电石炉烟气余热利用及净化技术介绍.doc

内燃式密闭电石炉烟气余热利用及净化技术 的开发与综合应用 汪为忠 合肥合意环保科技工程有限公司 摘要：本文介绍了我国内燃式密闭电石炉炉气治理的污染现状，论述了目前使用的几种典型的炉气治理方法以及可行性对比。（碳化钙(CaC2)俗称电石。工业品呈灰色、黄褐色或黑色，含碳化钙较高的呈紫色。其新创断面有光泽，在空气中吸收水分呈灰色或灰白色。能导电，纯度愈高，导电性愈好。在空气中能吸收水分。加水分解成乙炔和氢氧化钙。与氮气作用生成氰氨化钙。1 概况 电石是基本的有机化工原料，由它制得的乙炔可替代石油制品生产醋酸、醋酸乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙炔碳黑等一系列数千种有机产品。又是冶金、矿山、机械、建筑等工业中必不可少的辅助材料。由于中国原油缺少，现在油价又节节攀升从氯碱行业的信息看，电石法PVC还将发展，电石行业仍有发展的空间形成煤、盐、电、碱、电石、PVC、水泥、CO利用的大型一体化项目，电石规模都在数十万吨以上，甚至规划超百万吨的，无疑将在整合和规范行业的健康发展上产生巨大影响。700万吨，电石年产量居世界首位。在电石生产中，电石炉的烟气是最大的污染源，以一座20000KVA的内燃式密闭电石炉为例，年排放废气量(以每年生产10个月计算)达到4亿标准立方米，年粉尘排放量超过2000吨，污染极其严重。由于电石炉烟气温度高，粉尘性质特殊，风量变化大，国内电石行业采用了许多除尘技术，进行了大量的烟气净化的实践，但都未能根本解决问题。在全国电石行业，无论是全密闭电石炉、半密闭电石炉还是开放式电石炉，其烟气治理技术多年来都一直是国内电石行业的难题而无法解决。电石行业及环保科技人员做了大量工作，尝试采用了各种除尘技术，但实际应用成功的很少。主要的问题是烟气排放不能达标，另外整个系统的运行可靠性较差，很多电石厂花费了许多人力物力上马的废气除尘装置用不了多久就失去功效而最终废弃不用。电石炉烟气的治理如此困难，主要原因是其烟气量大，含尘浓度高，粉尘性质十分特殊，烟气温度高并存在波动，烟气的性质随炉型的不同有很大的变化，这些给除尘器的设计选型带来了极大的困难。直到1996年8月，由合肥水泥研究设计院设计的我国第一台用于半密闭电石炉烟气的玻纤袋除尘器在三明化工总厂电石分厂20000KVA半密闭电石炉上建成投运，才实现了电石炉烟气治理技术的根本突破。三明化工厂电石炉烟气治理的成功标志着半密闭电石炉的烟气治理技术难题已经得到基本解决，可以说这是电石炉除尘技术发展的一次重大进步。此后三明化工厂另外两台半密闭电石炉也采用该项技术，胜利油田、福维、广维、焦作化一、新疆天业、云南维尼纶等企业内燃式密闭电石炉相继采用了这一技术，均获得了满意的效果。 以这些技术为基础，新的能够适合不同用户要求的电石炉烟气余热利用及烟气净化技术不断被开发出来，并很快获得应用，取得了很好的经济效益和社会效益。 2 内燃式密闭电石炉烟气特性 内燃式密闭电石炉是在引进国外电石炉的基础上根据我国的实际情况自行研制出来的炉型，其烟温及烟气量波动较大、粒径细小而且还有一定的粘性，烟温较高，一般达到400℃以上。一般来说，电石炉的烟气特征如表1、表2、表3所示。 表1： 内燃式密闭电石炉的烟气工艺参数 炉 型 半密闭炉 烟气温度 350～550℃ 风量 / 吨电石产量 9,000 Nm3/h 含尘浓度 8～20g/Nm3 氧含量 17% 一氧化碳含量 0.33% 二氧化碳含量 5.0% 氢含量 微量 水蒸气含量 0.9% 氮气含量 76% 焦油含量 微量 表2：电石炉烟气中粉尘的化学成分 粉尘种类 CaO C SiO2 Fe2O3 Al2O3 其它 百分比% 37.2 34.1 15.8 0.96 7.1 4.84 表3：电石炉烟气中粉尘的粒径分布 粒 径 0 ～ 2 2 ～ 5 5 ～ 10 10 ～ 20 20 ～ 40 40 百分比% 37.5 19.6 21.8 15.6 4.1 1.4 3国内内燃式密闭电石炉烟气净化状况及存在的问题 从电石的粉尘性质可以看出，电石炉烟气温度高，粉尘性质复杂，烟气量大，比电阻高，治理难度是较大的。炉气由于在炉面燃烧，产生的炉气主要成分是CO2和粉尘，目前国内用于内燃式密闭电石炉的净化处理方法中有两种，分别是湿法除尘和干法除尘，湿法除尘在实际使用过程中存在很大的问题，主要原因是粉尘中含有CaO，遇水生成Ca(OH)2，碱性、粘性大，在高温下形成酸液严重腐蚀设备并造成二次污染。干法除尘有旋风除尘、袋式除尘和静电除尘，旋风除尘由于除尘效率低一般都不能达标；静电除尘要降低粉尘比电阻，才能够实现粉尘的达标排放，国内目前能够实现达标排放的几乎没有；布袋除尘使用的比较普遍，但在选用时要考虑降温、滤料和清灰方式