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优化工艺操作降低电石渣中的生电石率

发表时间：2021/5/21 来源：《基层建设》2021年第2期作者：董亚玲

[导读] 摘要：干法乙炔的生产主要包括乙炔发生、除尘脱硫以及乙炔清净等过程。根据干法乙炔工艺特点，采用干法发生器、浓硫酸清净工艺生产乙炔气。

        中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司宁夏银川 750000
        摘要：干法乙炔的生产主要包括乙炔发生、除尘脱硫以及乙炔清净等过程。根据干法乙炔工艺特点，采用干法发生器、浓硫酸清净工艺生产乙炔气。共14套干法乙炔发生器（开12备2），单套发生器的满负荷产量2100Nm3/h，年产23万吨精乙炔气、电石渣127.19万吨。
        CaC2+H2O→Ca(OH)2+C2H2↑+129KJ/MOL
        关键词：乙炔；电石；电石渣；电石渣含水；电石渣生电石率
        1.概述
        宁夏能化乙炔运行部乙炔区域缓冲料仓(V041203)的电石经螺旋计量给料机(M041206)均匀地送入干法乙炔发生器(R041201)，螺旋计量给料机(M041206)进入发生器的电石从发生器中心向外侧均匀分布，电石以S型路线通过5层塔盘，到达发生器最底层，依次通过干渣下料器、FU输送机、干渣斗提机进入干渣仓。（1#干渣仓的电石渣通过1#干渣下料器，依次通过1#、3#、5#、6#电石渣皮带输送至换保建材。2#干渣仓的电石渣依次通过2#干渣下料器，依次通过2#、3#、5#、6#电石渣皮带输送至换保建材。3#干渣仓电石渣通过3#干渣下料器，依次通过5#、6#电石渣皮带送至环保建材。
        降低电石渣中的生电石率是降低乙炔生产成本的重要途径之一，按照我公司乙炔产量计算，年产电石渣约127万吨，每降低0.1%生电石率，相当于节省电石0.127万吨。
        2.电石渣的成分分析及特点
        2.1 乙炔气质量标准
        乙炔纯度≥99.5%，H2S≤0.3PPm，PH3≤5PPm，高级炔烃≤50PPm，AsH3≤0.2PPm，含水4～10%，生电石率≤2%。
        2.2 电石渣的成分
        电石渣，电石水解获取乙炔气后以氢氧化钙为主要成分的废渣。乙炔(C2H2)是基本有机合成工业的重要原料之一，以电石(CaC2)为原料，加水生产乙炔的工艺简单成熟，目前在我国占较大比重。1t电石加水可生成300kg乙炔气，同时生成10t含固量约12%的工业废液，俗称电石渣浆。利用电石渣可以代替石灰石制水泥、生产生石灰用作电石原料、生产化工产品、生产建筑材料及用于环境治理等。
        2.3 电石渣造成的危害
        (1)电石渣的成分分析说明，电石渣属于高水分的强碱性物质，其主要成分为Ca(OH)2，同时含少量的硅、铝、铁及重金属元素，As 、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni、Hg等7种重金属元素的含量均符合土壤三级质量标准的要求，只有Cd的含量较高，超出土壤质量三级标准的要求，基本不会对土壤造成污染。
        (2)电石渣的浸出毒性试验表明，重金属在电石渣中的含量越高，其浸出浓度也越高，如Ni和Pb。研究表明，电石渣及其脱硫产物的各种重金属的浸出浓度均低于国家控制的标准值，属于非危险废物。
        (3)根据电石渣的浸出特性，在长期堆放电石渣及其脱硫产物时，应考虑重金属溶出可能造成的环境污染。
        3.电石渣的用途
        3.1 水泥原材料
        缓冲料仓(V041203)的电石经螺旋计量给料机(M041206)均匀地送入干法乙炔发生器(R041201)，螺旋计量给料机(M041206)进入发生器的电石从发生器中心向外侧均匀分布，电石以S型路线通过5层塔盘，到达发生器最底层，依次通过干渣下料器、FU输送机、干渣斗提机进入干渣仓。（1#干渣仓的电石渣通过1#干渣下料器，依次通过1#、3#、5#、6#电石渣皮带输送至换保建材。2#干渣仓的电石渣依次通过2#干渣下料器，依次通过2#、3#、5#、6#电石渣皮带输送至换保建材。3#干渣仓电石渣通过3#干渣下料器，依次通过5#、6#电石渣皮带送至换保建材）
        3.2 脱硫剂原材料
        电石渣通过4#电石渣皮带输送到3#电石渣仓底部，通过电石渣输送管链机、电石渣振动筛、电石渣提升机、筛余电石渣提升机、FU刮板机、电石渣除尘将成品送入成品仓，不合格电石渣进入废料仓，成品仓为电石渣浆配制提供原料。

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        3.3电石渣特点
        1、制成的水泥品质高；
        2、节约了大量的石灰石资源；
        3、全套工艺密闭、洁净、环保、无二次污染；
        4、系统自动化程度高，全程可实现远程调控、实时监控，运行成本低；
        4.电石渣含水与生电石率关系
        通过实际操作中数据可以看出，随着水比值的不断增加，电石渣中的生电石率逐渐降低，但不能一味的降低水比，必须根据发生器运行状态，参考重要的工艺参数，如搅拌电流、搅拌频率、气、固相温度等来调整发生器水比，因此在同样的工艺条件下，发生器的水比也不完全相同。
        5.调整电石渣中生电石率
        第一阶段：
        1、选择1#、2#、3#发生器作为实验，每小时记录一次发生器运行的压力、温度、搅拌电流、搅拌频率、进料量、以及水比值的变化情况；
        2、记录发生器的注水量及含固量对发生器水比与搅拌电流的影响，以及电石发气量对水比值与搅拌电流的影响；
        3、通过调整搅拌频率、搅拌电流、发气量、注水量、含固量等参数，检测发生器运行的指标变化情况，进行系统的分析；
        4、每四小时做一次电石粒度、发气量、电石渣含水、生电石率统计；
        第二阶段：
        1、通过总结第一阶段的数值，在保证发生器平稳运行的基础上，加大发生器的水比值，首先每30分钟提高2-5个水比值，严格监控发生器的运行情况及电石渣含水、生电石率，直至电石渣中的生电石率小于1.2%，必须保证发生器运行平稳，电石渣含水过高会影响干渣下料器的正常下渣及发生器指标变化；
        2、要求含固量必须≤5%，搅拌频率≤30HZ，每班检查清理注水喷头至少2次，对于堵塞喷头及时清理，防止注水喷洒不均匀，保证电石与水充分接触，电石反应完全；
        第三阶段：
        1、根据第一阶段实验阶段和第二阶段操作阶段，将4#-14#发生器全部
        进行工艺操作调整，首先每30分钟提高2-5个水比值，严格监控发生器的运行情况及电石渣含水、生电石率，直至电石渣中的生电石率小于1.2%，必须保证发生器运行平稳，电石渣含水过高会影响干渣下料器的正常下渣及发生器指标变化；
        2、将4#、14#发生器的所有指标每一小时记录一次，观察其他发生器的参数变化，不得一次增加水比过多，严格控制含固量≤5%，发生器注水喷头畅通，对异常指标统计上报，区域管理人员组织开会讨论分析解决，以保证所有发生器的正常运行，且实现降本增效；
        3、将每台发生器运行参数进行系统的整理统计，在降低电石渣中生电石率的前提下，保证电石渣含水、所有参数均在工艺指标范围内，且不能出现因试验过程而造成的非计划停车；
        第四阶段：
        1、1#-14#发生器的所有运行数据整合，对所有数据进行固化操作要求，对于暂时超指标的数值进行统计分析，最终制定应对措施；
        2、根据含固量、电石发气量、水比值、电石渣含水、搅拌频率、注水量数据对照表，及时调整保证电石渣生电石率的含量在规定范围内；
        3、通过控制优化工艺操作，最终将电石渣中的生电石率控制在1.2%以下；
        综上所述，只有不断的优化操作，提高发生器的运行周期，继续探索水比与生电石的关系，持续降低干法乙炔生产的成本，将成为我们持续的目标。
        参考文献
        [1]乙炔区域岗位操作法、工艺技术规程.