电石炉尾气控制方案运行小结

张旺旺

（新疆天业集团天能电石公司，新疆 石河子 832000）

电石炉尾气控制方案运行小结

张旺旺

（新疆天业集团天能电石公司，新疆 石河子 832000）

介绍了电石炉尾气湿法、干法、净化技术的工艺流程及特点，深入探究了电石炉尾气控制系统及控制方案，对密闭电石炉尾气净化与资源化绿色生产提供了强有力的技术支持。

电石炉尾气；控制系统；运行

电石炉尾气是生石灰与炭材在高温下生成电石同时产生的气体，是电石生产中的副产品。内燃式电石炉因没有炉盖，产生的炉气与空气接触后燃烧，随着密闭电石炉的产生，电石炉尾气才得到回收利用，由于密闭电石炉的炉盖密封的作用，并且操作时始终保持正压状态，生成的炉气成分主要是CO（一氧化碳）。如何优化资源，将密闭电石炉尾气除尘净化以及资源综合利用已经成为形势所趋，而在优化工艺操作过程中采用何种控制方案也是所要研究与探讨的主题。

1 电石炉尾气成分

目电石炉尾气的主要成分有：一氧化碳（75%～90%）、氢气（2%～10%）、甲烷（2%～4%）等。另外还有硫化物、磷化物、碳化物、钙镁氧化物、煤焦油等十几种成分。由于其出炉温度较高（400～800℃）、气体压力小，无论输送还是净化的难度都很大。按照理论计算，每吨电石在冶炼过程中产生的炉气量约为400 m3。化学反应式如下：

2 电石炉尾气干法净化技术

2.1 干法净化工艺流程

正常生产的电石炉尾气温度一般在450～750℃，炉气经抽出管线上升进入空气冷却器中，将炉气温度降低至250℃，再经粗炉气风机进入布袋除尘器装置进行净化，净化后的炉气含尘量得到显著的下降，又经过净炉气风机、加压风机送往下一工序，如氯烧石灰窖、焦碳干燥窖等作为燃料[1]。干法净化工艺流程框图见图1。

图1 电石炉尾气干法净化工艺流程框图

2.2 湿法净化工艺流程

湿法净化后的电石炉尾气通过洗涤塔进一步清洗和降温，合格后的炉气（温度＜40℃）经过水封罐进入气柜，尾气进入气柜进行稳压，然后由罗茨鼓风机加压后输送至电厂、粒碱及化工厂进行使用。电石炉尾气由洗涤塔底部进入，通过塔内瓷环从洗涤塔顶部排出。而冷却水经过冷水泵升压后从洗涤塔顶部进入塔内，和尾气逆向接触，将尾气中的粉尘与焦油进行清洗，带有粉尘与煤焦油的废水从洗涤塔底部流出进入热水池，热水池的废水利用除油机进行净化，净化后的热水通过热水泵送至冷却塔进行降温处理，温度合格后的冷却水流入冷水池，洗气水循环利用，实现了零排放。湿法净化工艺流程示意图见图2。

图2 电石炉尾气湿法净化工艺流程图

3 电石炉气净化控制要点

3.1 控制要点

由于电石炉产生的尾气中含有大量的粉尘（约150 g/m3），经过三级除尘后尾气的粉尘含量为（50 mg/m3）。电石炉气的净化先进行干法，再将降温与除尘后的合格炉气送往湿法净化系统。净化系统在整个控制环节中是非常重要的，其控制方案的精确实施是整个生产工艺的核心要素之一。

3.2 控制实施要点

（1）净化系统在正常操作时，过滤器的压力主要是通过调整粗气风机的频率进行控制，过滤器的出口压力主要由净气风机的频率进行控制，电石炉的炉压主要是通过调整粗气风机的频率进行控制。

（2）炉压设定一般应控制在0～10 Pa（如果炉盖密封不好，可适当将炉压设定高些），只要保证炉面有淡淡的烟气即可，如果炉面没有烟尘，而且炉面温度上升较快，就意味着电石炉在负压操作，或者说明该炉的炉盖密封情况较差，需要重新制作炉盖密封。

（3）电石炉正常运行后（即使在1档情况下），净化系统均可调整为自动模式，粗气风机的设定值设定为10 Pa（CO的浓度必须保证在78%以上，如果CO浓度不达标，可将炉压设定值适当调高，这种现象主要是炉盖密封效果不好所致）。

（4）粗气风机自动运行设定值设定好后，即可开始调整设定净气风机，一般情况下，净气风机调整为手动操作模式，在不并气的情况下，净气风机的频率低于粗气风机10Hz左右，在并气情况下，净气风机的频率高于粗气风机10Hz左右。因此净化系统在后系统并气或者切气之前，必须先调整净气风机的频率。

（5）在粗气风机自动运行设定值设定好后，净气风机即可进行自动操作的设定，首先需要设定的是过滤器的出口压力，设定值设定为500 Pa。

（6）为确保净化系统能够安全的运行，在净化系统操作时必须保证过滤器出口压力始终处于正压状态。

（7）净化系统在正常运行时，过滤器的入口温度尽量稳定在240～260℃，如果温度过高说明电石炉运行不正常、电石炉在负压操作，或者净化系统空冷器管道存在泄漏，如果排除管道泄漏和电石炉负压操作，可以通过启动空冷器的冷却风机进行降温，如果过滤器入口的温度上升至280℃，净化系统就必须停止运行，否则过滤器的除尘布袋将会烧损。

4 投用后效果分析

整个系统的控制需要非常精确的控制方案与控制系统，为此，大多数电石生产企业均采用了DCS集散控制系统，有效地改善电石生产工艺的自动化操作水平，提高设备的生产能力和产品质量。也有一部分企业仍采用PLC控制系统，在生产的复杂性控制指标的控制方案实施中，会有一定的生产控制劣势，而现场采用大量变频调节与控制，同时用于稳定电石炉生产稳定性，全系统采用计算机监控时，设置有大量异常报警及联锁装置，为整个生产系统的自动化优化生产提供了保障。

5 结语

在电石炉尾气处理过程中，如何使除尘装置更加安全可靠，达到除尘工艺控制指标是需要重点考虑的；合理调整炉气净化装置与密闭电石炉操作以及尾气控制的关系，也是非常关键的[1]，电石炉净化装置的各种参数控制在系统的运行过程中要注重摸索及比对，找到合适自身生产控制的最终优化方案来。电石尾气处理与净化后达到了预期效果，同时炉面的烟尘在自动优化的智能化方案中得到了良好的抑制，系统内最主要的控温达到了可靠保障，能有效地保证进入尾气的正常生产与安全利用，达到了预期的设计效果。控制方案的实施，使得工艺操作更加合理精确，具有明显的经济效益和环保增效。

［1］魏冲建．密闭电石炉尾气新型干法除尘技术的开发研究．维纶通讯，2012（6）：23－25．

Operation summary of control scheme of calcium carbide furnace tail gas

ZHANG Wang-wang

（Xinjiang Tianye Group Tianneng Carbide Co.,Ltd.,Shihezi 832000,China）

The technological process and characteristics of calcium carbide furnace tail gas wet process and dry purification technology are introduced,and the control system and control scheme of calcium carbide furnace tail gas are studied.It provides technical support for the purification and green production of closed calcium carbide furnace.

calcium carbide furnace tail gas;control system;operation

TQ161

B

1009-1785(2017)12-0038-02

2017-06-22