电石生产工艺技术的改进和优化

发表时间:2020/6/2   来源:《科学与技术》2020年第3期   作者:王军朋
[导读] 我国经济的快速发展,特别是原油价格的上涨,推动电石法PVC的规模繁殖,
         摘要:我国经济的快速发展,特别是原油价格的上涨,推动电石法PVC的规模繁殖,对电石的需求增多,电石炉生产能力和生产规模也相应扩大,与此同时,新技术、新方法出生在电石行业,促进了肯先生电石炉进行持续的改进和优化。
         关键词:电石;生产工艺;改进;优化;
         电石工业的发展需要电石生产技术的推动。目前,电石行业处于新的“电石行业准入条件(2014年修订)”实施后,生产成本上升导致零利润时代。因此,电石行业要想有长远的发展,就需要发展节能减排的电石生产技术,对原材料和附加产品的综合高效利用。因此,对电石生产工艺进行改进和优化分析,以期满足电石生产的需要。
         一、介绍传统电石生产工艺
         传统的电石生产主要是首先经过石灰窑,将石灰石煅烧成为石灰,之后通过盘式卸料机运输到双辊破碎机进行破碎处理,经过破碎之后,通过滚筒筛得到合适的,能够满足生产需求粒度的石灰颗粒,最后就会将石灰颗粒直接放入石灰料仓之中。焦炭首先需要通过双辊破碎机进行破碎处理,等待破碎之后,就可以利用滚筒筛,获取满足生产需求的焦炭颗粒。之后,满足生产工艺的焦炭或者洗精煤等级可以与石灰直接从贮罐放出,经过自动秤称量直接作为炉料,然后通过转运装置运送到料斗,通过加料器,将炉料定时的投入到电石炉之中。对于35 000V的高压电,经过电石炉变压器降低成低压之后,进过铜排导入电极。炉中的炉料在经过电极强电弧热作用之后,就会直接生产电石,然后经过炉口流入电石盆进行冷却。装满热电石的电石盆经过行车吊入冷却库之中,冷却之后,经过提升机输送到破碎机之中进行破碎,破碎之中,利用斗式提升机就可以直接输送到电石储藏仓之中。
         二、电石生产工艺技术的改进
         针对电石生产工艺技术的改进,以电石干法乙炔生产工艺清净技术为例,进行具体的分析。
         1.工艺原理。原料电石在经过二级破碎之后,将合格的电石放置在乙炔发生器中与水相互反应,从而产生电石渣与乙炔气。产生之后的乙炔气再经过冷却洗涤之后,就直接输送到气柜贮存,经过气柜存储的乙炔气使用压缩机进行压缩处理之后,利用碱浓硫酸或者是次氯酸钠将杂质清除,然后与氯化氢进行反应,直接生成氯乙烯。对于副产物电石渣,则可以用作水泥生产原料,经过循环利用也能够提升经济效益。
         2.粗乙炔气浓硫酸清洁技术。针对浓硫酸清洁粗乙炔气中的磷化氢、硫化氢等杂质气体,所需要的浓硫酸约50kg/t的乙炔气体,并且按照年产量为PVC30万t/a来进行分析和计算,其乙炔气为13.2万t,那么每年就需要6 600t/a的浓硫酸,每天出现的废硫酸约为20t,与电石渣相互反应之后,就会生成石膏,用于水泥生产使用。并且经过清静之后的废碱液,可以直接在废硫酸处理尾气洗涤塔中消耗。这种方法主要是减少废硫酸泄漏,以降低对环境和资源造成的压力。
         三、电石的用途及工艺技术水平
         1.电石的用途。电石—乙炔作为有机化工原料,可以制造多种产品,这些产品在化工、橡胶、纺织、医药、轻工、建材等部门有广泛的用途。在机械工业和其它工业部门电石产乙炔作为气体燃料被用于金属的切割和焊接,在冶金部门电石用于脱硫和脱氧。电石作为化学工业的基本原料可直接制造氰氨化钙(石灰氮)及其下游产品。石灰氮在化学工业上主要用于生产氰化钠、双氰铵、黄血盐、胍、多菌灵和硫脲等数十种产品。石灰氮在钢铁行业可用作金属热处理剂和脱硫剂,在医药上用于防治血吸虫病等。此外电石主要是电石——乙炔合成化工路线生产各种化工产品,这些产品可以进一步深加工衍生各种系列产品,密闭电石气中含85%的一氧化碳是宝贵的燃料,用途广泛。本课题中CO产品主要作为生产石灰的燃料。

电石是有机合成工业的重要基本原料,中国生产的电石90%用于PVC的生产和有机合成等化工行业。8%用于机械冶金等行业,2%用于出口。以电石乙炔为原料可制取乙烯、醋酸乙烯、氯丁橡胶、氰氨化钙、乙酸、三氯乙烯、四氯乙烯、双氰胺等化工产品;目前,我国生产的电石大部分用于生产聚氯乙烯(PVC);电石也作钢铁的脱硫剂,还用于金属的切割和焊接。近年来,电石还用来处理橡胶树、菠萝株等,可以增加产量。
         2.我国电石生产技术水平。我国电石生产主要装置电石炉的类型可以划分为:单相间歇式电石炉、组式炉、连续式单相电石炉、内燃式电石炉(半密闭式电石炉)和密闭电石炉;根据炉型大小划分为:容量为5000kVA以下的小型电石炉、5000~25000kVA的中型电石炉、25000kVA以上的大型电石炉。我国的电石行业技术装备水平与国外相比有存有一定的差距。首先,我国密闭式电石炉产能在总产能中所占的比例仍有待提高。2016年,国内密闭炉产能约占总能力的50%左右。其次,相对于内燃炉,密闭式电石炉在能源消耗、污染排放、生产成本、自动化程度等方面都具有明显的优势。因此,推广大型密闭炉并加快将现有的内燃式电石炉改造为密闭炉,是我国电石行业优化产业结构、提升技术装备水平、完成节能减排任务的重要举措。
         四、电石生产工艺技术的优化策略
         想要确保电石炉始终处于最佳的运行状态下,除开人工的操作之外,其余的所有系统都是经过计算机来控制的,如配料、加料、上料、炉压控制、功率调节、冷却水、烟气净化控制报警等。通过这样的系统研究,就能够让电石炉控制水平以及经济技术指标提升到一个新的台阶。针对这一系统,其本身的特点如下:(1)将电极长度测控行业难题解决,并且还可以准确控制电极长度和电极端头到炉底的实际距离,这样能够确保电石炉始终处于最佳的热效率。这一控制系统主要是通过输入电极焙烧热、安全间隔、运行负荷等,从而经过计算机来实现控制自动压放电极与升降电极。(2)能够满足自动优选最佳操作电阻,确保冶炼工艺和电气制度都能够达到最佳的匹配,确保在正常工艺条件下,电石炉可以满足高负荷稳定的运行要求。(3)通过计算机仿真技术的使用,可以将电石炉之中的设备工艺状态与关键参数,利用图形、颜色等方式直接在显示屏上通过定量定性的方式呈现出来,这样就可以满足可视化、简单化以及数据化的电石炉操作。(4)按照电石炉电气与工艺状态变量数据,就可以针对炉况的实际运行状况进行定量的分析,并且在一个两维坐标系之中还会直接绘制15条重要的,具有因果关系的电石炉电热特性动态曲线。为了能够对炉况进行综合性分析,并且能够预见的进行电石炉操控,就需要确保在一定条件下,让技术与操作都能够满足最佳状态的要求。(5)基于输出电石炉特征曲线分析的基础上,其本身拥有最高利润操作分析以及最低电耗的功能。通过上述对于电石生产工艺的改进和优化之后,在实际的生产之中能够取得明显的经济效益以及社会效益,并且对于生产企业而言,通过技术的改进与优化之后,也能够更好地应用到生产之中。
         五、我国电石发展的趋势与预测
         我国经济步入新常态,大环境带来的需求低迷与行业自身存在的问题仍将影响电石行业的生存和发展。宏观经济影响。是推动结构性改革的关键之年,在五大重点任务中,去产能排在第一位,对电石行业来说首当其冲,如何化解过剩产能,如何提高资源利用率,保护环境及安全生产将成为行业的重要任务和关注焦点。随着中央一系列化解产能过剩、降低企业成本压力的举措,电价不断下调和直供电方案的全面推广,“一带一路”、京津冀协同发展、长江经济带等三大战略的全面实施,会进一步激发市场活力,给行业经济带来一系列新的发展机遇。
         总之,随着时代的不断发展,现代社会对于各个方面的技术要求都在不断的加剧。对于电石企业的生产同样也是如此。基于传统电石生产工艺的技术改进,做好电石生产工艺的合理优化,这样就可以满足电石清洁新工艺的需求。
         参考文献:
         [1]刘云.电石法制乙炔生产工艺的改进.2018..
         [1]张建萍.浅谈电石生产工艺技术的改进和优化.2019.
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