电石粉尘的回收利用

王广斌，李鸿达,许明,杨春燕,苏巍

(中盐吉兰泰盐化集团有限公司，内蒙古 阿拉善 750336)

发展资源节约型和环境友好型经济，是目前我国经济建设的重要主题。在世界能源日趋紧张的形势下，大力提倡资源节约和生态环境保护，合理开发资源、合理利用资源、科学发展，成为我国发展的必由之路。在聚氯乙烯行业盈利能力下降的形势下，如何降低生产成本是目前企业最重要的问题。

中盐吉兰泰盐化集团有限公司树脂厂(以下简称吉兰泰)有2条PVC生产线，生产能力各为20万t/a，采用湿法乙炔生产工艺，共采用14台直径为3.2 m的湿式发生器，满负荷运行时生产能力可达到2万m3/h。吉兰泰通过多方面的电石消耗查定和计算，发现影响电石消耗的主要因素为电石粉尘损失。在电石破碎过程中产生的粉尘经布袋除尘器捕集后处理比较困难，如堆放处理则易出现安全事故[1]。目前吉兰泰的电石粉尘被外运废弃，易扬尘、污染环境。为了回收电石破碎中产生的粉尘，降低电石单耗，吉兰泰建设了电石粉尘回收利用装置。

1 电石粉尘的发气量

2014年11月，吉兰泰在现场取样，分析了新收集的电石粉尘，以及电石粉尘放置1、2天后的发气量。

表1 新收集的电石粉尘的发气量

表2 放置1天后的电石粉尘发气量

表3 放置2天后的电石粉尘发气量

根据表1～表3可以看出：随着电石粉尘在空气中暴露时间的延长，发气量会大幅下降。因此，将电石粉尘收集后，应尽快进行回收利用。

2 电石粉尘的回收再利用

2.1 工艺流程

除尘器捕集的电石粉尘由管式上料机输送进中间料仓，中间料仓储存一定量后，再由二级管式上料器输送到上料仓，上料仓安装称量装置，保证有足够的料封，避免乙炔气窜入上料仓。电石粉尘经星型下料器加入反应器中与上清液反应，产生的乙炔气经洗涤塔、水封送入乙炔气柜。反应产生的渣浆部分循环，部分送入渣池沉降，清液可反复回用。电石粉尘回收工艺流程见图1。

图1 电石粉尘回收工艺流程Fig.1 Process flow of carbide dust collection

2.2 操作说明

2.2.1 联锁关系说明

为了保证回收装置安全平稳运行，设置了相关的联锁。

(1)在反应过程中，由于电石粉尘颗粒较小，反应较为剧烈，容易出现超温、超压的现象，故设计温度、压力联锁。即发生器压力超过22 kPa时，系统联锁停车；发生器加水调节阀全开时，发生器温度超过70 ℃，则加料绞龙停车。

(2)加料斗须保持一定的液位，起到密封的作用，以防止乙炔气倒窜，即加料斗质量达到上限指标时二级上料器停止，加料斗质量达到指标的50%时二级上料器启动；加料斗质量达到指标下限时，加料绞龙停车。

(3)发生器必须保证一定的液位，如液面过高，则气相缓冲容积过少，易使排出的乙炔气夹带渣浆和泡沫，故设置发生器液位超过70%时加料绞龙停车,关闭加水阀。

(4)氧含量超标时关闭送气阀，打开放空阀,打开充氮阀，加料绞龙停车。

2.2.2 开启管链输送机

(1)打开氮气阀，调整流量，向管链输送机系统充氮。

(2)现场手动按顺序依次打开一级上料管链输送机及6、5、2、1、3、4号管链输送机(如图2所示，图中管链输送机缩写为管链)，通知操作人员打开现场除尘器下料旋转阀，开始向储灰仓输送电石粉尘。

图2 电石粉尘上料管链输送机示意图Fig.2 Diagram of tubular drag conveyer for feeding carbide dust

2.2.3 开启发生器发生反应系统

(1)打开储灰仓下料阀，现场启动二级上料器，向加料斗加料，待DCS显示物料质量达到开车质量要求后进行下一步操作。

(2)检查发生器液位，打开补水调节阀向发生器加水，达到50%液位时启动浆液泵，在DCS中设定液位高度(50%)自动调节。

(3)启动搅拌电动机，打开去乙炔气总管阀门，打开加料斗下料阀门。

(4)启动加料绞龙开始加料生产(依据料位设定加料频率)，乙炔气氧含量不合格则进行放空处理，合格则送至乙炔总管。

(5)观察发生器温度、液位、压力，根据压力调节加料频率。

3 运行过程中存在的问题及解决措施

3.1 发生器温度、压力上涨过快

(1)原因分析：电石粉尘中含有大量的小颗粒电石，加入发生器后反应速度过快，导致发生器温度、压力上涨过快。

(2)处理措施：控制发生器加料绞龙的加料速度，设定最高压力联锁，使发生器平稳连续运行。

3.2 储灰斗至加料绞龙管线堵塞

(1)原因分析：由于发生器温度指标为≤70 ℃，电石粉尘在反应过程中产生的蒸汽导致管线结垢而堵塞。

(2)处理措施:利用氮气对电石粉尘回收装置进行置换，再将管线拆除后进行清理；后期制定计划性检修，定期对管线进行高压清洗。

4 经济效益

2017年5月，回收的电石粉尘产生的乙炔流量见表4。经过近1个月时间的监测，测得回收的电石粉尘产生的乙炔流量平均为130 m3/h，按照乙炔体积分数90%计算，折合电石(发气量按290 L/kg计)为130×90%×24÷290=0.4(t/h)；按电石价格3 000元/t，1年生产时间8 000 h计，则产生的经济效益为0.4×8 000×3 000=960万(元/a)。

表4 回收的电石粉尘产生的乙炔流量Table 4 Flow of acetylene generated by recovered carbide dust m3/h

5 结语

吉兰泰电石粉尘回收利用装置投用后，装置运行高效、平稳、安全，状态良好，且产生的乙炔流量较为平稳，不仅减少了对环境的污染，而且在降低电石单耗方面也有明显的效果，提高了企业竞争力，具有明显的环保效益与经济效益。

[参考文献]

[1] 潘文平，温银华.电石粉尘的回收再利用[J].聚氯乙烯,2010,38(4):42-44.

[编辑：杨彬]

【国内专利精选】

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