唐 勇

（貴州水晶有機化工集團公司，貴州 清鎮(zhèn) 551402）

1 前言

中國目前是世界電石產(chǎn)量最大的國家，據(jù)統(tǒng)計，2011年電石產(chǎn)量約1 737.67萬t，同比增長22.34%。與中國的煤炭、石灰石資源相對豐富而石油及天然氣相對匱乏的基本國情相一致，這是因為生產(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“牛”勢地位將持續(xù)很長一段時期。

隨著中國經(jīng)濟、科學技術(shù)的飛速發(fā)展，以及人民生活水平的提高，對環(huán)境保護、資源節(jié)約高度重視，有關(guān)部門出臺了相關(guān)的政策、法規(guī)，提高了行業(yè)準入門檻。

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，也是增強企業(yè)競爭力的重要途徑。碳素材料、石灰等原材料采用資源回收利用，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，也可有效地降低電石成本，提高市場競爭力。

2 降低電石成本的途徑

以上世紀60年代貴州水晶有機化工集團公司的容量為35 000 kW·h密閉式電石爐為例，電石爐從日本全套引進自建成投產(chǎn)以來，年生產(chǎn)電石5 萬～6 萬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年代從日本引進中空投原技術(shù)，2007年，將1臺變壓器改造成3臺變壓器，2009年，將爐氣濕法除塵改造成干法除塵。通過不斷地技術(shù)改進和創(chuàng)新，使電爐運行穩(wěn)定，實現(xiàn)生產(chǎn)的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”，同時，符合國家的相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策要求。

2.1 設(shè)備技術(shù)改進及技術(shù)管理，降低電消耗

（1）對變壓器進行改造。原設(shè)計的1臺變壓器改造成3臺變壓器，總?cè)萘坑?5 000 kW·h降到33 000 kW·h。產(chǎn)量沒有降。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）加強原料控制管理。嚴格控制石灰生過燒及雜質(zhì)、原料粒徑等。2011年10月與2012年3月對比，數(shù)據(jù)見表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，石灰生過燒率高出3.8%，焦炭粒徑合格率低17.09%。石灰中生過燒率高、電耗高，經(jīng)驗表明，石灰中生過燒率每增加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，電石的發(fā)氣量低，折算成標準電石（300 L/kg），電耗相應(yīng)會增加。

表1 數(shù)據(jù)對照表

（3）電極壓放及電極筒制作。電極壓放操作實行每小時電極壓放1次，壓放長度為2 cm，電極工作長度控制為70～100 cm。電極筒采用中空電極，12個翅片，寬12cm，長100 cm，電極筒與翅片連接為點焊，采用加強圈滿焊方法把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度（見圖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

中國南方地區(qū)碳素材料以焦炭為主，焦炭價格為1 800元/t以上，對在焦炭干燥、篩分過程中產(chǎn)生的焦粉進行回收利用，可以有效地降低成本。目前，該廠所在地區(qū)焦粉外銷價格500元/t左右，焦末價格為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t電石為例，外銷焦粉、焦末量達8 800 t左右，直接經(jīng)濟損失超過1 000萬元。采用中投原技術(shù)對電石生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的焦粉、石灰粉進行綜合利用生產(chǎn)電石，不僅節(jié)約了資源，實現(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圖2。

中空投原技術(shù)在操作過程中存在一定的限制，如電爐需高負荷運行，爐況穩(wěn)定，同時，對公用工程要求高，氮氣壓力雷達0.3 MP以上，否則中空運行不正常，容易造成粉料輸送設(shè)備管式螺旋輸送機堵塞。在電爐負荷低、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，在電爐運轉(zhuǎn)正常時，每天可投粉料約二十五噸。一些廠家采用壓制成球技術(shù)對焦粉、石灰粉等粉料進行綜合利用。

2.3 爐氣的綜合利用

對電石爐氣凈化系統(tǒng)改進后，采用干法除塵技術(shù)對爐氣進行凈化，凈化后的爐氣進入石灰窯燒制石灰。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臺旋轉(zhuǎn)干燥窯，富余的爐氣進入焦炭干燥系統(tǒng)進行焦炭的干燥，以充分利用電石爐氣，實現(xiàn)電石的循環(huán)生產(chǎn)，有效地降低了電石生產(chǎn)的成本；達到節(jié)能減排，資源綜合利用的循環(huán)經(jīng)濟模式。電石生產(chǎn)流程見圖3。

可以利用電石爐氣發(fā)電，采用先進的燃氣發(fā)電技術(shù)，發(fā)出的電作為電石生產(chǎn)系統(tǒng)的動力設(shè)備用電等，達到綜合利用的目的。

［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，2005，（22）：28－30