電石風(fēng)化對電石耗影響因素分析

趙峰

（內(nèi)蒙古聯(lián)豐稀土化工研究院有限公司，內(nèi)蒙古 烏海 016034）

電石風(fēng)化對電石耗影響因素分析

趙峰

（內(nèi)蒙古聯(lián)豐稀土化工研究院有限公司，內(nèi)蒙古 烏海 016034）

針對PVC生產(chǎn)過程中電石風(fēng)化對電石耗因素進行了分析，并根據(jù)實際情況制定了相應(yīng)的措施，從而促進生產(chǎn)企業(yè)更好地加強生產(chǎn)過程中電石庫的管理。

電石；風(fēng)化；發(fā)氣量

由于空氣中水蒸氣的存在，從而導(dǎo)致實際生產(chǎn)中電石風(fēng)化現(xiàn)象的發(fā)生，通常將其看作一種客觀現(xiàn)象而沒有引起足夠的重視，而且從可查詢的文獻看，相關(guān)的研究及報道相當(dāng)有限。在通常的PVC消耗核查和計算中，重點也是以電石發(fā)氣量為基礎(chǔ)進行分析［1］。事實上，電石風(fēng)化本身對PVC生產(chǎn)中的電石耗所占的比例是不容忽視的，如果管理不當(dāng)，其對電石耗的影響比重甚至更大。

電石風(fēng)化可分為物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化2種情況。物理風(fēng)化是電石由于膨脹和收縮不均勻而造成的破裂現(xiàn)象?；瘜W(xué)風(fēng)化則是電石與空氣中的水蒸氣發(fā)生反應(yīng)而潮解及層裂從而使其結(jié)構(gòu)破壞而造成的粉體化現(xiàn)象。實際生產(chǎn)中風(fēng)化的主要方式是大塊電石逐步地被球形化解體，通常也被看作是物理和化學(xué)風(fēng)化聯(lián)合作用的結(jié)果。依據(jù)電石風(fēng)化的特征，影響電石風(fēng)化速度的因素主要有：濕度、溫度、風(fēng)速和電石質(zhì)量等。

1　影響電石風(fēng)化因素

1.1濕度

根據(jù)電石風(fēng)化化學(xué)反應(yīng)機理可知，風(fēng)化反應(yīng)速度與空氣濕度密切相關(guān)，據(jù)測定物理風(fēng)化受空氣干濕狀況的影響較大，氣候越干燥物理風(fēng)化越快。而化學(xué)風(fēng)化同樣也受氣候狀況的影響，通常情況下，濕度越大化學(xué)風(fēng)化速度越快。

為此，特意設(shè)置了人工環(huán)境實驗室系統(tǒng)，在其中對不同濕度下的電石塊進行風(fēng)化情況測定，具體結(jié)果見表1。

由表1可以看出，相同條件下，空氣的濕度越大，電石的風(fēng)化速度也就越快。以內(nèi)蒙古烏海地區(qū)為例，該地區(qū)氣候在全國屬相對干燥的地區(qū)，即使如此，經(jīng)統(tǒng)計全年平均濕度為37%左右，對給定的電石樣品其日平均風(fēng)化速率也達0.609%。

1.2溫度

無論是化學(xué)風(fēng)化還是物理風(fēng)化，溫度均對其有較大的影響，且氣溫越高風(fēng)化越強烈，但由于溫度與濕度共同作用對其影響比較復(fù)雜故不易明確區(qū)分。經(jīng)過實驗觀察和測定，溫度對物理風(fēng)化的影響因素較大，觀察每批入庫的新電石砣，在庫內(nèi)隨著溫度的下降會自然裂開，這可能主要與電石中含有一定量的雜質(zhì)有關(guān)，其存在容易使每種物質(zhì)的受熱膨脹率不同，當(dāng)溫度變化時其表面就出現(xiàn)了裂縫以至于最終解體。

溫度過高的電石不但在運輸過程中存在極大的危險性，同時在存放過程中進行破碎時也極不安全，一些企業(yè)曾出現(xiàn)過電石庫爆嗚現(xiàn)象，甚至在破碎、運輸過程中出現(xiàn)著火事故，這都是因溫度過高造成的，因此，要盡量避免高溫電石入庫。

1.3風(fēng)速

風(fēng)速對風(fēng)化反應(yīng)的影響較為直接，風(fēng)速越大物理風(fēng)化越快。通常情況下，電石是在防雨的情況下處于敞開狀態(tài)，自然風(fēng)可加快風(fēng)化表面的電石灰脫落，從而使下層未風(fēng)化的電石裸露出來，間接起到加快下層電石的風(fēng)化速度，尤其是在中國西部地區(qū)風(fēng)量多、周期長，特別是冬季風(fēng)量較大，因而對電石風(fēng)化的影響尤為明顯。

因此，對電石庫要在適當(dāng)保持通風(fēng)的情況下，根據(jù)不同的天氣區(qū)別對待，特別是在冬季應(yīng)采取必要的防風(fēng)措施，達到既有利于安全生產(chǎn)，又避免因風(fēng)速過大造成電石風(fēng)化量增大的目的。

1.4電石質(zhì)量

從外觀看，高質(zhì)量的電石是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻而且外觀呈灰色、棕黃色、黑色或褐色的塊狀固體，有時甚至出現(xiàn)發(fā)亮的結(jié)晶狀色澤。實際生產(chǎn)中，工業(yè)產(chǎn)電石質(zhì)量參差不齊，發(fā)氣量高的達310 L/kg左右，而發(fā)氣量低的則只有260 L/kg左右甚至更低，其質(zhì)量的巨大差別不僅對乙炔發(fā)生，即使對電石風(fēng)化也有較大的影響。經(jīng)實際觀察，低發(fā)氣量的電石由于其中含有雜質(zhì)較多，隨著風(fēng)化的推進其雜質(zhì)會逐漸呈小蜂窩狀靠重力很快脫落而加大了電石與空氣接觸面積，從而使其風(fēng)化速度更快。

通常情況下，大多數(shù)電石的發(fā)氣量在280 L/kg左右，在實際采購中最好以290 L/kg以上的電石為主，其不但在乙炔發(fā)生時反應(yīng)充分而且易控制，即使在風(fēng)化時也較慢，因而客觀上有利于電石耗的降低。

表1　　　濕度與電石塊的風(fēng)化速度關(guān)系測定數(shù)據(jù)

2　降低電石風(fēng)化的措施

因?qū)嶋H生產(chǎn)中是多種因素綜合作用的結(jié)果，因此，電石的風(fēng)化并不象實驗測定的那么簡單，以某公司的測定值為例，測定日風(fēng)化量為0.609%，該企業(yè)日用電石量為一千二百噸左右，按測定值每天的風(fēng)化量約為7.3 t/d，而實際上多達20 t/d，占日用量的1.67%。由于風(fēng)化是電石耗的第一道關(guān)口，許多企業(yè)往往把注意力放在電石灰的回用上，其純屬事后彌補措施，而且污染大，應(yīng)從首要環(huán)節(jié)采取措施盡量減少不必的風(fēng)化量，最大限度降低電石風(fēng)化損耗，是降低電石耗的首要工作。

2.1保證電石庫的干燥通風(fēng)

在實際生產(chǎn)中，要將電石庫作為一個特殊區(qū)域來加以管理和維護，對其要嚴防雨水進入的同時又要保持相應(yīng)的通風(fēng)，其主要目的是防止電石受潮及乙炔氣積聚。對有些企業(yè)因設(shè)計不合理有可能會使涼水塔或其他冷卻水零星飄落其中的現(xiàn)象要堅決改進并消除。對風(fēng)量較大的地區(qū)可在風(fēng)季采取臨時措施，適當(dāng)防風(fēng)來降低風(fēng)化速度。

2.2電石堆放要留有適宜的空間

由于電石庫中的入庫電石與庫存電石之間存在著時間差，若堆放不合適則會使暫時不用的電石可能因堆放緊密而無法散熱造成不安全隱患，同時若庫內(nèi)電石堆放混亂或通道不暢會使裝載機作業(yè)受限無法到位而不能作到先進先用，更談不上對大塊電石的粗破，這極有可能使個別批次的電石存放時間過長而風(fēng)化掉。某公司就曾在春節(jié)長假期間因庫房電石堆放混亂導(dǎo)致部分電石存放時間過長而風(fēng)化嚴重，造成了損失。

2.3加強分析，保障電石的品質(zhì)

高品質(zhì)的電石不僅有利于乙炔發(fā)生的控制，對電石庫的管理同樣有利。實際生產(chǎn)中不但要加強電石質(zhì)量的驗收，還要作好對電石庫風(fēng)化情況的分析。如前所述，優(yōu)質(zhì)電石具有有利于生產(chǎn)且風(fēng)化速度慢等諸多優(yōu)點，因此生產(chǎn)企業(yè)在電石采購時應(yīng)提高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來應(yīng)對電石風(fēng)化。事實上，不同品質(zhì)的電石在入庫時從其灰分含量就可看出其在生產(chǎn)或運輸過程中的風(fēng)化情況，表2是某企業(yè)對不同品質(zhì)電石在入

庫及使用后的相關(guān)數(shù)據(jù)測定。

表2　　　不同批次電石相關(guān)數(shù)據(jù)測定

從表中不難看出，不同發(fā)氣量的電石均含有灰分和硅鐵，且其含量存在一定的差異，盡管發(fā)氣量高低與其雜質(zhì)含量不一定成對應(yīng)關(guān)系，但總的趨勢還是由高到低其灰份及硅鐵含量逐漸增多。

2.4根據(jù)企業(yè)情況采用包裝電石

PVC生產(chǎn)企業(yè)由于呈現(xiàn)出大規(guī)?；厔?，電石用量也大，基本上均采用大塊電石用貨車運輸?shù)姆椒?。在這里，應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實際情況而定，電石從出廠到到達目的地，對長途運輸來說存在巨大的安全隱患，同時也會造成電石耗和電石風(fēng)化。長途運輸最大危險是可能受到天氣異常特別是下雨或下雪都是極其危險的。另一方面對濕度較大的地區(qū)，因風(fēng)化速度快，敞口貨車運輸會因各種因素疊加而造成更多的電石耗。權(quán)衡各個因素，采用包裝電石從表面看可能成本高些，但相對還是比較經(jīng)濟的。當(dāng)然，具體情況還需生產(chǎn)企業(yè)從成本角度通過權(quán)衡比較來決定。

3　電石風(fēng)化損耗核算

電石風(fēng)化看似一個不起眼的現(xiàn)象，但其對企業(yè)的節(jié)能降耗影響重大，以企業(yè)平常不合理的電石多存放1天為例，按30萬t/a的規(guī)模，電石耗取1.4 t/t計算。則每年可風(fēng)化掉的電石量為：

300 000×1.4×0.609%=2 558（t/a）。

以電石的單價3 000元/t計，則年消耗掉的電石成本為2 558×3 000÷10 000=767.4（萬元）。

這還是以實驗測定后的數(shù)據(jù)推算，顯然實際值要大許多。因此，在電石庫的日常管理中應(yīng)加大力度，把好電石耗的源頭這一關(guān)，這將為整個工序的管理打下良好的基礎(chǔ)。

從經(jīng)濟核算角度看，庫存電石的損耗總量是較大的。在實際管理中，應(yīng)盡可能地減少庫存，根據(jù)生產(chǎn)的需要制定電石庫的庫存量，經(jīng)驗證明，實際應(yīng)以庫存1天的電石用量較為合理，運輸不便的企業(yè)應(yīng)以滿足生產(chǎn)需要的供貨周期為依據(jù)，從而使風(fēng)化造成的影響降到最小。

4　結(jié)語

不論規(guī)模大小，生產(chǎn)企業(yè)的節(jié)能降耗工作應(yīng)體現(xiàn)在每一個環(huán)節(jié)上，尤其是對大型企業(yè)，由于基數(shù)較大，控制好細小的環(huán)節(jié)其經(jīng)濟效益也十分可觀，特別是在一些不需要額外投入的環(huán)節(jié)，由于缺乏認識，因而重視程度也就不夠，從而造成漏洞。技術(shù)人員有責(zé)任對生產(chǎn)過程的每個環(huán)節(jié)認真分析，查找問題并采取有效措施去加以改進，才能有效推進企業(yè)技術(shù)管理工作邁上新臺階。

［1］楊永寬.電石質(zhì)量對PVC生產(chǎn)成本的影響.中國氯堿，2012（3）：17-18.

Analysis of influence factors on the consumption of calcium carbide weathering of calcium carbide

ZHAO Feng

（Inner Mongolia Lianfeng Rare Earth Research Institute of Chemical Industry Co.，Ltd.，Wuhai 016034，China）

According to PVC caused by calcium carbide production process of weathering of calcium carbide consumption factors are analyzed，and corresponding measures according to the actual situation，so as to promote the production enterprises to strengthen carbide warehouse management in the process of production. Key words：calcium carbide；weathering；gas evolution

TQ042

B

1009-1785（2015）10-0043-03

2014-06-04

趙峰（1965—），男，高級工程師，畢業(yè)于武漢工程大學(xué)有機化工專業(yè)，長期從事聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)管理工作，在國內(nèi)公開核心專業(yè)刊物上發(fā)表論文20余篇，曾供職于西安西化氯堿化工有限責(zé)任公司，現(xiàn)任內(nèi)蒙古聯(lián)豐稀土化工研究院有限公司總經(jīng)理。