新疆圣雄氯碱有线公司
摘要：我国聚氯乙烯生产方法主要有乙烯法和电石乙炔法。乙烯法生产规模大、成本低、环境污染小，但由于其原料为不可再生资源，且生产投资大、资金回收周期长，在我国占总生产能力不足一半。而电石乙炔法生产，由于其原料资源丰富、价廉、见效快、生产经营灵活，加之近年来不断的技术革新改造使成本降低，电石法生产仍有一定的发展空间，目前在我国为大多数生产厂家所采用。但电石乙炔法生产能耗高，污染严重，近年来 我国对环境保护的要求日益严格，使电石法PVC生产面临严峻的现实压力，减少环境污染势在必行。电石乙炔法生产 PVC 过程中，电石破碎产生大量的电石粉尘，既增加原料消耗又严重污染环境。通过采用旋风加脉冲布袋除尘器对粉尘加以收集，创新性的利用气力输送系统和小型乙炔发生系统对收集的电石干粉加以净化处理，达到节能降耗、改善环境的目的。
关键词：电石；粉尘；治理
电石乙炔法聚氯乙烯生产工艺经过几十年的发展和改进，具有生产工艺相对成熟、投资少，符合我国贫油少气，煤 炭、石灰石资源相对丰富的资源特点，是我国目前和今后相当长一段时间内聚氯乙烯生产的主流工艺。近年来，国内PVC 行业间竞争日趋激励、生产规模无序扩张、产能不断提高、供求关系失衡，加上受国家产业结构调整政策的影响及环境保护的压力，能源、电力、电石等价格一路走高，压制PVC 价格上行。因此，实现节能降耗、清洁生产、低成本运行及追逐最大利润成为了各企业立足的重点。
一、电石生产的影响因素
电石水解生产乙炔的工艺中，电石单耗的主要影响因素有电石粒度、乙炔气的损耗流失等因素。其中，电石粒度主要通过影响电石与水电接触面积，而影响水解反应的完全程度；发生器反应温度主要影响水解速度而影响反应过程和乙炔气损失；乙炔气的损耗主要包括电石排渣损失、冷却塔冷却水及清净塔中废次氯酸钠水中乙炔的溶解损失等。
1、电石粒度的影响。电石粒度在电石的水解反应中主要影响电石与水的接触面积。粒度较小的电石比表面积相对较大，反应中与水的接触面积也较大，由于电石的水解反应是固液相反应，因此较小的电石粒度，有利于水解反应的发生，也有利于电石消耗的降低。但是粒度也不能太小，不然水解反应过快，不便于反应热的及时移走，会造成局部过热引起的乙炔热聚合和分解，进而使温度更高而发生爆炸；粒度也不宜过大，否则水解反应过于缓慢，发生器排渣时易夹带未水解的生电石，造成电石消耗定额上升。对于三至五层档板的连续搅拌发生器，为保证电石在发生器内停留时间较长，水解比较完全，不排出生电石，在实际生产中，电石粒度应严格控制，一般控制在 15～50 mm 为宜。
2、乙炔气流失的影响。乙炔气流失主要包括乙炔溶解损失、电石排渣、发生器压力及液面等因素造成的乙炔损耗。乙炔清净塔中的废次氯酸钠水、喷淋冷却塔中的冷却水中溶有一定量的乙炔，这部分水的合理回收利用，对电石消耗影响很大；排渣过频势必会缩短电石在发生器中的停留、反应时间，增加了未完全反应电石排出发生器的机率，不利于降低电石消耗。乙炔在压力 0．15MPa 以上，温度超过 550℃ 时会由于乙炔分子浓缩密集而发生爆炸性分解，也会增加乙炔在电石渣中的溶解损失及设备的泄漏；发生器因为液面过高，使气相缓冲容积过少，易使排除乙炔夹带渣浆和泡沫，液面过低，甚至低于电石加料管时，易使发生器气相部分的大量乙炔气逸入上部加料器及储斗，影响加料的安全操作。在工业生产中可通过自控报警系统加强发生器压力、液面的控制，确保压力 ＜ 0．15MPa，至少保证电石加料管插入液面 200 ～ 300mm 左右，从而较好地较少安全事故和乙炔损失。
二、电石乙炔法生产PVC 产生粉尘问题及治理
该公司属于氯碱化工企业，生产 PVC 多年。无论从企业的长远发展考虑，还是为了适应国家日益严格的环保要求，都有必要对电石粉尘进行净化处理，消除安全隐患，改善厂区的生产环境。但电石粉尘治理工作也是经历了一波三折。之前，曾经采用旋风收尘加布袋收尘的方式收集粉尘，装车运输至电石渣场倾倒，相对改善生产环境；并对产生的电石渣进行压滤处理，作为优质建设填土加以利用，变废为宝取得了一定的成绩。随着产能的提升和设备的老化，收尘能力和效果日渐降低，不再适应目前的生产需要和环保要求。长期的电石破碎，收尘效果不理想，使得厂房内外粉尘层层堆积，电石原料消耗增大，污染着厂房设备及周边环境；粉尘在冷水塔水池内更是积淀成堆，影响着循环水的正常使用；运输车从除尘器下料斗装运粉尘，由于粉尘颗粒轻细，不可避免的产生扬尘；干粉在遇到水汽时更是会反应放出乙炔气，若被吸入对人体有害，更存在着燃烧甚至爆炸的危险。日益恶化的工作环境同时危害着职工的身体健康。
3、治理方案。公司狠抓环境治理，经过周密调研和论证后决定采用旋风 + 脉冲布袋除尘工艺，合理完善各收尘口，新建大料仓用来集中存储电石，并且增设一套气力输送系统和一套小型乙炔发生系统用于净化处理收集下来的电石干粉。
4 工艺原理。电石块料经破碎机破碎，达到乙炔发生入料要求的粒径25mm～50mm 后，通过皮带机输入电石料仓。低于要求粒径的尘粒（主要是 10μm～0.1μm 的颗粒）通过各收尘口风机收集，经收尘总管汇集后进入脉冲布袋除尘器，布袋除尘进风口设有均流分布板以去除部分大颗粒粉尘，通过分流后进入除尘器滤袋室进行净化，最后洁净空气排入大气。电石粉尘汇入集灰斗。除尘器的集灰斗下部配有气力输送系统，通过电磁阀控制气送管路，运用氮气密闭输送的方式将电石粉尘吹送到料仓集中存放，根据乙炔发生器的控制需求，通过给料机控制电石干粉定量送入乙炔发生器进行水解反应；生成的粗乙炔气经渣浆分离器到正水封，再至水洗塔喷淋洗涤后经冷却塔冷却，通过清净系统去除磷化氢、硫化氢等杂志气体，并用配好的碱液中和处理，得到的精制乙炔气最终进入乙炔气柜供 PVC 生产系统使用。电石分解产生的电石渣浆溢流到渣浆池，由渣浆泵打到排渣场，通过电石渣压滤系统进行压滤处理。
5、效果分析。密闭集尘罩的使用明显减少了扬尘现象。从除尘效果上比较，袋式除尘器的除尘效率达 99%以上，是所有除尘器中效率最高的。旋风除尘器配合脉冲布袋除尘器使用更可以保证生产连续进行。气力输送系统具有创新性，其密闭性使得粉尘不再有机会飘散，用氮气送灰阻止了干粉遇水汽反应情况的发生，利用电磁阀自动输送的方式减少了人工装运电石粉尘的各项消耗。收集下来的电石干粉如果全部进入乙炔发生装置生产乙炔，若发气量按照 30m3/ t 计算（干粉含少量电石），收尘量稳定在 50t/ d左右时，相当于每年节约原料电石近 2000t。小乙炔发生系统的使用间接减少了电石的消耗，提高了原料的利用率，提升了生产工艺水平，实现了节能降耗、改善环境的目标。
实际运行过程中存在一些问题有待完善。气力输送系统需要控制输送压力，氮气用量波动较大，为使系统稳定运行，应进行长期数据监测以便控制氮气用量最优化，系统的稳定运行还需要在生产过程中不断总结经验、进一步优化。
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