摘要：电石作为基本化工原料，曾在化学工业的发展史上起到过极为重要的作用。近年来，由于世界石油化工的高速发展，尤其在发达国家，乙烯、丙烯已取代了电石乙炔的地位，但在我国，电石工业还会存在相当长的一段时间，这与国际石油市场和我国能源资源现状以及化工生产有关。电石行业是高能耗、高污染产业，大部分的电石炉粉尘都严重超标。
关键词：密闭电石炉生产；优化设计 ；
随着我国社会的发展和科学技术的不断进步，电石生产在我国工业领域逐步发展起来。由于电石生产的特殊性，在生产过程所使用的原材料虽然不具有危险化学物质，但是生产出来的产品却带有很强的危险化学性，因此电石生产项目的工艺安全成为项目中的重中之重。
一、概述
我国的PVC行业以电石法为主。随着房地产市场的蓬勃发展，这几年我国电石PVC产业也快速发展，各地纷纷淘汰了小容量的开放或半开放式内燃电石炉。目前我国电石生产项目所使用的为密闭式电石炉，这种炉型的电石炉具有炉盖，能够将成产过程中所产生的气体抽出，这样一来电炉的效率被提高，炉内没有火焰和粉尘，使得电石炉具有很高的自控程度，工作人员的操作条件和操作环境较好。电石在实际生产中，是由皮带机把已经配比好的混合物料传送到电石炉厂房的顶层，然后落入上料皮带机再经过分料槽导入炉顶的加料皮带机，然后卸至环形加料机中，最后通过布料机分别加入到炉顶料仓中。液态电石从电石炉中运出，被注入到电石冷却锅，出炉卷扬机将电石出炉电石锅牵引送至冷却厂房。经过两个小时的冷却之后，电石锅由吊钩桥式起重机吊出，进行再次冷却，至100摄氏度以下时便可由专用槽车散装出场。电炉在生产过程中十分有可能出现软断现象，操作人员一旦发现软断现象必须立即断电，并马上疏散操作人员。另外，为了避免交叉作业，需要在电石炉出口、牵引机、冷却厂房等地点设置安全标志和警示铃，保证操作安全。
二、密闭电石炉生产的优化设计
1.电石炉变压器设计一般采用低负荷时恒电流，功率的运行方式是额定功率，所以各种操作方法需要根据电石炉变压器的这一特点作适当的调整。电石炉变压器的无功补偿有高压补偿、中压补偿、低压补偿、高低压联补、中低压联补等方式。由于单纯的低压补偿占地大、投资大、功率因数补偿不容易达到0．9以上，所以单纯以这种方式进行补偿并不可取。中压补偿从电炉变压器中引出进行，无功补偿出现问题时损坏变压器的情况比较多见，现在的电石炉变压器生产厂家通常不推荐这种方式。高压补偿只对电网进行补偿，没有对主要消耗无功的电石炉进行补偿，不能达到提产降耗的效果。所以采用高压和低压联合补偿是比较合理的方式，既可以达到补偿的效果，又可以降低成本和节省空间。一般情况下，高低压补偿的比例一般控制在高压补偿总量2／3、低压补偿1／3左右。或者更精确地根据电极电流差值的5~7倍进行低压补偿，补偿到各相电流平衡，其余部分由高压补偿进行补足。同时要考虑高低压侧的谐波治理，才能保证补偿的稳定运行。多数企业单纯的无功补偿电容和接触器的损坏比较频繁，影响了补偿的投用率。电容器容易发热、漏液、爆裂，大电流条件下铁磁性材料产生强大涡流从而引起柜体、骨架发热，因此矿热炉低压补偿装置必须具备良好的散热、隔磁措施，柜体、骨架须采用隔磁材料制作，减小此类发热损耗。无功补偿要与电石炉的操作紧密结合起来，因为无功补偿提高了电石炉的对地电压，减小了电极电流，对30MVA的电石炉，完全采用低压补偿比完全采用高压补偿时电流一般下降5kA，电石炉的产能随之提高。补偿电流平衡以后根据恒功率的方式进行操作，这样两者都互相正向补充，生产才能出现良好的状态。
作业人员能够遥控操作，大大地降低了作业人员的劳动强度，改善了劳动环境，减少了出炉操作人员的数量，解决了出炉招操作人员难的问题，降低了人力成本。
2.密闭电石炉除尘技术设计。国内有不少厂家采用湿法除尘来解决全密闭电石炉的炉气净化间题，应当说采用湿法除尘技术能够达到一定的净化效果，炉气中的焦油等有机物也能够被有效捕集，净化后的炉气仅当做燃烧料煤气是能够满足要求的。但湿法净化带来二次污染，水污染物中含有剧毒的氰化物，需要配套复杂的水处理设施。由于粉尘中含有大量氧化钙，往往采用多级水处理系统，其中含有除尘转置，系统运行阻力大，耗电耗水很大。炉气中固定炭的热值和物理显热基本上不能利用，能获得一定的炉气净化效果，炉气含尘浓度可以做到可以满足的一般燃料煤气的要求。系统的允许工况范围很宽，不惧焦油粘糊，也不用担心高温烧毁滤袋，整个系统装置容量较大，需要较多的占用空间。设备费用和安装费用较高，系统运行电耗较高，需要建设复杂的水处理系统，增加加药设备和臭氧供应。系统中存在结垢堵塞的问题，需要定时清洗，不但需要建立两套系统备用，同时也降低了运转可靠性。但如果能建立严格有效的操作规程和巡检制度，加上计算机控制系统的实时监控，上述不利因素仍能得到弥补。高温炉气送入专用直燃室，可燃气体、固定炭、焦油等可燃物在直燃室中与氧气混合燃烧，产生的高温烟气送入废热锅炉，经热交换降温后，再进入高温袋除尘器净化，净化后的气体经锅炉引风机排出。锅炉产生的蒸汽可以并网发电或供生产使用，该技术的关键是控制燃烧确保烟气中可燃物充分燃烧、锅炉受热面的清灰及耐高温布袋除尘器的清灰、系统各环节的控制等。出炉烟气燃烧后掺入大量冷空气，因此烟气量有所增加。处理装置也将扩大，因此投资较大。该方案各环节采用的技术都相当成熟，因此可靠性较好。无二次污染，无需建设复杂的水处理设施，收下的干粉尘便于储存输送，干粉可作为建材原料利用。
3.安全建议。在电石生产项目中根据电石炉的具体生产工艺，设置检测报警装置，尤其是在电石炉生产车间中容易泄露炉气的部位。在电石炉变压器上设置变压器油强风冷却器，且加装风扇保护罩，并将变压器做绝缘保护处理。在尾气风机进口管线上设压力检测报警装置，通过此装置自动停止尾气风机，防止系统出现负压现象。避免在冷却厂房设置工艺和生活用水的上下水管线，防止冷却房出现漏水现象，保证电石储运过程干燥，严格防水防潮。当电石炉处于正常情况下的停炉状态时，操作人员必须及时将电压、电流降低，直至达到规定的限度，之后才可以进行停电操作。为了避免电石炉出现火灾爆炸可以从以下几个方面进行预防和管理：首先，安装氢气在线分析检测装置，及时掌握氢气的情况，一旦发现氢气的含量升高，立即采取停炉措施，进行检查，避免发生爆炸事故。其次，相关工作人员必须时刻关注电石炉的水、油、温度、压力等的数值变化情况。使电石炉始终保持在一个稳定的环境和状态下。如果发现有任何的数值变化，立即通知水源供应处或相关部门进行处理，防止意外的发生。最后，电炉在生产过程中十分有可能出现软断现象，操作人员一旦发现软断现象必须立即断电，并马上疏散操作人员。另外，为了避免交叉作业，需要在电石炉出口、牵引机、冷却厂房等地点设置安全标志和警示铃，保证操作安全。
电石生产是一个系统工程，必须系统考虑并进行优化，然后抓好每一个关键环节，才能达到高产、低耗、稳产和长周期运行，从而实现企业效益的最大化。
参考文献：
[1] 中国电石协会.全密闭电石炉炉气干法净化技术技术介绍[C].218.
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[3] 电石行业现状及趋向.中国化工技术网.