電石清潔生產(chǎn)及節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用

（新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司，石河子市，832000）

1 引言

近些年，隨著節(jié)能減排力度持續(xù)加大，國家工業(yè)和信息化部等相關(guān)部門陸續(xù)出臺(tái)了《電石行業(yè)清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)(HJ/T430-2008)》、《能源消耗管理辦法》以及嚴(yán)格的《行業(yè)準(zhǔn)入條件》，對新建和已建成電石企業(yè)能源消耗也提出了更高的要求。新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司電石產(chǎn)業(yè)作為國內(nèi)產(chǎn)能和裝置規(guī)模最大的企業(yè)，在電石領(lǐng)域具備非常豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，并且得益于開展的多項(xiàng)研究和試驗(yàn)成果，使企業(yè)連續(xù)5 年產(chǎn)品綜合能耗進(jìn)入行業(yè)能效領(lǐng)跑前三位，從源頭上保證著聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)鏈終端的產(chǎn)品利潤，支撐著企業(yè)的快速發(fā)展。

2 技術(shù)簡介

2.1 清潔生產(chǎn)技術(shù)

電石爐生產(chǎn)裝置發(fā)展由開放式過渡至密閉式，由小型化走向大型化，經(jīng)歷了一個(gè)漫長的過程。新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司電石產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也是沿著歷史的足跡，從內(nèi)燃式電石爐開始探索研究，使電石爐向著清潔生產(chǎn)方向發(fā)展。

2004年，新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司電石產(chǎn)業(yè)建成第一臺(tái)16 500KVA 內(nèi)燃爐，2009 年，與大連重工集團(tuán)有限公司共同合作，研究開發(fā)了國內(nèi)最大的40 500KVA密閉電石爐，同時(shí)針對電石爐的爐體、供電系統(tǒng)、爐頂加料系統(tǒng)、出爐系統(tǒng)、循環(huán)水冷系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、爐氣凈化處理系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)，確定了電石爐的幾何參數(shù)與電器參數(shù)的最佳匹配。

除此之外，新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司電石產(chǎn)業(yè)在原料綜合利用方面也取得一定的進(jìn)展，焦粉制球返爐再利用、石灰粒制球返爐再利用、凈化灰返爐焚燒再利用等，充分利用各個(gè)粉料的特性，為電石行業(yè)廢渣處理探索出不同的途徑，不僅實(shí)現(xiàn)粉料的綜合利用，為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，還改善了工作環(huán)境，提高企業(yè)的市場競爭力。

2.2 節(jié)能減排技術(shù)

伴隨著40 500KVA 密閉電石爐的投運(yùn)，同年，新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司電石產(chǎn)業(yè)成功研發(fā)出爐氣復(fù)合降溫技術(shù)，通過采用空冷+熱管冷卻組合的方式，使電石爐氣溫度降至230～270℃，后續(xù)結(jié)合干法除塵、濕法除塵工藝，使電石爐氣中的粉塵含量小于10mg/Nm3，達(dá)到國家煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，且該工藝有效的分離出電石爐氣中的氣體與粉塵，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電石爐氣綜合利用奠定了基礎(chǔ)。

此外，新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司電石產(chǎn)業(yè)通過研究應(yīng)用低壓補(bǔ)償技術(shù)，有效提高變壓器的功率因數(shù)，以30 000KVA 電石爐為例，將功率因數(shù)由0.75提高到0.92，有功輸出增加值=1-0.75/0.92=18.48%，有功損耗減少值=1-（0.75/0.92）2=33.54%，以增產(chǎn)率達(dá)到8%計(jì)算，日平均產(chǎn)量由160 噸提高到173 噸；電耗由3 300kWh/噸降低到3 200kWh/噸以下，節(jié)能效果明顯。

2.3 智能化應(yīng)用技術(shù)

新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司電石產(chǎn)業(yè)不僅在清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排技術(shù)方面做了深入研究，在智能化應(yīng)用領(lǐng)域也取得一定的成績。

2016年，新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司電石產(chǎn)業(yè)正式啟動(dòng)智能化出爐機(jī)器人項(xiàng)目，出爐機(jī)項(xiàng)目于2017年成功安裝調(diào)試完成6 臺(tái)出爐機(jī)，正式進(jìn)入試運(yùn)行階段，同年年底就具備產(chǎn)業(yè)推廣條件。出爐機(jī)器人的投用，整體提升了電石產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化水平，降低出爐工序的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了出爐操作環(huán)境。

針對電石在冶煉過程中裝置存在多變量、非線性、大時(shí)滯、強(qiáng)耦合和高噪聲等復(fù)雜特性，冶煉過程受到原料組成、爐料配比、電極質(zhì)量等多方面因素干擾，電極長度測量、電爐負(fù)荷控制等關(guān)鍵控制指標(biāo)主要依賴于人工獲取等問題，天業(yè)電石產(chǎn)業(yè)通過研究軟測量技術(shù)、多變量模型預(yù)測控制技術(shù)、智能控制等先進(jìn)控制技術(shù)，結(jié)合電石爐生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)特點(diǎn)和過程控制要求，應(yīng)用大數(shù)據(jù)，建立爐況及設(shè)備智能診斷調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，同時(shí)在DCS控制的基礎(chǔ)上開發(fā)實(shí)施一套密閉電石爐先進(jìn)控制系統(tǒng)，解決電石生產(chǎn)中關(guān)鍵技術(shù)自動(dòng)化控制滯后、生產(chǎn)過程不平穩(wěn)、物料配比不精準(zhǔn)、關(guān)鍵參數(shù)波動(dòng)大的問題，提升原料配比精準(zhǔn)度，穩(wěn)定電極做功，實(shí)現(xiàn)電石爐滿負(fù)荷、長周期平穩(wěn)運(yùn)行，保證電石產(chǎn)品質(zhì)量，使電爐電耗降低50kwh/t以上。

新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司電石產(chǎn)業(yè)針對電石爐處理料面勞動(dòng)量需求高、安全風(fēng)險(xiǎn)高等問題，經(jīng)過與多個(gè)廠家技術(shù)交流，最終合作研發(fā)出機(jī)械化搗爐機(jī)替代人工處理料面，項(xiàng)目實(shí)施后，處理料面由4人操作降低至1人，勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，處理料面的效率提高，減少電石爐停電時(shí)間，間接增加電石產(chǎn)量。

3 未來展望

經(jīng)過近18年的發(fā)展,新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司電石產(chǎn)業(yè)通過對引進(jìn)技術(shù)的消化吸收再創(chuàng)新，整體技術(shù)水平有了很大的提高,同時(shí)取得了良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保社會(huì)效益。大型密閉式電石爐的有力推廣，使多項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。同時(shí)優(yōu)化完善密閉式電石爐的生產(chǎn)工藝，降低電石的消耗和電爐電耗，突破爐氣的高溫凈化難題，創(chuàng)新爐氣綜合利用技術(shù)，使?fàn)t氣的綜合利用邁上新臺(tái)階。

清潔生產(chǎn)方面，實(shí)現(xiàn)由“廢棄物處置”向“資源利用”轉(zhuǎn)變，以低消耗、低排放、高效率為目標(biāo)，采用多種途徑，積極開發(fā)新的爐氣綜合利用技術(shù)和產(chǎn)品，提高行業(yè)的綜合利用水平。同時(shí)通過大力開發(fā)先進(jìn)智能化設(shè)備替代原高強(qiáng)度勞動(dòng)，徹底解放人力，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提升了電石產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)裝備水平，提高企業(yè)競爭力。

除了以上技術(shù)創(chuàng)新，在新的歷史機(jī)遇和挑戰(zhàn)下，資源綜合利用問題會(huì)日益凸顯，新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司電石產(chǎn)業(yè)將在電石渣制氧化鈣、電石爐顯熱回收利用等領(lǐng)域取得突破，持續(xù)推進(jìn)節(jié)能降耗、提質(zhì)增效進(jìn)程，取得更高更好的成就。