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浅谈乙炔发生电石灰气体输送氮气循环利用技术刘凯

发表时间：2020/9/9 来源：《基层建设》2020年第14期作者：刘凯陈勇江王世刚荣利民

[导读] 摘要：国内同行业使用的电石灰气体输送系统未对氮气进行回收利用，我公司针对电石灰气体输送氮气未循环利用的难点进行攻关，主要从选择什么样的增压机、怎么保证氮气增压机的进气品质达标、如何防止管路堵塞、如何保证氮气回收系统安全和平稳运行等四个方面技术攻关，通过反复试验，解决了电石灰气体输送系统氮气循环利用难的技术。

        新疆圣雄氯碱有限公司新疆吐鲁番 838000
        摘要：国内同行业使用的电石灰气体输送系统未对氮气进行回收利用，我公司针对电石灰气体输送氮气未循环利用的难点进行攻关，主要从选择什么样的增压机、怎么保证氮气增压机的进气品质达标、如何防止管路堵塞、如何保证氮气回收系统安全和平稳运行等四个方面技术攻关，通过反复试验，解决了电石灰气体输送系统氮气循环利用难的技术。电石灰气体输送氮气循环利用技术氮气回收利用率高，投资收益快，不仅保证了发生器加料氮气使用量，且保证了发生器安全加料，同时大大改善了环境。
        关键词：电石灰；气体输送；氮气；循环利用；
        1电石灰产生与处理简介
        电石生产乙炔气工艺流程中需要使用50-80mm粒度大小的小块电石。小块电石是将大块电石（600-900mm）通过两级破碎（粗破和细破）生产得来的。大块电石在两级破碎过程中会产生少量的电石灰。电石灰通过袋式除尘器进行收集，并通过人工卸灰或气体输送装置运送至加灰点，回用至系统中，不仅改善现场环境，且可降低生产成本。
        人工卸灰，人员劳动强度大，不利于人员职业健康。现代电石法生产PVC过程中电石灰输送方法基本全部采用气体输送方法，不仅大大改善现场环境，且大大降低了人员劳动。由于电石灰极易吸收空气中水分，与空气中水分发生水解反应生成乙炔气。乙炔气为活性极强的易燃易爆气体，在空气中爆炸极限为2.3-81%，危险性极大。为了保证气体输送电石灰过程安全可靠，输送气源采用压力在0.25MPa以上，纯度大于97%的惰性气体氮气。
        2传统电石灰气体输送及氮气回收技术应用
        我国电石法生成PVC企业，电石破碎电石灰输送采用气体输灰技术，电石灰被送到终端仓后，输送气源氮气经过过滤后达标排入大气中。考虑到氮气生产成本较高，0.2元/m3，个别厂家对终端仓内氮气进行简单回用，将氮气回用至电石筒仓内，通过回用氮气对电石筒仓内电石进行氮气保护，减少电石与空气中水分接触引起风化，从而达到提高电石筒仓运行安全性，同时可降低PVC生产电石单耗，节约生产成本。
        电石灰气体输送流程简介：电石破碎系统除尘器内收集的电石灰，通过绞龙或旋转阀加入到气体输灰发送罐内，加料按照时间作为停止加料依据，加料结束后，关闭进料圆顶阀，打开输送阀，用氮气将电石灰输送至终端灰仓内，输送氮气通过过滤器过滤后达标排至大气中，最终将收集的电石灰回用至电石上料系统。通过输送管道和发送罐上远传压力判断是否已经输送完毕。为了防止输送管道堵塞，每次输灰完毕后，会通过大流量氮气对输送管道吹扫一次，确保管道畅通，保证装置平稳运行。
        3创新电石灰气体输送氮气循环利用技术
        新疆圣雄氯碱有限公司二期装置年产25万吨/PVC，每天耗电石1120吨，每天产生电石灰约15吨。二期装置在设计时，考虑到电石灰气体输送耗氮气量较大，约500m3/h，造成生产成本较高。新疆圣雄氯碱有限公司组织技术员对电石灰气体输送氮气循环利用技术在传统的电石灰气体输送氮气回收技术基础上进行优化改造创新。研发出电石灰气体输送系统氮气循环利用技术，对氮气进行密闭循环利用，减少了氮气排放量，运行过程中氮气循环利用率达到了90%以上。新疆圣雄氯碱有限公司成为全国第一家，且是唯一一家在电石灰气体输送系统中循环利用氮气的企业，不仅大大节约了生产成本，同时解决了排放废气的问题，大大改善了环保状况，避免了气体输灰系统使用乙炔发生器置换氮气，保证乙炔发生器置换氮气的压力和流量，提高了乙炔发生器加料置换的效果，提高了乙炔发生器安全运行。
        创新电石灰气体输送氮气循环利用工艺流程：电石破碎系统除尘器内收集的电石灰，通过绞龙或旋转阀加入到气体输灰发送罐内，加料按照时间作为停止加料依据，加料结束后，关闭进料圆顶阀，打开输送阀，用氮气将电石灰输送至终端灰仓内。

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电石灰输送至终端仓后，经过特殊袋式过滤器对电石灰过滤后，氮气通过管道自压进入氮气缓冲罐，氮气在进入氮气缓冲罐前再次经过特殊过滤器对电石灰进行过滤，经过两级过滤的氮气，经过氮气增压机加压至0.4MPa以上，送至电石灰气体输送氮气管网系统循环利用。为了保证氮气缓冲罐压力稳定，在氮气缓冲罐设有氮气补充阀，保证氮气缓冲罐压力稳定，防止影响氮气增压机运行。为保证氮气循环利用安全可靠，在氮气循环利用系统加装含氧和含乙炔在线分析仪，当含氧和含乙炔超标时，系统自动进行氮气置换，将含氧和含乙炔置换至安全指标之内，使电石灰氮气回收系统安全可靠平稳运行。
        4创新电石灰气体输送氮气循环利用技术难点
        创新电石灰气体输送氮气循环利用技术难点主要有四个，一是选择什么样的增压机；二是怎么保证氮气增压机的进气品质达标；三是如何防止管路堵塞；四是如何保证氮气回收系统安全和平稳运行。
        增压机的选择：考虑到人员操作和增压机自动调节出口压力的自动化，采用不需要人员操作和调节增压机出口压力的螺杆式增压机，同时因输送的循环氮气内含有电石灰，为保证氮气循环使用的安全性，增压机冷却系统不是使用循环水冷却，只能采用风冷方式。风冷方式的缺点为增压机产生的热量被风机随风机供风循环使用，造成增压机温度过高，会出现跳停，针对此问题，对风机排风系统进行改造，通过增加风道将增压机产生的热量排出增压机厂房，保证了增压机温度稳定，平稳运行。
        增压机进气品质：为保证增压机进气品质达标，采用两级特殊袋式过滤器对循环利用的氮气中电石灰进行过滤，从而保证增压机平稳运行。
        防止管路堵塞：为防止系统管道堵塞，在氮气管道头部和尾部各安装一台远传压力表送器，时时对管路压力进行监控，当压力上涨至一定值时，打开管道吹扫氮气阀门，通过大流量氮气对管道进行吹扫，保证管路畅通。
        系统安全运行：为保证氮气循环利用安全可靠，在氮气循环利用系统加装含氧和含乙炔在线分析仪，当含氧和含乙炔超标时，系统自动进行氮气置换，将含氧和含乙炔置换至安全指标之内，使电石灰氮气回收系统安全可靠平稳运行。
        5创新电石灰气体输送氮气循环利用技术产生的效益
        5.1经济效益：氮气节约量500m3/h，氮气价格0.2元/m3，每年节约成本500*0.2*8000=80万元，氮气循环回收系统投资200万元，2.5年可收回投资。
        5.2安全效果：避免了气体输灰系统使用乙炔发生器置换氮气，保证乙炔发生器置换氮气的压力和流量，提高了乙炔发生器加料置换的效果，提高了乙炔发生器安全运行
        5.3环保效益：回收氮气500m3/h，相对减排氮气500m3/h，改善现场环境。
        6 结论
        创新电石灰气体输送氮气循环利用技术氮气回收利用率高，投资收益快，不仅保证了发生器加料氮气使用量，而且保证了发生器安全加料，同时大大改善了环境。国内同行业使用的电石灰气体输送系统未对氮气进行回收利用，此技术解决了电石灰气体输送系统氮气循环利用难的技术。
        参考文献：
        [1]高万升，赵鹏涛.电石粉尘全自动密闭技术的应用[J].聚氯乙烯，2016（7）.
        [2]潘文平，温银华.电石粉尘的回收再应用[J].聚氯乙烯，2016（7）.
        [3]迟乃刚.利用布袋除尘器回收工业硅粉尘[J].辽宁城乡环境科技，1999（01）：57-59.
        [4]丁宇，崔景学，刘长胜.密炼粉尘回收利用的防尘技术研究[J].中国职业医学，1999（1）：19-21.