摘要:随着我国电石生产规模的逐步扩大,但与此同时也带来了极大的污染与能耗,不利于实现可持续发展目标。作为全球最大电石生产国之一,应该高度重视对节能降耗技术的应用,通过采取有效措施促使电石生产能耗下降,效益增加,这样才能实现绿色生产的目标,让整个电石生产更加顺利与高效进行,也为推动电石行业的发展奠定良好的基础。简述了电石生产技术,并介绍了节能降耗技术在电石生产中的应用。
关键词:电石;节能降耗;优化
引言
自改革开发以来,随着全球经济的快速发展对国际原油需求的不断扩大,石油及其加工产品的市场需求也越来越大,电石法聚氯乙烯和其他电石下游产业有了较大的发展,电石产能迅速增长,2010年我国电石产能约2200万t/年,成为世界上电石产量和消费量最大的国家。与此同时,电石在生产过程中要消耗大量的电和煤炭,并向环境中排放大量废气、粉尘等污染物。
1概述
在2000~2300℃高温的条件下,石灰和焦炭通过化学反应生成电石。电石生产过程中,电石炉是关键核心设备,电石生产过程需要消耗大量能量,如何降低能量消耗、循环利用副产品,是节能降耗的关键问题。
2我国电石行业的现状
我国电石行业是伴随着聚氯乙烯、1,4-丁二醇等工业快速发展起来的。进入21世纪,在下游需求带动下,电石进入产能快速增长期。2000年,国内电石产能仅480万t/年,产量为340万t;2005年,产能上升至950万t/年,产量达到895万t;2010年,产能突破2000万t/年达到2250万t/年,产量为1650万t。“十二五”以来,各地为大型氯碱装置配套的电石项目大量上马,截至2012年底,国内有电石企业388家,产能达到3230万t/年,产量提高到2000万t以上,但开工率仅为61.9%(若扣除2012年实际停产的产能734万t,开工率也仅为80%)。其中,技术装备水平较高、节能减排效果显著的密闭式电石炉产能为1860万t/年,占总产能的比重由2005年的不足10%提高到近60%;技术装备水平相对落后的内燃式电石炉产能为1370万t/年,比重下降到42.4%。
电石是资源和能源密集型行业。电力和炭材在电石产品的成本中占有很大比重,约为70%。因此,电力、煤炭等能源和资源价格的上扬,将导致电石企业面临的生产经营压力进一步加大。据测算,与密闭式电石炉相比,内燃式电石炉每生产1t电石要浪费160kg标准煤的能源,且需多排放600多公斤的二氧化碳。2012年,内燃炉产能为1370万t/年,电石产量仅为400万t,按此测算,相当于浪费了64万t标准煤,同时多排放了240万t二氧化碳。
随着我国社会经济的发展,能源供应日趋紧张,环保要求愈加严格。无论从外部经济运行方面,还是从行业可持续发展方面考虑,电石行业都迫切需要加强节能减排工作,积极采用先进、节能、环保的技术和装备,提升自身能源利用水平,减少废弃物排放量,走一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的发展道路。
3电石生产节能降耗技术措施
3.1精心操作,定期观测电极
精心操作,加强电炉的巡视,使炉况经常保持在正常稳定状况下生产,同时电极深入炉料中要严格按照操作进行:电极深入料层深度为电极直径的0.6~1.0倍左右,电极有损工作段不宜过长,表层无红料,料层透气性良好,无喷料现象,料层均匀下沉,压放电极的时间不要超过最大安全压放的时间间隔,每次压放电极时均顺利。电极无过烧欠烧现象,焙烧与消耗平衡,按规定时间出炉,才能确保电极事故不发生,出炉堵炉顺利。
3.2做好设备管理工作
设备运行状态的好坏,对最终电石生产水平有着至关重要的影响,也关系着节能降耗技术的应用效果。对此要加强设备管理工作,不仅要规范操作,提升配件质量,还要及时做好检修工作,及时开展维护工作,要提前将预防措施做到位,提升维修保养工作成效,制定科学合理的检修方案。在电石生产中应该避免频繁进行停炉,让其工作寿命得到延长,并确保获得更高的电石炉自然功率因素,让电石炉开动率和负荷率都能够得到有效提升。
3.3循环利用
3.3.1电石炉气循环利用
电石炉气的主要成分是一氧化碳,主要用于热能和化学品合成。热能利用方面,通过电石炉气燃烧获取一定的热量,产生的热能应用到生产及生活的各方面,相关技术已经比较成熟。但是,从能量利用角度看,燃烧获取热量能量利用率低。而一氧化碳又是一种很重要的清洁燃料生产原料,将电石炉气进行加工分离处理后,利用一氧化碳可以合成多种有机化学品,对提高电石生产中副产品的利用,降低电石生产综合能耗具有非常重要的意义。目前电石炉气制备清洁燃料的工艺主要集中在二甲醚、低碳醇和燃料油三种不同的燃料上。从物质转化、能量消耗、产品碳足迹以及核心指标评价等制备工艺指标进行分析后,电石炉气制备二甲醚清洁燃料等工艺水平更高,企业能降低至少40%的成本。
3.3.2电石炉粉尘回收利用
电石破碎过程中,产生电石粉尘,目前大多数企业将电石破碎粉尘直接外运废弃,不仅污染环境,还降低电石产率,增加电石生产能耗。通过多方面电石生产查定和计算发现,电石粉尘的损失是影响电石能耗的重要因素之一。通过现场收集电石破碎粉尘,发现电石粉尘在空气中放置后,品质以指数形式递减。目前,国内有中盐吉兰泰盐化集团有限公司等企业,自主开发了电石粉尘回收再利用工艺流程,应用在电石联产PVC系统中,实现新增经济效益960万元/a。
4电石生产节能降耗未来发展
4.1电石生产节能降耗目标
积极推进总量控制,争取到“十二五”末将电石产能控制在4200万吨/年,密闭式电石炉的比重达到80%以上,产能发挥超过60%;“十三五”时期,继续实行总量调控措施,力争到“十三五”末将电石产能控制在5000万t/年,密闭式电石炉的比重达到100%,实现产需基本平衡。
4.2完善多元化的企业节能技术改造投融资机制
发挥各级财政资金的引导和示范作用,以企业投入为主体,吸引和带动社会各方面投资,形成多元化的投融资机制,推动企业开展节能技术改造。同时,鼓励企业开展合同能源管理项目等方式,通过市场渠道筹集节能减排资金。
4.3支持技术服务单位的能力建设,加快相关领域的人才培养
工业和信息化部将会同相关部门,支持一批行业领先的技术、工程、设备等服务单位的能力建设,建设全国性的密闭式电石炉生产装置操作人才培训基地,提高电石行业从业人员整体的技术水平、操作水平、管理水平。
4.4建立大型密闭式电石炉的技术示范和企业示范
适时开展实施情况的总结工作,总结内燃式电石炉改造为密闭式电石炉的经验和应用情况。鼓励企业应用新技术,建立技术先进、节能降耗效果好的技术示范和企业示范。
结语
在当前竞争日益激烈的市场环境下,节能减耗是企业降低成本、增加效益的重要手段。企业应重视技术改造,加大落后装置、落后技术的淘汰速度,加快先进装置的采用、先进技术的推广,对效益明显的项目争取早实施、早完成、早见效。
参考文献
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