關(guān)于干法乙炔技術(shù)的探討

朱東旭，許永成

(河南煤化精細(xì)化工有限公司，河南 鶴壁 458000)

化工行業(yè)是資源消耗大戶，也是節(jié)能降耗大戶;全國(guó)五分之一的規(guī)模企業(yè)是高能耗企業(yè)，高能耗企業(yè)的能耗占全國(guó)總能耗的60%以上。因此，化工裝置節(jié)能降耗是實(shí)現(xiàn)化工企業(yè)又好又快發(fā)展的重要保證，是提高化工企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)效益的客觀要求，是可持續(xù)發(fā)展的出路所在。節(jié)能降耗的內(nèi)涵就是優(yōu)化結(jié)構(gòu)，科學(xué)管理，技術(shù)進(jìn)步，合理有效地利用各種資源，提升整體競(jìng)爭(zhēng)力!

1 基本概況

濕法乙炔:將電石破碎后送入乙炔發(fā)生器內(nèi)，使電石與發(fā)生器內(nèi)過(guò)量的水反應(yīng)產(chǎn)生乙炔氣體，這一過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的熱，需用大量的水將這部分熱量移出發(fā)生器以維持反應(yīng)溫度，因此這一工藝過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量的廢水和電石泥，而且電石渣漿還需要進(jìn)行壓濾，壓濾后電石渣仍然含有35%～40%的水分，送至水泥廠制水泥過(guò)程中，每年還需消耗大量燃料煤進(jìn)行干燥，除去30%的水分，這一工藝不僅造成水資源的大量浪費(fèi)，而且還需要大量的電石渣漿干燥能耗。

干法乙炔:是用略多于理論量的水以霧態(tài)噴在電石粉上使之水解，產(chǎn)生的電石渣為含水量4%～10%的干粉末，粗乙炔含水量為75%，反應(yīng)溫度氣相為90～100 ℃，固相溫度為100～110 ℃，水與電石的比例為1～1.8，反應(yīng)熱由水汽化帶走，經(jīng)由非接觸式換熱器傳給循環(huán)水(沒(méi)有溶解損失)，電石的粒徑小于5 mm，水解率大于99.5%，乙炔收率大于98.5%。

1.1 干法和濕法對(duì)比表

表1 干法和濕法工藝對(duì)比

1.2 工藝流程

經(jīng)過(guò)工廠初步破碎后的合格電石(粒徑≤50 mm)，經(jīng)往復(fù)式給料機(jī)、皮帶機(jī)電磁除鐵器、皮帶機(jī)、電磁除鐵器除鐵后送入原料電石儲(chǔ)槽，經(jīng)電磁振動(dòng)給料機(jī)將電石均勻地送入電石高效細(xì)碎機(jī)(三級(jí)破碎機(jī))進(jìn)行電石再破碎，破碎后的通過(guò)自流進(jìn)入斗式提升機(jī)，提升至電石振動(dòng)篩進(jìn)行篩分處理，合格粒徑的電石進(jìn)入成品電石儲(chǔ)槽后經(jīng)螺旋輸送機(jī)送至斗式提升機(jī)經(jīng)電石稱重槽流入電石加料斗備用。電石振動(dòng)篩篩分處理的粒徑不合格的電石通過(guò)輸送管進(jìn)入電石高效細(xì)碎機(jī)進(jìn)行再破碎。

經(jīng)破碎、篩分處理的合格電石(粒徑≤3 mm)通過(guò)管道自流送入電石成品儲(chǔ)槽，在經(jīng)過(guò)斗提機(jī)送入電石稱重料斗、加料斗，通過(guò)雙螺旋電石給料機(jī)將合格電石均勻地送入干式乙炔發(fā)生器，雙螺旋電石給料機(jī)送來(lái)的電石從發(fā)生器側(cè)面分別進(jìn)入發(fā)生器的一、二層。在發(fā)生器攪拌和相應(yīng)的水噴射作用下，乙炔氣體逸出，從發(fā)生器下部乙炔氣出口排出，進(jìn)入除塵冷卻塔進(jìn)行除塵和冷卻處理。電石進(jìn)入發(fā)生器一、二層后經(jīng)攪拌從發(fā)生器中心孔下落至第三層，再經(jīng)過(guò)攪拌從發(fā)生器三層層板的外周下落至發(fā)生器第四層層板，在第四層攪拌的作用下，四層層板上的電石從第四層層板中心孔落下至第五層，如此循環(huán)運(yùn)動(dòng)，最后電石灰渣從第十層中心孔排出，通過(guò)渣排出機(jī)的作用，電石渣被送入電石渣輸送機(jī)上運(yùn)輸至水泥廠。

來(lái)自乙炔發(fā)生器的乙炔氣通過(guò)自壓進(jìn)入除塵冷卻塔進(jìn)行除塵和冷卻，除塵冷卻塔除塵洗滌水是通過(guò)上清液循環(huán)泵經(jīng)噴淋水冷卻器冷卻后循環(huán)進(jìn)入噴淋冷卻塔進(jìn)行洗滌冷卻的。噴淋冷卻塔頂部噴淋水來(lái)自兩部分的補(bǔ)充水，一部分水是來(lái)自廢次氯酸鈉水，通過(guò)廢次氯酸鈉泵打來(lái);另一部分來(lái)自工業(yè)水，噴淋冷卻塔上部冷卻器的冷卻水來(lái)自循環(huán)冷卻水。

出除塵冷卻塔的洗滌水進(jìn)入沉降池，經(jīng)沉清后的上清液自流入清水池，用上清液循環(huán)泵送至除塵冷卻塔循環(huán)洗滌。

干式發(fā)生器裝置的工藝中設(shè)置了單獨(dú)的脫硫裝置，出除塵冷卻塔的乙炔氣首先進(jìn)入列管式冷卻器對(duì)乙炔氣用進(jìn)行再冷卻，冷卻后的乙炔氣(控制溫度為50～60 ℃)進(jìn)入脫硫塔用5%～10% NaOH 溶液進(jìn)行噴淋洗滌以脫除乙炔中的硫化氫。

出脫硫塔后的乙炔氣通過(guò)正水封進(jìn)入清凈系統(tǒng)，脫除殘留的硫化氫、磷化氫、氨等雜質(zhì)氣體，它們會(huì)對(duì)氯乙烯合成的氯化高汞觸媒進(jìn)行不可逆吸附，而加速觸媒活性的下降，其中磷化氫(特別是P2H4)會(huì)降低乙炔自然點(diǎn)，與空氣接觸會(huì)自燃，均應(yīng)予以脫除。所以干式乙炔發(fā)生裝置仍需按要求配備乙炔氣清凈系統(tǒng)。

2 技術(shù)探討

2.1 干法節(jié)能降耗技術(shù)優(yōu)化指標(biāo)

2.1.1 優(yōu)化后的干法乙炔裝置運(yùn)行指標(biāo)

乙炔產(chǎn)量:2 500 m3/h;乙炔純度:＞99%;電石水解率:99.85%;乙炔收率:＞98.5%;粗乙炔雜質(zhì)含量:H2S 0%，H3P 0.03%～0.05%;排渣機(jī)出口乙炔含量:0. 02%;清凈次氯酸鈉消耗量:0. 12%，7 m3/10 000 m3乙炔;粗乙炔溫度:42～60 ℃;發(fā)生器壓力:7～11 kPa;氣相溫度:85～100 ℃。

2.1.2 優(yōu)化方案的能耗指標(biāo)

電石渣干燥原煤消耗消除;水消耗為(0.8t 水/t電石);電石渣不需壓濾直接進(jìn)入水泥廠，不需消耗壓濾電能;濕法乙炔收率為98.5%。

3 安全、管理創(chuàng)新

3.1 加料崗位

嚴(yán)格按操作規(guī)程控制排氮時(shí)間;禁止用鐵器敲擊設(shè)備;氮?dú)夤艿缐毫Σ坏玫陀?.25 MPa;設(shè)備靜電接地裝置要嚴(yán)格保護(hù);加料皮帶機(jī)操作注意事項(xiàng):加料前，必須檢查加料皮帶機(jī)是否靈活正常;經(jīng)常檢查電石加料閥是否漏氣;皮帶機(jī)運(yùn)行時(shí)嚴(yán)禁用手或工具調(diào)整皮帶跑偏現(xiàn)象;嚴(yán)禁無(wú)故在皮帶機(jī)上站立或行走;開(kāi)車時(shí)先開(kāi)后續(xù)加料皮帶機(jī)后開(kāi)前序皮帶機(jī)，停車時(shí)先停前序皮帶機(jī)，后停后續(xù)加料皮帶機(jī)。

在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中要保持電石加料斗中電石為滿裝狀態(tài)。

在破碎和運(yùn)送全部過(guò)程中，一定要保證封入的安全保障用氮?dú)庠谠O(shè)備及輸送管線中，氮?dú)馐冀K處于正壓保護(hù)狀態(tài)。防止電石粉塵摩擦、機(jī)械摩擦、靜電起火、用電設(shè)備火花引發(fā)的乙炔氣體和粉塵爆炸。

3.2 發(fā)生崗位

嚴(yán)格執(zhí)行動(dòng)火制度;停車時(shí)，必須保證系統(tǒng)正壓，發(fā)生器一般不小于2.2 kPa;停車超過(guò)24 h，若未排氮，必須進(jìn)行乙炔含氧量分析，含氧量超過(guò)1%(體積分?jǐn)?shù))時(shí)，用氮?dú)庵脫Q到低于1%以下為止;每次排渣時(shí)，注意排渣量一次不能太多太快，以免系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)壓;系統(tǒng)停車檢修，特別需要?jiǎng)踊饡r(shí)，死角處一定要排氮合格;進(jìn)入乙炔發(fā)生器內(nèi)部進(jìn)行清理時(shí)，在發(fā)生器停車、排氮、露空操作后，應(yīng)切斷與之關(guān)聯(lián)的電源，并掛上“嚴(yán)禁合閘”告示牌，然后打開(kāi)人孔蓋，先用水沖洗內(nèi)部，在正常吹風(fēng)情況下，專人監(jiān)護(hù)，方可進(jìn)入發(fā)生器;雷雨天或刮大風(fēng)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制氣柜儲(chǔ)量適中，嚴(yán)禁鐘罩過(guò)高，跑氣;冬季停車時(shí)若遇下雪天氣要將設(shè)備內(nèi)的液體放凈。

4 給水、排水和環(huán)境保護(hù)

乙炔站給水的水壓，應(yīng)經(jīng)常保持高出設(shè)備最高用水水壓。乙炔壓縮機(jī)冷卻水的水質(zhì)，應(yīng)符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《壓縮空氣站設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。

發(fā)生器間、乙炔壓縮機(jī)間的給水總管上，應(yīng)裝設(shè)壓力表。當(dāng)每臺(tái)發(fā)生器、水環(huán)式乙炔壓縮機(jī)直接由自來(lái)水供水時(shí)，在給水管上應(yīng)裝設(shè)止回閥。在充灌臺(tái)上應(yīng)設(shè)置噴淋氣瓶的冷卻水管，并應(yīng)設(shè)置緊急噴淋水管裝置。

電石渣澄清水、冷卻水應(yīng)循環(huán)使用。電石渣應(yīng)綜合利用，嚴(yán)禁排入江、河、湖、海、農(nóng)田、工廠區(qū)和城市排水管(溝)。

發(fā)生器間內(nèi)發(fā)生器的排渣，宜采用排渣管或有蓋板的排渣溝。

電石渣坑宜為開(kāi)敞式，并嚴(yán)禁做成滲坑。

電石入水式乙炔發(fā)生器的加料口，應(yīng)設(shè)有防止揚(yáng)塵的措施，電石破碎處及放料口應(yīng)設(shè)有防塵設(shè)備。室內(nèi)有害物質(zhì)的濃度，應(yīng)符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定的要求。除塵器排放口的排防量以及乙炔凈化劑廢料的處理，應(yīng)符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的要求。

對(duì)有噪聲的生產(chǎn)廠房及作業(yè)場(chǎng)所，應(yīng)按現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定采取噪聲控制措施，并應(yīng)符合該設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。

5 結(jié)論

總之，只要我們加強(qiáng)管理，不斷技術(shù)創(chuàng)新，降低原水的消耗量、減少水的排污量，提高系統(tǒng)管理和管理系統(tǒng)的水平，干法乙炔化工裝置的安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)、高效、低耗是完全可以實(shí)現(xiàn)的。