电石行业无组织烟粉尘防治

郭小芳 王长征 王兴峰

电石行业无组织烟粉尘防治

郭小芳 王长征 王兴峰

本文分析了电石生产车间、原料堆场烟粉尘无组织排放及其治理现状，并从先进生产设备的采用、环境管理、烟气捕集新技术和装备的使用、原料堆场的防扬尘措施等方面提出电石生产过程中无组织烟粉尘的防治建议。

电石生产；无组织排放；烟粉尘；治理

电石生产中，电石炉排放的烟气是其最大污染源，排放方式有两种：一种是有组织排放，即电石炉烟气经过烟囱有规律地排放，只要合理选择处理措施和方法，这部分烟粉尘一般比较容易处理达标；另一种是无组织排放。无组织排放存在点多、面广、分散的特点，给收集和彻底治理带来了一定困难。长期存在的无组织烟粉尘排放对环境造成严重污染，也对现场操作员工的身体健康产生影响，成为电石行业实现清洁生产的障碍。积极探索解决电石生产中的无组织烟粉尘排放问题，是未来电石行业进行污染治理和实现清洁生产的主要研究方向。

无组织烟粉尘产生环节

储运加工过程

电石生产中，从原料石灰石、焦炭经加工到电石成品，始终伴随着固体物料的破碎、筛分和运输等工艺过程，这些过程都会产生大量粉尘，造成空气污染。石灰石、焦炭等物料露天堆放，没有采取必要的扬尘控制措施或者防扬尘措施不能满足要求，在大风天气容易起尘，且在装卸、转运过程中易产生二次扬尘。

冶炼过程

电石炉可分为开放式、内燃式（半密闭式）以及密闭式3种。开放式电石炉，其烟气在生产中直接排放，污染重、能耗高、操作条件恶劣，目前国家已明令淘汰；内燃式半密闭电石炉，其部分烟气在生产时从加料炉门以及炉门与炉体的缝隙中逸出，烟气以无组织形式从车间屋顶、门窗排出；密闭式电石炉由于采用了全密闭炉体，可燃炉气从炉内引出并综合利用，避免了能源的浪费和大量烟尘的直接排放，能够实现污染物的达标排放，无组织烟粉尘产生量也相对减少。

出炉过程

电石出炉系统是目前电石生产中无组织排放较为严重的过程。炽热的电石从出炉口流出时，产生大量高温烟气。部分企业对出炉口未安装烟气捕集罩，出炉烟粉尘在车间内逸散弥漫，车间卫生环境恶劣，厂区周围一定范围内空气污染严重。即便在电石炉出炉口处安装有集烟罩，大多数都是采用捕集罩管道并入冶炼烟气总管道进行处理，未设立独立抽风系统，捕集效率很低，仍有大量烟气外逸。电石冷却过程也会逸散大量的无组织烟尘，冷却破碎区域污染严重。

无组织排放防治效果分析

通过对兰州、河西等地多家电石生产企业的调研、对比分析得出，对于电石炉车间的无组织排放，不同炉型、出炉口集烟罩型式、烟气净化方式、工艺操作手段和管理的优劣均会对电石炉无组织烟粉尘捕集效果产生影响，但是炉型、集烟罩的型式与烟气净化方式起主要作用；对于原料堆场的无组织排放，与当地风速、原料库的型式及原料堆放方式密切相关。

电石生产过程中，电石炉炉型的选择是关键。半密闭电石炉在加料、冶炼、出炉等过程中自动化程度较低，无组织烟粉尘产生点位较多，人工加料操作频繁，导致无组织烟气排放频次较高、排放量较大，且很少会有生产企业对内燃式电石炉加料口设置烟气捕集装置。而密闭式电石炉生产过程自动化程度较高，为有效回收产生的煤气、降低能耗，对电石炉的密闭性要求较高，从而减少了电石生产原料加入环节烟粉尘的无组织排放，正常生产时电石炉炉体本身无烟气排放口，只有在出炉时有无组织高温烟气逸散。

出炉口烟气捕集系统的型式和烟气处理方式对于出炉口无组织烟气的治理效果至关重要。大面积捕集罩捕集效果更好，可以将更大范围的逸散烟气进行收集。无组织集烟系统不设独立风机，与主烟道烟气合并处理，集烟效果不如设独立风机的系统好。在电石炉出炉口配备单独烟气收集与处理系统的电石炉运行效果最好。

原料堆场设置围墙和顶棚均能起到降低无组织扬尘的效果，尤其是采用密闭料棚和密闭包装的效果很好，比如将烟气处理系统收集的粉尘用编织袋包装后存放在专用的堆棚中，避免了粉尘的二次污染。无组织粉尘排放还与原料堆场的占地面积、当地的平均风速等条件有关。

无组织排放防治建议

针对电石生产中无组织排放点位多且分散、排放具有周期性等特点，结合生产实际，根据生产工艺及产污环节，提出以下防治建议：

采用密闭式电石炉

采用先进的生产工艺和生产装备是实现清洁生产的重要途径。我国《电石行业准入条件》中规定，新建电石企业电石炉初始总容量必须达到100 000千伏安及以上，其单台电石炉容量≥25 000千伏安；新建电石生产装置必须采用密闭式电石炉，电石炉气必须综合利用；鼓励现有单台炉容量5 000千伏安以上至12 500千伏安以下的内燃式电石炉改造为密闭式电石炉，也可以改造为16 500千伏安以上的内燃式电石炉。国内半密闭内燃式电石炉正在根据《电石行业准入条件》的要求逐步淘汰或改造，密闭电石炉是目前电石生产的发展趋势。对电石生产来说，节能减排的一大措施就是采用全密闭的电石炉和副产品一氧化碳的回收利用，不仅节约了资源能源，还可以满足环保要求，减少二氧化碳的排放。

长期存在的无组织烟粉尘排放对环境造成严重污染，也对现场操作员工的身体健康产生影响，成为电石行业实现清洁生产的障碍。

加强环境管理

通过对生产过程的环境管理，可以减少电石生产中污染物的产生。一套捕集效率和净化效率都很高的除尘净化系统是电石炉烟气治理的前提，但是若忽视了对其日常管理与维护，则高捕集效率和净化效率很难维持长久。在日常管理中，要制定严格的操作管理规程，安排专人对废气处理设施进行管理及维护；将环保设施纳入正常的运行管理，与生产设施同开、同停、同检修；定期对除尘设施关键点位灰尘及杂物进行清理；规范电石出炉操作。

提高烟气捕集效率

无组织烟粉尘治理的关键是提高烟气的捕集效率，如果烟气捕集率不高，即使再好的净化设备也达不到治理效果。积极采用新的烟气捕集措施，参考铁合金行业无组织烟粉尘的捕集新措施进行设计，设置容积式/车式折叠集烟罩，提高烟气捕集效率。加大出炉口烟气的捕集罩面积，并对捕集罩配备独立引风机抽气处理，使捕集效率≥95 %，从而降低无组织排放量。可以参考有色冶炼行业出料集烟方式，设置电石锅出料箱/房。电石炉车间厂房采用密闭彩钢结构，避免无组织逸散。冷破区域设置集烟罩，或设置专用的电石冷却密闭厂房，并抽气后处理。

加强粉尘控制措施

杜绝不符合规格的原料入厂，避免二次分选和再加工产生新的粉尘。各种原料在密闭库中分类分区存放，生石灰等易粉化、易起尘原料，设独立贮仓存储。皮带输送、上料系统设置密闭廊道。原料筛分、皮带头尾、破碎系统等产尘点均配备捕集罩，集中设置布袋收尘器。同时也可以将原料筛分、破碎工序设置在地下，有利于扬尘捕集和减少粉尘排放。

王兴峰，西北矿冶研究院环境资源研究所所长，高级工程师；郭小芳、王长征，西北矿冶研究院。