张文斌1 屈阳2
陕西新元洁能有限公司 陕西 榆林 719400
摘要：众所周知，电石行业是我国重点耗能产业之一，属于高耗能、高污染行业，因此减小电石生产过程的能源消耗，减少污染物排放，对环境保护和节约能源具有重大意义，而现代企业节能降耗工作已成为重点，低能耗也成为各企业竞争的凭据。采用节能工艺，研究电石能耗的影响因素，制定节能措施已成为电石企业发展的重要举措。
关键词：电石行业；污染物排放现状；治理技术
引言
随着社会的发展和进步，中国制造已经走向世界，中国的各个行业也在与时俱进，各类新型材料的使用逐渐增加，在我们的生活中的占比越来越大，从而带动化工生产化工原料及工业固体废弃物的生产和运输是社会进步的心脏和大动脉。乙炔气，作为工业母气，其主要用于聚氯乙烯、1,4-丁二醇、正丁醇等的生产；工业母气—乙炔气的主要方式方法是电石与水反应进行制取，俗称水解法制取乙炔气，目前使用的乙炔气制取方式主要有湿法乙炔和干法乙炔为主，湿法乙炔由于其生产的连续性、稳定性、消耗等方面的缺陷，已经逐渐被干法乙炔所替代。干法乙炔具有连续生产、压力稳定、纯度较高等优势，且副产物电石渣中的水分含量处于较低的水平，一般可控制在2%～8%左右；水分控制过低，会造成电石渣中的生电石较多，原料浪费较多；水分控制过高，则会造成电石渣在中间仓和运输车辆中结块，不利于电石渣的运输于转运，且会增加后续电石渣干燥过程中能源消耗。故电石渣水分的控制是在为后续的工艺处理节约较多的处理步骤和能源及物料的消耗，提高装置及能源的利用率，减少对环境的破坏，降低固废弃物的处理难度，为国家节约能源、环境保护做出贡献。
1 电石行业污染物排放现状
电石企业大气污染物排放设施主要是石灰窑、电石炉和干燥窑。我国石灰窑特别是一些独立生产建材用的石灰窑污染防治设施相对不足，环境管理水平较低，部分燃煤石灰窑无任何治理设施，环境管理水平较差。相比而言，电石企业的石灰窑污染治理水平较高，普遍使用袋式除尘，颗粒物排放大都能满足现行的污染物排放标准限值要求；因原燃料含硫量相对较低，大部分企业二氧化硫排放浓度相对较低，也有个别企业超标排放；氮氧化物因不同窑型和工艺的差别造成排放浓度相差较大。
2 电石行业污染物排放治理技术分析
2.1 行业末端治理技术
一是颗粒物治理技术。石灰窑和炭材干燥窑的污染防治主要以控制颗粒物为主，气烧石灰窑污染治理设施主要是加装袋式除尘器，混烧窑污染治理设施采用“袋式除尘器+湿法除尘器”二级净化处理后排放。密闭式电石炉气大多用于气烧石灰窑，炭材干燥、供暖等方面，其治理和利用技术主要是“干法除尘+气烧石灰窑”和“干法除尘+湿法净化”后再利用技术2种。内燃式电石炉废气的治理技术主要是袋式除尘。二是二氧化硫和氮氧化物治理技术。石灰窑和炭材干燥窑燃烧温度通常低于1100℃，氮氧化物产生浓度相对较低；个别企业温度控制不好会造成氮氧化物浓度显著升高，目前主要通过在窑内设置低氮燃烧器的方式降低氮氧化物的产生量。部分重点地区城市对氮氧化物排放提出了更高要求，石灰窑脱硝已有成功的案例。某企业对回转窑石灰生产线实施了SCR烟气脱硝处理，氮氧化物进口浓度为300～400mg/m3，出口排放浓度稳定在50～70mg/m3。从不同行业石灰窑采取的措施看，重点地区钢铁行业的石灰窑和部分安装了在线监测设施的独立石灰窑加装了臭氧脱硝、湿式氧化法脱硝设施，个别企业安装了SNCR或SCR脱硝设施。
2.2 余热的利用
在电石生产中热损失很大，当融乳状的电石从电石炉中流入电石锅的时候带着2000℃的高温，携带者大量的热，因电石与水会发生反应生成乙炔气，乙炔气是易燃易爆的危险化学品，回收这部分热量存在较大风险，很多公司对这部分热量不重视，选择自然冷却，损失了大量的热能，经过研究，现提出一种可行电石冷却回收方法，电石锅余热回收方法，该方法将电石锅进行改造制成夹套电石锅，当电石流入电石锅中时，在夹套中通入空气，用空气流动带走电石锅中电石的热量，此方法避免了水从夹套流动时泄漏发生的事故的可能性，同时带有热量的空气可以进行下一步利用。可以用这部分热量烘干炭材或回收发电，充分利用电石的余热。降低炭材烘干等的能源消耗。
2.3 炉外脱硫
炉外脱硫原有的设计是由生石灰仓、消石灰仓组成，同时在生石灰仓与消石灰仓中间有一道生石灰制备消石灰的工序，需要用到水资源和电力资源，同时设备的损耗也需要进行考虑。消石灰的主要成分是氢氧化钙，而电石渣的主要成分同样是氢氧化钙，对于一个干法电石制备乙炔的公司来说，电石渣中的水分含量一般控制在2%～8%左右，完全符合炉外脱硫装置的正常运行所需要的工艺指标；生石灰仓中可以根据实际的情况进行处理，一个是继续储备生石灰，在电石渣出现异常情况的时候，能够有生石灰进行代替使用，避免出现烟气排放中二氧化硫的超标，造成环保事故，增加大气污染的防止难度；生石灰仓中也可以储备电石渣或者脱硫剂两种准备，将消石灰的制备装置作为一个通道使用，不进行加水操作，如此可确保系统不发生超标排放的情况。
2.4 无组织排放控制措施
一是原燃料储存与运输无组织排放控制措施。①炭材、石灰石、原煤等应储存于封闭料场（仓、库）中。②石灰筛分粉末、炭材干燥筛分后的炭粉末等粉状物料应采取密闭转运输送方式。必要时，应在转运产尘点设置集气罩，并配备除尘设施。③电石堆场应在四周设置不低于1m的围挡。在电石粉料堆存和转运过程中应采取抑尘措施。④废电极头暂存于厂区内应封装后在料库贮存。二是其他无组织排放控制措施。①除尘器应设置密闭灰仓并及时卸灰，除尘灰不得直接卸落到地面。②除尘灰在厂区内应密闭贮存，电石炉炉气净化除尘灰应采用焚烧或其他方式进行无害化处置。③除尘灰如果采用车辆外运处置，在装车过程中应采取可行抑尘措施，并对运输车辆进行苫盖，或采用专用运输罐车，运输过程中采取防止遗撒和渗漏等措施。④电石行业除尘灰贮存、处置场周边应采取防止除尘灰自燃的措施，应设置防止除尘灰流失的堤、坝、挡土墙等设施。
2.5 治理废水
在许多工业生产的过程中，均会产生大量的酸性废水，在废水排放前必须要进行中和处理，电石渣可在这一过程中得到应用，而且采用电石渣来处理酸性废水，处理的成本相对较低，这在许多企业中已经得到了应用。电石渣对于一些工业废水的处理，还能起到沉淀剂或混凝剂的作用。如湿法选煤所产生的工业废水呈弱碱性，为胶体分散体系，存在大量带有较强负电荷的胶粒，使得悬浮颗粒难以靠重力作用自然沉降，而若用电石渣处理高泥质煤泥水，煤泥悬浮颗粒则会快速地沉降下去，处理方法简单、效果良好。此外，在处理含氟废水方面，将电石渣与聚丙烯酰胺合用，也取得了较好的处理效果。
结语
石渣经处置后即可成为化工产品、建筑材料以及环境治理的原料，在技术层面是完全可行的，并且具有良好的市场前景。在电石渣的利用方面，应紧扣固废处置这一主题，在原有生产状况不受影响的前提下，结合本地、本厂实际情况，选取适合的处理工艺，实现电石渣的资源化和无害化处理，取得较好的经济效益和社会效益。
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