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| 电石炉尾气利用新途径 |
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作者： 转载自： 发布日期：2014-7-30
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摘要:密闭电石炉尾气具有成分复杂、净化难、热值较高等特点。现有的利用方法存在可选择的成熟技术少、限制条件多等问题。以年产6万吨电石的电石厂为例，进行了技术经济分析，提出了具有分布式能源特征的密闭电石炉尾气利用途径。
关键词:电石炉尾气,利用,电石行业
引言
目前，我国每年产生的电石炉尾气超过150亿m3。处置方式基本为炉气直排或点火炬，不仅浪费了大量能源，也造成环境污染。国家对此十分重视，在《电石行业准入条件（2007年修订）》中明确规定“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”，“密闭式电石装置的炉气（指CO气体）必须综合利用，正常生产时不允许炉气直排或点火炬”。
但由于电石炉尾气成分复杂，净化提纯难度大，国内外目前可供选用的真正成熟可行且实现了工业化生产的技术工艺很少，因而电石炉尾气回收利用率一直很低。截至2008年底，全国电石炉尾气的利用量尚不足15亿m3，利用率不足10％。每年因此损失约240万吨标准煤，同时排放约1200万吨二氧化碳和90余万吨粉尘。
研究开发经济合理、工艺技术可行的电石炉尾气利用途径，迫在眉睫。
1 密闭电石炉尾气的主要成分及特性
密闭电石炉具有焦耗及电耗低、装置易大型化、生产能力大、炉况稳定、产品质量好、炉气可全部回收利用等特点，是国家鼓励发展的炉型。电石炉尾气的成分复杂，含有一氧化碳、氢气、甲烷、乙炔、硫化物、磷化物、氰化物、煤焦油等十几种成分。
由于电石炉尾气含尘量大、温度高、易析出焦油、易燃易爆、成分复杂、气体压力小，因此对其输送、净化或是提纯的难度都很大，回收利用较难。
电石炉尾气的主要成分、参数如表1。
2 密闭电石炉尾气利用途径分析
密闭电石炉尾气现有的利用途径可分为两大类：用做燃料或化工原料。
2.1 用做尾气锅炉燃料
该技术将密闭电石炉的含尘尾气直接引入特别设计的余热锅炉燃烧，充分利用电石炉尾气的显热、可燃气体（CO+H2，含量80％）的燃烧热和尾气中部分粉尘的燃烧热来生产蒸汽。同时通过锅炉炉膛、烟道落灰斗重力沉降及特别设计的电除尘器对烟气进行除尘处理，达到电石炉尾气热能利用及干法除尘的双重目的。
该技术巧妙地避开了电石炉尾气难以净化的难题，采取先燃烧后除尘的方案，一台尾气锅炉系统集除尘、供汽、消除有毒有害污染物于一体；电石炉出来的高温炉气经尾气锅炉煅烧后，粉尘中的氰化物含量为零，气体中的氰化物亦被完全分解。高温电石炉尾气不经冷却直接进入尾气锅炉燃烧，其炉气显热、可燃气体的燃烧热以及尾气中炭粉的燃烧热都得到了最大限度地利用，克服了干、湿法除尘装置需先对炉气进行冷却，易造成物理显热及除尘灰中炭尘燃烧热得不到利用的缺点，是目前较为成功的技术，国内已有西安化工厂、湖南省湘维有限公司、陕西榆电阳光化工有限公司等多家企业采用此法。
但该技术也存在一定的缺点和局限性：一是锅炉的运行完全受电石炉运行的影响，锅炉开停次数多，运转率受限，不能稳定供汽；二是需有蒸汽用户，否则必须配套系统复杂、投资大、热效率仅20%～25%的汽轮发电机组。
改进的方向是：采用国内成熟的循环流化床锅炉掺烧高炉和转炉煤气（转炉煤气的主要成分也是CO，但发热值没有电石炉尾气高）技术，掺烧热量比例可达20%～40%，实现锅炉稳定运行和汽轮发电装置规模化。
在有蒸汽用户的情况下，可首选采用尾气锅炉回收利用密闭电石炉尾气的技术。
2.2 用做电石生产的热源燃料
电石属高能耗产品，其生产过程中的石灰烧制、焦炭干燥等都需要大量的热源。采用电石炉尾气做热源燃料，可就近利用电石炉尾气，直接降低电石能耗，国内已有多家企业采用该技术。
宜昌香溪化工有限公司采用自行开发的尾气干法净化技术，回收的尾气全部用于气烧石灰窑，石灰再用于电石炉生产电石，即节约了资源，又保护了环境，实现了尾气平衡综合利用。
青海东胜化工有限公司将净化后的尾气通过输送管道引至焦炭烘干窑，用于焦炭烘干，其余用于烧制石灰和职工生活取暖、洗浴等，将25500KVA电石炉产生的尾气全部予以利用。
此种利用途径的缺点和局限性是：电石炉尾气需先除尘净化，净化过程易产生二次污染；目前，输送工艺、气烧石灰窑工艺本身还存在一些问题；净化后的尾气属高价值燃料，作为普通燃料使用太可惜。
2.3 用做化工原料
一氧化碳是一种用途广泛的化工原料，可以生产甲醇、甲酸、甲酸甲酯、碳酸二甲酯、甲醛、聚甲醛等重要的一碳化工产品。
但密闭电石炉尾气作为化工原料，不仅需要除尘净化，而且需要提纯。特别作为合成氨、甲醇这些使用触媒的化工生产的原料，即使是微量的杂质，也可能导致触媒中毒造成生产无法进行，密闭电石炉尾气的净化提纯成了化工利用的最大技术障碍。
化工生产流程长、技术难度大、投资较大，从经济合理性来看，装置只有达到一定的规模才有效益。在没有成熟可靠的技术工艺和产业化示范装置的情况下，企业自然不愿冒这种风险。因而成功利用密闭电石炉尾气作为化工原料的工程实例，屈指可数。
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