐氣的凈化先進行干法，再將降溫與除塵后的合格爐氣送往濕法凈化系統(tǒng)。凈化系統(tǒng)在整個控制環(huán)節(jié)中是非常重要的，其控制方案的精確實施是整個生產(chǎn)工藝的核心要素之一。

3.2 控制實施要點

（1）凈化系統(tǒng)在正常操作時，過濾器的壓力主要是通過調(diào)整粗氣風(fēng)機的頻率進行控制，過濾器的出口壓力主要由凈氣風(fēng)機的頻率進行控制，電石爐的爐壓主要是通過調(diào)整粗氣風(fēng)機的頻率進行控制。

（2）爐壓設(shè)定一般應(yīng)控制在0～10 Pa（如果爐蓋密封不好，可適當(dāng)將爐壓設(shè)定高些），只要保證爐面有淡淡的煙氣即可，如果爐面沒有煙塵，而且爐面溫度上升較快，就意味著電石爐在負壓操作，或者說明該爐的爐蓋密封情況較差，需要重新制作爐蓋密封。

（3）電石爐正常運行后（即使在1檔情況下），凈化系統(tǒng)均可調(diào)整為自動模式，粗氣風(fēng)機的設(shè)定值設(shè)定為10 Pa（CO的濃度必須保證在78%以上，如果CO濃度不達標，可將爐壓設(shè)定值適當(dāng)調(diào)高，這種現(xiàn)象主要是爐蓋密封效果不好所致）。

（4）粗氣風(fēng)機自動運行設(shè)定值設(shè)定好后，即可開始調(diào)整設(shè)定凈氣風(fēng)機，一般情況下，凈氣風(fēng)機調(diào)整為手動操作模式，在不并氣的情況下，凈氣風(fēng)機的頻率低于粗氣風(fēng)機10Hz左右，在并氣情況下，凈氣風(fēng)機的頻率高于粗氣風(fēng)機10Hz左右。因此凈化系統(tǒng)在后系統(tǒng)并氣或者切氣之前，必須先調(diào)整凈氣風(fēng)機的頻率。

（5）在粗氣風(fēng)機自動運行設(shè)定值設(shè)定好后，凈氣風(fēng)機即可進行自動操作的設(shè)定，首先需要設(shè)定的是過濾器的出口壓力，設(shè)定值設(shè)定為500 Pa。

（6）為確保凈化系統(tǒng)能夠安全的運行，在凈化系統(tǒng)操作時必須保證過濾器出口壓力始終處于正壓狀態(tài)。

（7）凈化系統(tǒng)在正常運行時，過濾器的入口溫度盡量穩(wěn)定在240～260℃，如果溫度過高說明電石爐運行不正常、電石爐在負壓操作，或者凈化系統(tǒng)空冷器管道存在泄漏，如果排除管道泄漏和電石爐負壓操作，可以通過啟動空冷器的冷卻風(fēng)機進行降溫，如果過濾器入口的溫度上升至280℃，凈化系統(tǒng)就必須停止運行，否則過濾器的除塵布袋將會燒損。

4 投用后效果分析

整個系統(tǒng)的控制需要非常精確的控制方案與控制系統(tǒng)，為此，大多數(shù)電石生產(chǎn)企業(yè)均采用了DCS集散控制系統(tǒng)，有效地改善電石生產(chǎn)工藝的自動化操作水平，提高設(shè)備的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量。也有一部分企業(yè)仍采用PLC控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)的復(fù)雜性控制指標的控制方案實施中，會有一定的生產(chǎn)控制劣勢，而現(xiàn)場采用大量變頻調(diào)節(jié)與控制，同時用于穩(wěn)定電石爐生產(chǎn)穩(wěn)定性，全系統(tǒng)采用計算機監(jiān)控時，設(shè)置有大量異常報警及聯(lián)鎖裝置，為整個生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化優(yōu)化生產(chǎn)提供了保障。

5 結(jié)語

在電石爐尾氣處理過程中，如何使除塵裝置更加安全可靠，達到除塵工藝控制指標是需要重點考慮的；合理調(diào)整爐氣凈化裝置與密閉電石爐操作以及尾氣控制的關(guān)系，也是非常關(guān)鍵的[1]，電石爐凈化裝置的各種參數(shù)控制在系統(tǒng)的運行過程中要注重摸索及比對，找到合適自身生產(chǎn)控制的最終優(yōu)化方案來。電石尾氣處理與凈化后達到了預(yù)期效果，同時爐面的煙塵在自動優(yōu)化的智能化方案中得到了良好的抑制，系統(tǒng)內(nèi)最主要的控溫達到了可靠保障，能有效地保證進入尾氣的正常生產(chǎn)與安全利用，達到了預(yù)期的設(shè)計效果?？刂品桨傅膶嵤沟霉に嚥僮鞲雍侠砭_，具有明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)保增效。

［1］魏沖建．密閉電石爐尾氣新型干法除塵技術(shù)的開發(fā)研究．維綸通訊，2012（6）：23－25．

Operation summary of control scheme of calcium carbide furnace tail gas

ZHANG Wang-wang

（Xinjiang Tianye Group Tianneng Carbide Co.,Ltd.,Shihezi 832000,China）

The technological process and characteristics of calcium carbide furnace tail gas wet process and dry purification technology are introduced,and the control system and control scheme of calcium carbide furnace tail gas are studied.It provides technical support for the purification and green production of closed calcium carbide furnace.

calcium carbide furnace tail gas;control system;operation

TQ161

B

1009-1785(2017)12-0038-02

2017-06-22