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电石炉废气、废渣的综合利用

发表时间：2021/5/12 来源：《基层建设》2021年第1期作者：郭义博

[导读] 摘要：电石炉具有高耗能、高污染的特性，电石炉在生产电石过程中会产生大量废气废渣，如若处理不当，就会危害工作人员的身体健康，还会对自然环境造成严重的污染。

        新疆圣雄电石有限公司新疆吐鲁番市 838100
        摘要：电石炉具有高耗能、高污染的特性，电石炉在生产电石过程中会产生大量废气废渣，如若处理不当，就会危害工作人员的身体健康，还会对自然环境造成严重的污染。因此，本文就以密闭电石炉中尾气和电石渣的综合利用途径两个方面进行阐述，将尾气进行净化收集，让其作为烘干碳材的燃料，电石渣也可以用作水泥和热电厂的供给燃料，这不仅节约了能源，实现废物再利用，而且提高了企业的经济效益和社会效益，符合电石行业的基本规定。
        关键词：密闭电石炉；气烧石灰窑；尾气；电石渣
        电石生产每年都需消耗大量的电能，并且排出很多尾气，据调查显示，我国一年电石炉的尾气产生超过了150亿立方米，而且许多企业仍采用火炬点燃的方式排放电石炉尾气，这就造成了环境的严重污染，也使能源浪费严重。除此，我国一年产生电石废渣达到600万吨，也很大程度上污染了环境。随着社会不断发展，人们的生活水平日益提高，其环保意识也逐渐增强，电石工业的环保工艺也得到了大家的重视，为电石的生产增加了难度和挑战，我司紧跟国家要求，将密闭电石炉尾气净化处理用作煅烧石灰石的燃料，烘干碳材，将干法制乙炔的副产物电石渣制成水泥，用作热电厂的燃料，实现资源的综合利用，真正实现电石炉尾气的零污染、零排放。这可以降低大气环境污染，降低企业生产电石的成本消耗。
        一、密闭电石炉中尾气的综合利用路径
        1.电石炉尾气
        大型密闭电石炉在一定条件下可以生产出400-700℃的高温炉气，主要包含一氧化碳气体。其反应过程主要是一分子的氧化钙和三分子的碳生成一分子的碳化钙和一分子的一氧化碳气体，一氧化碳气体所占气体比重最高，可达到75-80%，石灰材质的好坏决定了炉气的组成成分，因此，石灰的煅烧方式和质量就显得尤为重要。当大型密闭电石炉产出一吨电石时，其炉气的产量大概在500Nm3，换算标煤为0.20吨，能够满足一吨石灰的能源需要[1]。
        2.气烧石灰窑
        电石炉尾气的热值达到稳定值时，具有非常高的利用价值。因此，在实际生产电石的过程中，最好配备石灰窑装置，可以最大限度地利用此装置将一氧化碳进行过滤、净化以及冷却，将其转变为燃料应用，废物利用，既有效地减少了能源损耗，又遵循了绿色发展原则，将电石炉尾气最优化处理。石灰石的煅烧则是由一氧化碳气体作为主要燃料，气体充满石灰窑，经此煅烧的石灰石有活性强、产量多、效率高的优点。除此，气体石灰窑能为电石生产提供较高纯度石灰石，炉内稳定，耗能低，操作简单[2]。
        3.尾气可以作为烘干碳材的材料
        原料水分对于大型密闭电石炉的工作有着非常大的影响。碳材的水分如果在合理范围内，能够增强电石炉的工作效率，还能避免电极事故的发生。传统烘干方式主要使用旋转式烘干机，以煤炭为燃料，虽然有非常娴熟的工艺，但是在烘干的过程中需要消耗十分多的燃料，干燥时间过短，碳材并未完全烘干，并且在这个过程中有较大的物料破损率，成本也逐渐增加。所以，可以利用石灰窑尾气的高温余热烘干碳材，最好使用箱式烘干机，因为碳材在箱内能得到较长时间的烘干，成效好，破损率也会减小，有效地增强了碳材的基础利用率。除此，还能够节约煤炭燃料，成本消耗也大大降低。
        4.尾气综合利用的意义
        密闭电石炉的尾气通过净化可以成为石灰窑的燃气原料，还可以用于烘干碳材，这很大程度上实现了企业生产电石燃料的自给自足，大大降低了企业的生产成本，而电石炉尾气的综合利用不但保护了企业周边环境，还为企业创造了更大的经济效益。在利用箱式烘干机时，需要保证其温度的稳定，保证电石的生产能够顺利进行。
        二、将电石渣用于水泥和热电厂
        1.电石渣
        电石渣是由制备CH3、PVC等所产生的废渣，电石渣的化学成分主要有氢氧化钙和氧化钙，含量最高，其次还包含较少的SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO、磷化物等。据不完全统计，电石渣每年产量高达2.5 108t，并且在建筑、化工等行业有十分广泛的应用。电石渣的酸碱度呈强碱性，其中含有少量有害物质，比如：含硫化合物、磷化物等。电石渣老旧的处理方式主要依靠土地掩埋，而且所选场地随便，这不但增加了土地非必须使用，造成了环境破坏，还容易受到风向影响，使空气中也存在废渣，形成粉尘污染，二次污染反而更不容易进行整治。所以，废弃电石渣的处理方法就显得尤为重要，减轻环境污染和减少能源损耗也是政府部门关注的重中之重[3]。
        某厂电石渣的物质成分化学分析如图所示：
        表1 电石渣主要化学成分组成（质量分数/%）

        从以上图表可看，电石渣的化学成分中含量最高的是氧化钙，许多公司生产水泥的原材料则由电石渣替换了原来的石灰石，很大程度上减轻了对于环境的污染破坏，将资源进行综合利用，降低生产成本。
        2.将电石渣作为水泥和热电厂的燃料
        制备CH3的主要原料是电石，干法制备乙炔不可避免地会产生许多电石废渣。传统的之去水泥的方式是磨制完的原材料通过旋风预热器，在其中受温度的影响水分升高至13-15%后，再加入其它原材料混合，利用立窑尾气的较强烘干性能将其烘干研磨，最后入窑烧制成水泥。而这种则是由电石渣作原料，利用新型烘干技术烧制水泥，耗能大大降低，扩大了生产规模，电石的配比也显著增高。石灰石替换成电石渣烧制水泥不但将电石废渣进行废物利用，而且降低了对于传统原料石灰石的生产成本，可以将石灰石的利用价值发挥更大，除此，还减轻了环境的污染。
        在烘干窑收尘灰的过程中收集了大量灰粉，其有灰粉量少、固定碳多、不易挥发、燃点高水分低以及较轻的特点，但是烘干窑收尘灰也有不可避免的缺点，着火点偏高、易分散、呈焦渣样。除此，水泥生产的燃料很大一部分受硫化物和碱化物的影响，因此，确保喷煤管各段的煅烧温度是十分重要的，合理操作锅炉，完善烘干窑收尘灰的工艺过程[4]。
        3.提高经济效益和社会效益
        电石炉废渣的综合利用降低了粉尘二次污染情况，改变了水泥和热电厂的燃料设计，有利于电石行业的资源综合利用、环境保护以及能源开发。除此，推动了当地的经济发展，也为当地的自然环境保护作出贡献。这项技术也使电石行业的清洁生产水平显著提高，最大限度地降低了能源损耗，节能减排，实现资源的综合化利用，为电石行业的产业结构调整和绿色发展开创了广阔的空间，具有极大的社会效益。
        三、结束语
        总而言之，对于电石生产工艺，电石炉尾气经过净化处理作为气烧石灰窑和烘干碳材的燃料。在制备CH3的过程中，电石废渣作为水泥厂和热电厂的燃料，不仅提高经济效益，还实现了资源的综合利用，严格贯彻循环经济的指导思想，大大降低了企业的生产成本，工艺过程安全可靠，技术娴熟，显著地增强了企业在同行业的竞争力。电石行业坚持成本低、耗能少、排放低以及高收益的能源发展之路，将能源实现综合化利用，大力发展循环经济，为建设资源节约型、环境友好型社会作出贡献，适应社会的发展需求。
        参考文献：
        [1].电石炉尾气生产甲醇实现成本降低40%[J].聚氯乙烯,2017,45(08):48.
        [2]邓建民,杨国强.电石炉烟气的处理及综合利用[J].聚氯乙烯,2016,44(09):40-42+44.
        [3]张全喜.浅谈电石废气的利用[J].能源与节能,2016(09):103-104+126.
        [4]姜文刚.提高电石炉收尘灰利用率的措施[J].水泥工程,2016(01):48-49.