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1、精选优质文档-倾情为你奉上电石炉烟气净化及余热利用技术的开发与应用摘要：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。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，但大部分电石厂技术落后，装备较差，环保意识淡薄，对我国环境状况构成威胁，随着社会发展和科学技术的进步，我国能源的日趋紧缺，环保要求更
2、加严格，电石生产技术正向高效、节能和环保型的方向发展，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。因此，电石工业朝密闭炉型、大型化、规模化已成趋势。中国电石行业目前初步资料表明约有电石企业二百多户,生产能力超过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
3、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
4、。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
5、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350550风量 / 吨电石产量9,000 Nm3/h含尘浓度820g/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CaOCSiO2Fe2O3Al2O3其它百分比%3
6、7.234.115.80.967.14.84表3：电石炉烟气中粉尘的粒径分布粒 径0 22 55 1010 2020 40 40百分比%37.519.621.815.64.11.43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
7、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、滤料和清灰方式的选择才能实现粉尘的达标排放；相比来说，布袋除尘的除尘效率是最高的，可以达到99%。多年来国内电石企业和环保科技人员做了大量工作，尝试采用了各种除尘技术，成功的先例较少。主要存在的问题为除尘方式的选用不当，整个系统的运行可靠性较差，而且影响电炉的正常生产。采用干法除尘时设备采用的清灰方式选用不当，建议采用新型的高压喷管脉冲清灰技术。电石炉的烟气特点主要为烟气量大、含尘
8、多、粉尘颗粒细小比重轻且具有一定的粘度、烟气温度较高并存在一定程度的波动。采用干法除尘时的滤料选用不当，由于电石炉烟气温度变化较大，不同的炉型及不同的工艺状况其温度不同，即使是同种炉型在不同的煅烧阶段其温度也会有变化，选用滤料应以烟气波动过程中所达到的最高温度来考虑，综合考虑是选用冷却系统+常温滤料(高温滤料)+除尘器或是无冷却系统直接为高温滤料+除尘器的方式，对电石炉的烟气温度估计不足而导致滤袋烧坏的现象时有发生。电石炉烟气的治理如此困难，多年来电石炉烟气除尘一直是电石行业的一大难题。4内燃式密闭电石炉高温烟气净化技术介绍4.1工艺流程内燃式密闭电石炉炉气净化系统一般由一个主系统和四个附属系
9、统来组成的.4.2主要工艺过程说明上述整个工艺流程是采用余热利用或降温装置加袋式除尘器系统的负压工艺流程，具体为电石炉高温炉气进入专门设计的余热锅炉或冷却设备降温，降至200左右，然后经袋除尘器净化后由高压风机排出。整个炉气的混合、流动均由引风机作为动力源，整个系统处于负压状态。袋除尘器采用高压脉冲喷吹进行清灰，当积聚在滤袋外表面的粉尘达到一定的厚度，清灰系统发出清灰信号，脉冲系统进行高压清灰，清灰结束后又进入正常的过滤状态。电石炉废气保留旁通烟道，主烟道和旁通烟道用水冷蝶阀进行切换。整个系统采用计算机控制系统集中控制。除尘器收集下的粉尘由灰斗和储灰仓储存，定时由小车或输送设备输送作为建材原料
10、。系统中应设置紧急降温装置和旁通烟道，以自动或手动阀门切换。还可以考虑将出炉口烟气一并考虑由上述净化系统集中处理。上述整个工艺流程的完成均由一Micropro控制系统完成自控及过程中温度压力的监测，清卸灰的实现，并实行报警功能。a每台电石炉单独设向天排空的旁通烟道，并设蝶阀控制；b每台电石炉单引主烟道用蝶阀控制；c当余热锅炉或冷却设备降温至200度左右后进入长袋脉冲除尘器过滤净化。 d除尘系统用一台引风机进行抽引，变频控制，由一根钢烟囱排出；上述主要工艺过程就是烟气冷却，净化设备、清灰装置、自动控制系统、旁路系统和报警装置组成。4.3关键技术4.3.1降温技术目前国内布袋承受的烟气温度一般在2
11、20以下，因此首先将烟气温度降到220以下，然后进行布袋除尘，冷却方式常用空冷、水冷或加冷风等方法来降温，但这些方法是不经济的，最科学的方法是对烟气进行余热利用的同时也降低烟温。余热利用可获得一定的经济效益，从而改变环保只投入无产出的情况。选择冷却器或者余热锅炉的形式要根据各厂的实际情况来定。4.3.2漏风技术问题系统中严重的漏风，加快除尘器的过滤速度，降低除尘效率，增加引风机的负担，使整个系统无法正常使用。降低烟气温度，减少余热利用量，增加排烟量。4.3.3阻力技术问题系统阻力过大，会造成引风机压头不足，无法将电炉烟气全部抽入系统运行。4.3.4受热面清灰技术问题电石炉烟气中含尘量大而粉尘细
12、小，很容易在管壁、炉墙上产生很厚的积尘层，因此能否有效地清除受热面上的积灰层，是余热锅炉能否有效地进行工作，回收利用 烟气余热产生过热蒸汽，同时保证烟温降至200左右，保证布袋除尘器安全工作的关键。4.3.5控制系统控制系统由计算机、PLC、显示器、操作箱温压仪表等组成；采用定时、定阻联合清灰设计；停机自清灰系统；提供烟气超温放风报警系统及主旁通烟道自动切换系统；提供除尘器进出口温度和压差显示；独立卸灰输送控制系统及卸灰系统连锁开启控制；提供稳定炉面负压的自动控制；提供主烟道和旁通烟道切换阀的电动操作及开度显示；内燃式密闭电石炉烟气温度变化幅度很大，平均温度500，高时连续在600以上，这对冷
13、却设备的受热面布置和排烟温度的控制带来很大的困难，也给后面的除尘器滤料带来很大的冲击，对整个系统的安全带来隐患，因此必须有可靠的温控技术和经济安全措施作为安全运行的保证。所以设计的冷却装置和余热锅炉必须适应比较大的温度变化范围，同时要有温控装置控制排烟温度幅度在30左右，另外还加有紧急自动进冷风装置。4.3.6除灰外运系统除灰外运系统是保证除尘器除灰与飞灰外运中无二次污染设计的，飞灰比重轻，容易造成二次污染，应采用密封输送，封闭型集灰箱装运飞灰的系统，以确保无二次污染。4.4余热综合利用对于密封好的内燃式密闭电石炉炉气温度可达到600左右，其热量还是有很大的利用价值，针对不同的用户可选择烘干焦
14、碳或余热锅炉产蒸汽的方式。炉气中热量的利用，可以达到更高的经济效益、环保效益和社会效益，开创三丰收的局面。5.投资比较根据各公司电石扩建实际情况，将不同的净化方法做以下比较：选择20000KVA内燃式密闭电石炉炉气净化系统为代表序号处理工艺增湿塔+静电除尘冷却+布袋除尘余热利用+袋除尘备注1工艺特点1、维修简单2、运行费用低1.维护简单2.清灰效果好1、余热锅炉自动清灰2、采用负压除尘3、采用变频技术，实现节能2技术特点粉尘排空浓度可行200mg/m3可行50mg/m3可行80mg/m33运行情况好好好4项目总投资350万元400万元600万元5经济效益无无360万元/年6综合结论投资少，效果
15、一般投资较大，效果好投资大，效益好6 小结我公司在全国各地电石炉烟气净化与余热利用系统的成功应用，较好地解决了电石生产节能与环保问题，各项技术都已经被证明先进可靠、运转率高，并取得经济效益、环境效益、社会效益三丰收的成绩。这对推动整个电石行业的技术进步具有重要意义。之后，更具针对性、更经济、新型的电石炉余热利用及烟气净化技术不断被开发应用，满足不同炉型和用户的需要。余热利用方面既可以采用余热锅炉副产蒸汽、也可考虑采用空气冷却器烘干焦炭；冷却器方面可考虑强制风冷、自然风冷、水冷供选择；除尘技术方面也有脉冲袋技术、玻纤除尘技术、静电除尘技术供用户选择.部分应用业绩序号工艺型号处理风量设备名称数量投
16、运时间使用单位备注118000KVA半密闭电石炉m3/h余热锅炉+LFSF1035812001.5广西维尼纶集团218000KVA半密闭电石炉m3/h混风室+LPJ2418312002.5广西维尼纶集团320000KVA半密闭电石炉m3/h余热锅炉+LPJ1018312003.10云南维尼纶集团420000KVA半密闭电石炉出炉口50000m3/hLPJ418312003.10云南维尼纶集团58000KVA半密闭电石炉60000m3/h强风冷却器+LFSF1035812003.10河南焦作华翔电力集团66300KVA半密闭电石炉60000m3/h强风冷却器+LPJ518312004.6陕西神木
17、电化公司710000KVA半密闭电石炉m3/h强风冷却器+LPJ1018312004.6陕西神木电化公司88000KVA半密闭电石炉80000m3/h强风冷却器+ LPJ818332004.8陕西榆林市恒源电石厂98000KVA半密闭电石炉80000m3/h强风冷却器+ LPJ818312005.6陕西榆林市云河化工公司106300KVA半密闭电石炉60000m3/h强风冷却器+ LPJ518312004.8陕西神华神东电石1116500KVA半密闭电石炉m3/h自然混风室+LPJ2418312004.8新疆天业集团有限公司1216500KVA半密闭电石炉m3/h强制风冷+LPJ1218322
18、004.8新疆天业集团有限公司1324000KVA半密闭电石炉m3/h强制风冷+LPJ1818312005.9新疆天业集团有限公司1424000KVA半密闭电石炉m3/h强制风冷+LPJ1818312005.10新疆天业集团有限公司1524000KVA半密闭电石炉m3/h强制风冷+LPJ1818312005.11新疆天业集团有限公司1624000KVA半密闭电石炉m3/h风冷+LPJ1818312005.11新疆天业集团有限公司余热烘兰碳17410000KVA密闭电石炉m3/h直燃室+强制风冷+LPJ1418322004.12乌鲁木齐环鹏集团有限公司1820000KVA电石炉原料烘干系统烟气除
19、尘m3/hPPC96-2812004.10贵州安龙华宏化工有限公司1920000KVA半密闭电石炉尾气m3/hLPJ12180+余热锅炉1预计2006年1月运行贵州水晶化工股份有限公司2020000KVA电石炉原料烘干系统烟气除尘m3/hPPC96-281预计2006年1月运行贵州安龙华宏化工有限公司2120000KVA电石炉原料烘干系统烟气除尘m3/hPPC96-281预计2006年1月运行贵州遵义联合电化有限公司2220000KVA电石炉原料烘干系统烟气除尘m3/hPPC96-281预计2006年1月运行云南文山州煤业有限公司23医疗垃圾半干法尾气处理系统6000m3/h喷雾干燥塔+反应器
20、+LPJ7012004.11重庆同兴医疗废物处理有限公司2418000KVA半密闭电石炉60000Nm3/h强风冷却器+ LPJ1218312004.11呼铁如意煤化工集团2526300KVA硅铁炉60000Nm3/h水冷冷却器+ LPJ1218312003.10内蒙古三维集团262.418烘干机40000m3/hLFSF435812004.10新疆天业集团有限公司27振动筛8000m3/hPPC32-432005.7新疆天业集团有限公司28颚破和提升机10000m3/hPPC32-532005.7新疆天业集团有限公司292.418烘干机40000m3/hLFSF435812005.11新疆天
21、业集团有限公司306300KVA半密闭电石炉60000m3/h强风冷却器+ LPJ418312006.8四川屏山金石化工3124000KVA半密闭电石炉m3/h余热锅炉+LPJ1818312006.8新疆天业集团有限公司新疆天业电石炉烟气余热利用项目 一、项目基本情况： 新疆天业（集团）有限公司作为国家循环经济首批试点单位，其下属的石河子开发区天业电石有限责任公司根据企业实际情况，积极探索新路，与多家单位进行技术交流与合作，引进先进、成熟的技术，努力实现资源、能源的综合利用，降低电石生产的能源消耗。提出采用立式余热锅炉利用电石炉的高温烟气产生蒸汽的同时，将电石炉烟气有效降温，以便电石炉烟气进行
22、除尘净化，减少环境污染。该项目既符合我国节能中长期规划，也符合国家大力发展循环经济的决策。 电石炉烟气余热利用系统改造项目投产后，不仅实现能量的综合利用，而且从根本上治理了烟尘对大气环境的污染，削减了污染物排放总量，改善了炉面操作环境，保证了电石炉的正常生产。取得了很大的环境效益、社会效益和一定的经济效益。 该项目新增设备功率共计22.5KW，企业现有的电力可满足要求。需要增加的主要是余热锅炉用的软水消耗，每小时需要50吨，集团公司新建电厂与电石厂比邻，所需软水已统一考虑，该项目为电石炉烟气余热利用项目，不需要原材料，所以项目建设基础配套条件齐备。 二、项目建设的可行性分析 该项目产生的过热蒸
23、汽并入新疆天业自备电厂蒸汽网，目前，天业电石公司已向天业化工园区、北泉镇及北泉工业园供热，而新疆天业即将建设40万吨PVC及配套项目，且政府已有规划：整个北工业区的热力供应由天业电石公司供应，因此该项目的蒸汽不存在市场问题，而且采用余热供热后可减少电厂蒸汽供应量，节约能源。 项目的生产规模：该项目通过对现有电石炉配套建设7台余热锅炉，实现电石炉的烟气的余热利用，达到每小时50吨产汽能力，并做到电石炉烟气温度降到180左右，能够进行除尘处理。 项目建设主要内容：电石炉烟气余热利用系统改造项目投产后，通过余热回收，每年可增产约36万吨过热蒸汽，相当于节省4.6万吨标准煤。对环境保护来讲相当于减少了
24、用锅炉生产同样蒸汽而向大气排放的废气量9.51亿Nm3/年；减少飞灰排放量1900吨/年。电石炉烟气实现净化与余热利用后，烟尘排放浓度可降低到50mg/Nm3以内，远远低于国家排放标准和目前排放浓度；而且上余热锅炉后可确保电石炉烟气温度的降低，减少系统漏风率和冷风掺入量，每小时可减少废气排放7.6万Nm3，每年减少废气排放总量60800万Nm3，而且每年可减少电石炉粉尘排放Kg。大大减少了粉尘对石河子人民的危害，对改善戈壁明珠石河子的生活环境、创建和谐社会具有重要战略意义和现实意义。 电石炉炉面上工人操作环境将得到了进一步的改善，岗位粉尘浓度可降到10mg/Nm3以下，符合企业工业卫生标准。
25、通过余热回收，每年可增产约36万吨过热蒸汽，全年可增加直接经济收益1384.6万元。年利润728.8万元,投资利润率15.13%。 三、项目拟建设期限：2007年-2009年 四、项目总投资： 该项目总投资3284.16万元。 五、合作方式：银行贷款。25000KVA电石炉烟气余热回收发电一、电石炉简介： 我国电石行业约有电石炉1千多座，年产量居世界首位。电石行业是一个高能耗、高污染产业，再加上国内电石行业在规模、炉型、布局、节能、环保上存在先天不足，及原料质量差、管理水平比较低，被列为国家重点监控对象。因此如何合理解决好以上难题便成为电石企业生存和发展的关键环节。节能、降耗、减排降污是电石企
26、业生存和发展的唯一出路。通过科学的、合理的烟气净化装置系统可以达到减排降污的目的，通过余热回收发电系统可以达到节能降耗的目的。 在电石生产中，电石炉的烟气是最大污染源，以一座10000KVA的开放式电石炉为例，年排放废气量（以每年生产10个月计算）达6-8亿标准立方米，年粉尘排放量超过1000吨，污染极其严重。 为推动国内电石炉行业技术进步，我国八十年代末从德国、挪威、日本等国引进8套25000KVA全密闭电石炉，引进中空电极、气烧窑、组合式把持器、干法除尘、计算机控制等五项新技术。从应用上看，组合式把持器、计算机控制二项技术获得了成功，但中空电极、电石炉烟气干法除尘技术却始终无法成功，由于烟
27、气无法净化而不能向气烧窑提供洁净的气源，导致气烧窑技术也钪帐埽?唐?奈廴静荒芙饩觯?唐?械拇罅康娜饶芤舶装桌朔选?国内电石炉烟气净化的实践告诉我们：无论是早期自行研制的电石炉除尘技术，还是从国外引进的新技术，或者改进后的除尘技术；无论是采用电除尘技术、或者袋除尘技术，还是采用耐高温陶瓷过滤技术，或者水除尘技术，都因为无法适应电石炉烟气变化和焦油糊袋、或形成二次污染而最终全部失败。严酷现实使电石炉行业认识到：即使是引进国外技术，也必须是成熟过硬的技术，还要符合中国的国情，否则将无法发挥其先进性。同时，要求国内电石行业必须下更大的力气和决心开发适合中国国情的电石炉烟气余热利用和烟气净化装制。 二、
28、电石炉的烟气特征： 电石炉从炉型上来说分为开放式炉、半密闭电石炉和全密闭炉三种。炉型不同，其烟气性质完全不同。开放式电石炉烟气量大，烟温低，一般不超过200；半密闭电石炉烟温较高，一般达到400以上，烟气量大幅降低；全密闭电石炉烟温最高，达6001000，但烟气量很小。除与炉型有关外，不同的地区、工艺流程、操作手段、原材料都对电石炉的烟气特征产生影响。一般来说，电石炉的烟气特征如表1、表2、表3所示。表1 不同炉型电石炉的烟气工艺参数炉型 开放式炉 半密闭炉 全密闭炉 烟气温度 160200 350550 6001000风量/吨电石产量30000Nm3/h 9000 Nm3/h 400Nm3/
29、h含尘浓度 13g/ Nm3 820g/Nm3 130200g/Nm3氧含量 19% 17% 微量一氧化碳含量 1.2% 5.0% 10%二氧化碳含量 微量 微量 5%氮气含量 微量 微量 较多表2 电石炉烟气中粉尘的化学成分粉尘种类 ca* 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m 02 25 510 10202040 40百分比% 37.5 19.6 21.8 15.6 4.1 1.4三、电石炉烟气净化及余热回收发电方案：1、方案及其说明：根据电石炉烟气成分、温度、烟气流量、粉尘成分及其
30、粒径分布、炉面压力等综合因素，采用落丸清灰、玻纤袋除尘、负压流程、计算机控制的技术对烟气进行净化处理，同时通过余热锅炉、过热器、汽轮发电机对烟气余热进行回收利用，该方案的工艺流程见附图（1）。 电石炉产生的烟气由导烟管引入烟气燃烧室，燃烧后的烟气引入烟气分流室，正常情况下经主烟道进入余热锅炉进行热交换，温度降至150后进玻纤袋除尘器除尘，净化后烟气由引风机送入烟囱排放。余热锅炉产生1.27MPa的饱和蒸汽，再由过热器产生300的过热蒸汽，然后通过汽轮发电机发电供生产使用。该系统由余热锅炉、玻纤袋除尘器、主风机、汽轮发电机四大主机设备组成主系统，另外还包括燃烧炉、软化水系统、落丸清灰循环系统、过
31、热蒸汽并网系统、玻纤袋除尘器反吹风系统、卸灰输送系统、计算机控制系统等辅助系统。关键技术包括锅炉受热面清灰技术、玻纤袋清灰技术、温度控制技术、钢结构热应力补偿技术、系统设计技术、引风机耐温防震技术、滤料设计技术等。余热锅炉采用单气包自然循环直立烟道式，用落丸清灰技术有效解决了锅炉受热面的清灰难题；锅炉结构紧凑、热工制度稳定，保证烟气出口温度稳定在150以下，满足了袋除尘器的要求。根据电石炉烟气特点专门设计的LFEE玻纤袋除尘器采用了一些最新技术，重点考虑了气流分布、清灰方式、卸灰方式、温度控制、设备锁风等技术，并考虑了加强的钢结构设计及整体热应力消除技术。由于采用负压流程，进入主风机的烟气已经
32、得到净化，风机运转的可靠性大大加强。计算机控制方面实现了各工艺过程主要参数的实时监控，锅筒水位自动调节，锅炉受热面和玻纤袋清灰的自动控制，落丸清灰系统过程监控。主要工艺参数实现了实时曲线或数据显示，并可以根据需要随时查询打印。2、方案技术指标：项目 技术指标炉面负压 50100Pa处理风量 m3/h（工况）烟尘排放浓度 40.3mg/Nm3林格曼黑度 1级系统除尘效率 99.5%烟气排放温度 150过热蒸汽压力 1.27Mpa过热蒸汽温度 300发电装机容量 4500kw系统阻力 4000Pa四、25000KVA电石炉烟气余热发电方案2台25000KVA电石炉烟气余热发电方案：25000KVA
33、中型半密闭电石炉，烟温较高，一般达到400以上，平均按450，烟气量达89000 Nm3/h左右。2台电石炉烟气量达 Nm3/h左右，因此其烟气余热量相当可观，且烟气中含大量可燃气体和，通过烟气余热回收可产生1.27MPa的300的过热蒸汽25.6t。再利用此蒸汽发电，可建一个4500KW的小型电站。其工艺流程示意图见附图（1）。五、工程实施进度计划项目工程建设工期：工程建设期从合同签订之日开始，需一年左右，即大约12个月，从13个月后电厂开始试运行。正常情况下，只要资金及时到位，建设工期一般能在规定时期内完成。六、环境影响评价1、环境影响评价： 余热回收发电项目是一种利用余热而不直接消耗原煤
34、、原油、原气的清洁环保发电项目，不仅不对环境产生任何破坏和污染，反而有助于降低和减少余热直接排向空中所引起的对环境的污染。2、影响环境因素分析： （1）该发电项目对环境能造成影响的主要是在冷却水系统，但经精心设计和施工及工艺流程中循环利用，完全能控制和避免对环境产生任何不利影响。 （2）本工程不产生固体废弃物。（1）汽轮发电机组运行时噪音源主要来自各种设备。各主要噪音源的噪音水平见下表： 名称 位置 声级值DB（A） 频谱特性汽轮机 主厂房 8590 低中频发电机 主厂房 8590 低中频凝泵 主厂房 9396 低中频给水泵 给水泵房 95 低中频循环水泵 循环水泵房 8590 低中频冷却塔
35、露天 8185 低中频七、劳动安全和工业卫生1、本工程应采取安全措施和实施劳动保护的工艺与场所：根据*安全生产法劳动法、发电厂劳动安全及工业卫生设计规程（DL5030-1996）、工业企业设计卫生标准（TJ36-1979、工业企业噪声控制设计规程（GBHJ87-1985）等法律、规程、规范及标准的要求对各类建筑物的防火；电器设备和各类压力容器的防爆；电器设备的防触电伤害；对各种转动、传动机械伤害；对平台扶梯、吊装孔洞采取安全和防护措施，以保障从业人员生命安全。2、压力容器的防爆措施：蓄能器等压力容器都装有安全阀，以防超压爆炸。安全阀开口避开人员经常通行的过道、场所以防高压汽流伤害人体。3、防电
36、伤：设计时必须考虑。八、结论：电石行业环保与节能的水平较低，如果政府不给优惠电价，电石生产就要亏本；如果环保标准严格执行，电石厂就必须停产。所以环保与节能是关系到电石企业生死存亡的重大问题。通过以上对电石炉烟气余热回收发电方案的分析可知，利用电石炉的烟气余热资源发电，是一项技术上可行、经济效益可观的、且符合国家能源政策的环保节能降耗项目，特作此建议书以资决策。30MVA密闭电石炉余热发电论文密闭电石炉尾气利用新途径摘要: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
37、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
38、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
39、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
40、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
41、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道引至焦炭烘干窑，用于焦炭烘干，其余用于烧
42、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
43、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。2.3.1 生产甲酸天津碳一公司于2005年成功开发出干湿两步法电石炉尾气净化制取甲酸钠技术，并于2006年率先在山东海力化工电石厂建成7万吨/年规模的甲酸钠生产线，产品质量达到优级品标准，一年即收回了全部投资。从装置运行一年多的情况看，天津碳一公司的电石炉尾气净化制甲酸钠技术是比较成熟的，净化后能将炉气中的粉尘含量由200g/m3降至10mg/m3以下，一氧化碳提纯至9
44、0%以上，保证了甲酸钠生产对一氧化碳纯度的要求。该技术是将CO气体经空压机压缩到反应釜与烧碱合成而成，生产工艺简单，没有触媒中毒问题，对一氧化碳的纯度要求不高，可用20%左右的液碱。存在的主要问题是：在干气进入湿法脱尘系统后，炉气中的煤焦油与少量残存的粉尘易堵塞道，运行一段时间就要清理，比较麻烦。这套技术的最佳使用对象是电石-PVC-氯碱一体化企业。因为这些企业的电石炉尾气净化合成甲酸后，可以用企业自产的烧碱反应生成甲酸钠，既能实现电石炉尾气的综合利用，又能就地消化烧碱，减轻了企业的烧碱销售压力和运输成本，并能平衡和优化PVC-氯碱装置的工艺状况。对于单纯的电石生产企业，采用该技术会受到烧碱运
45、输、规模效益、市场等因素的制约。2.3.2 生产其他化工产品（1）合成氨据报道，宁夏大地冶金化工有限公司正在建设的6万吨/年电石炉尾气生产合成氨项目，是国家发改委确定的国内首个电石炉尾气制合成氨试点项目。企业在原有的25,500kVA电石炉全密闭全自动尾气废渣回收利用技术研究的基础上，通过对电石炉尾气CO安全输送、电石炉尾气脱硫、增压与储存、高浓度CO气体的变换及脱炭等技术研究，将电石炉回收的尾气转化为化工级CO原料气，再用CO原料气生产合成氨。但目前尚未见投产报道。（2）合成甲醇、二甲醚一步法合成二甲醚是将合成气通过既有合成甲醇功能又有脱水功能的双功能催化剂，在催化剂的协同作用下合成二甲醚。其反应式如下：CO2H2CH3OH2CH3OHCH3OCH3H2O副反应：COH2OCO2H2电石炉尾气可通过部分CO转换获得等摩尔的H2，在5MPa、250和双功能催化剂作用下一步气固相合成二甲醚，经精馏得到高纯度产品。但该法目前还处于性试验阶段，尚无大规模装置投入运行。总之，目前国内外密闭电石炉尾气做化工原料的成熟技术还很少。3 密闭电石炉尾气利