淺談電石生產(chǎn)節(jié)能降耗有效措施

楊 龍，高 剛

（陜西北元集團錦源化工有限公司，陜西 神木 719319）

在有關(guān)節(jié)能減排的要求方面，國家有關(guān)部門相繼出臺了一系列的政策法規(guī)文件，限制有關(guān)能耗產(chǎn)業(yè)企業(yè)的能耗以及污染排放，例如《能耗管理辦法》等，對有關(guān)高能耗企業(yè)提出了越來越高的標準及要求。隨著節(jié)能減排要求的不斷升級，有關(guān)節(jié)能技術(shù)的要求不斷提高，電石行業(yè)高能耗以及高污染的現(xiàn)象已經(jīng)成為制約其不斷發(fā)展的重要障礙。深入探索使用更科學、合理的節(jié)能方式已經(jīng)成為當前電石行業(yè)發(fā)展的重要選擇，只有采用更低成本、低能耗的成本投入才能更好的推動企業(yè)進步與發(fā)展。

1 電石爐生產(chǎn)發(fā)展背景

最近隨著國際以及國內(nèi)市場環(huán)境的不斷變化，市場經(jīng)濟的飛速發(fā)展，加上國際間燃油價格的不斷升高，對于PVC 材料的需求日益加大，我們國家成為重要的電石生產(chǎn)國家，電石行業(yè)迅速發(fā)展起來，并不斷朝著全密閉式電石爐方向發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大。但是由于電石行業(yè)具有高能耗以及高污染的特點，根據(jù)電石業(yè)中原材料的差異性以及區(qū)域供電政策的不同，在國內(nèi)不同區(qū)域中存在較大的不同。

電石是重要的有機合成業(yè)的原材料之一，我們國家有有著特有生產(chǎn)PVC 的方式在降低石油能源消耗的同時，通過大量價格低廉的PVC 吸引了眾多消費者，也為電石行業(yè)的不斷發(fā)展提供了基礎(chǔ)。為了推進電石行業(yè)不斷進行產(chǎn)業(yè)的升級改造，國家進行了全面政策文件的出臺。通過國家相關(guān)高能耗高污染的大力整治，盡管已經(jīng)有效遏制了快速發(fā)展的趨勢，但是在生產(chǎn)過程中仍然存在較多的問題[1]。電石行業(yè)中存在較多的低水準重復性生產(chǎn)與發(fā)展，形成大量資源的浪費，對環(huán)境產(chǎn)生較大污染，大量電能的消耗更是對電力發(fā)展不利。電石生產(chǎn)尾氣中還存在大量的能源，將其進行充分合理利用能夠為降低能耗，進行資源的優(yōu)化利用產(chǎn)生較大影響。

電石生產(chǎn)過程中需要大量的能源以及資源，在電石生產(chǎn)過程中，主要用到的電能以及炭資源消耗量極大，大約占到總生產(chǎn)資源的七成，所以面對當前電能以及煤炭等資源的成本不斷提高，對于電石行業(yè)的生產(chǎn)壓力不斷加大。

2 電石爐生產(chǎn)技術(shù)概述

電石爐是進行電石生產(chǎn)必不可少的核心設施，根據(jù)電石爐類型的不同，分為了開放式、半密閉式以及全密閉式電石爐。開放式電石爐因為當前對環(huán)保、污染排放高要求之下已經(jīng)被淘汰使用。

半密閉式電石爐又叫做內(nèi)燃式電石爐，以開放式電石爐為基礎(chǔ)，在電石爐的爐面加設了尾氣吸、排管道以及尾氣凈化處理設備。電石爐罩的架構(gòu)樣式、降溫形式已經(jīng)靠近密閉式電石爐，其差別就在于半密閉式電石爐的爐罩旁邊依據(jù)有關(guān)需求增加了氣孔，能夠進行空氣的補充，這樣電石經(jīng)過一系列化學反應產(chǎn)生的一氧化碳較高的尾氣能夠進行有效燃燒，然后將尾氣通過煙氣罩排放出去。因為有較多的空氣能夠進行補充，所以在電石爐爐面上會存在大量的氣量，造成其裝置在購置上需要投入較高的成本。在電石爐進行工作的時候，會造成較多的熱能流失。

全密閉式電石爐使用爐蓋進行全密閉處理，徹底將電石爐封閉起來，與空氣徹底隔絕，阻斷外部空氣的進入。而電石爐生產(chǎn)的尾氣則使用專用設備進行抽出再利用。電石爐的爐蓋上設有自動加料裝置[2]。與開放式以及半密閉式電石爐不同的是，密閉式電石爐因為不需要在爐面進行燃燒處理，并不會造成大量的熱能流失，并且尾氣經(jīng)有關(guān)處理之后還可以進行再利用。自動加料裝置實現(xiàn)了自動化工作形式，采用較高的機械化程度，提高設備的運行可靠性。

3 電石生產(chǎn)中節(jié)能降耗應用措施

3.1 選用優(yōu)質(zhì)原料

為了進一步降低電石生產(chǎn)過程中的能源消耗，推動實現(xiàn)更安全、高產(chǎn)出的目標，就要在生產(chǎn)源頭上控制原料的品質(zhì)，尤其是在炭能源的選擇上盡量使用蘭炭和冶金焦相組合的方式。電石生產(chǎn)最重要的原料就是石灰以及焦炭，原料的質(zhì)量直接關(guān)系到電石生產(chǎn)過程中的能耗水平以及生產(chǎn)效率。對于進入電石爐的石灰，其中一氧化鈣的含量必須要保證在百分之九十二以上，生燒率不能超過百分之七，在原材料的配比上保證冶金焦炭、無煙煤以及蘭炭的比例控制為3:2:5 的比例。而且對于進入電石爐的炭原料中，水分含量不能高于百分之一，固定碳的含量要超過百分之八十四。在電石爐爐型容量角度為出發(fā)點，對于粒度進行精確科學的確定，確保粒度合格率要超過百分之八十五，真正保障證電石生產(chǎn)過程中達到節(jié)能降耗的目的。

在原料中雜質(zhì)的影響上來說，當原材料在電石爐內(nèi)進行生產(chǎn)的時候，雜質(zhì)也會進行一系列的化學反應。通常原材料中的雜質(zhì)主要有MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等，發(fā)生的反應如下：

這些反應中均是需要吸熱反應，不止加大了電能以及原材料的消耗，還會對此機器設備產(chǎn)生影響，對電石爐的爐底造成破壞。根據(jù)有關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：原材料中氧化物雜質(zhì)含量百分比每增加一個點，那么生產(chǎn)一噸的電石就會多消耗60～100 千瓦時的電能，在石灰生產(chǎn)的時候生燒率每上升一個百分點，那么每生產(chǎn)一噸的電石就要多消耗近10 千瓦時的電能，還有1.2kg 的碳材料；另外炭原料中水分每增加一個百分點，生產(chǎn)一噸的電石就會多消耗約6.7kg 的炭原料，多使用約26 千瓦時的電能；灰分每增多一個百分點，生產(chǎn)一噸的電石就要多消耗約60 千瓦時的電能。

在原材料細度的角度來說，電石生產(chǎn)過程中能源的消耗和生產(chǎn)效率與物料的細度具有重要關(guān)聯(lián)。在保證原料質(zhì)量的前提下，物料粒度越大的話，相應反應效率就會越低，產(chǎn)量就會相應降低，經(jīng)濟效益隨之降低[3]?；姨康牧６葘苯佑绊懼娛癄t電極的能耗與操作程度，對于在進行關(guān)鍵原材料指標的時候，其細度也是重要的指標。

3.2 加強設備運行管理

對于電石生產(chǎn)過程中，電石爐的運行效率越高，就會進行較少的熱量損失。但是如果進行高頻率的設備檢修就會造成電石爐爐溫的大量降低，甚至當溫度降到1700℃之下的時候，就會停止生產(chǎn)，化學反應無法進行，再次進行電石爐的啟動的話就需要進行大量能源的消耗，包括大量電能的損耗進行爐溫的升高。而且假如出現(xiàn)長時間斷電、停電的情況，還容易造成電能消耗劇增、啟動困難等等問題。

因此在進行電石生產(chǎn)過程當中要重視進行設備的運行管理工作，提升設備運行效率，重視維修工作，規(guī)范檢修流程，把控各個環(huán)節(jié)，開展有秩序的檢修工作，充分做好前期檢修維護規(guī)劃，在保證電石爐正常運轉(zhuǎn)的前提下，以不擾亂正常工作秩序與效率為前提，降低電石爐的能耗，保證其處于較低的能耗水平[4]。提升電石生產(chǎn)設備管理工作，進行及時的維護檢修工作，提高設備配件的質(zhì)量，形成科學合理有效的檢修計劃，延長設備使用壽命，降低設備維修率。

3.3 優(yōu)化電石爐配比參數(shù)

電石生產(chǎn)行業(yè)有著較大的特殊性就在于其有關(guān)參數(shù)標準沒有明確，但是在工作過程中只有進行合理范圍電石爐參數(shù)的配比，才能切實保證電石生產(chǎn)的工作效率，并直接影響到節(jié)能降耗工作的開展情況。電石爐配比參數(shù)包括電氣、幾何以及電氣幾何參數(shù)等，在進行這些參數(shù)的設定時要重點關(guān)注。對于電石爐配比參數(shù)，包括著二次電壓、電流以及電壓電流比例等方面，不僅僅需要維持二次電壓的穩(wěn)定性，在合理范圍內(nèi)進行調(diào)整，還要維持電流電壓比例的合理性，保證電極糊燃燒的平穩(wěn)性[5]。再進行二次電流配置的時候，也要關(guān)注其穩(wěn)定性，在合理范圍內(nèi)進行配置，保證電極能夠合理燃燒。

另外，針對電石爐種原料的配比、碳材料的含碳量、含水量和石灰中CaO 含量等也要引起重視。但是在實際生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會存在因為一些電石爐狀況、操作人員失誤或原料配比誤差等出現(xiàn)參數(shù)誤差的情況。過高的原材料配比會生產(chǎn)出較高質(zhì)量的電石，但是會引起電阻過小，損壞設施，造成爐內(nèi)積碳，增加能耗，但是降低產(chǎn)量。

3.4 強化電極操控管理

電極是電石爐工作運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，也是其核心，電極的性能直接影響到電石爐能夠正常運轉(zhuǎn)，保障工作效率。因此在進行生產(chǎn)過程中，要重視對電極操控的管理。制定相應的操作規(guī)范，并遵照規(guī)定標準流程進行工作，讓電石爐工作運轉(zhuǎn)處于正常狀態(tài)。要對電極的長度以及入爐深度等細節(jié)進行監(jiān)控與管理，采用更為精細化的手段進行把控，將工作流程環(huán)節(jié)明確責任到個人，進行及時的測量與修正工作，保證電極的操作管理工作時時處于監(jiān)控之下。

通常情況下，在電石爐中最重要的就是電極，電極作為一個導體，在有大量電流經(jīng)過的時候就會形成電弧，在電阻的作用下進行電能轉(zhuǎn)化，形成熱能，為電石生產(chǎn)提供需要的能量。在進行電極采購的時候要重點關(guān)注其質(zhì)量狀況，確保質(zhì)量達標[6]；在實際工作過程中，要及時依照電極的消耗狀況、電極長度、入爐深度以及負荷等多角度進行頻次選擇的判定，確保工作運轉(zhuǎn)正常，保證整體操作安全。

4 結(jié)語

綜上所述，我國經(jīng)濟社會不斷進步的同時，相關(guān)電能以及煤炭等能源的供應越來越緊張，對于電石企業(yè)能耗的要求也不斷提高。綜合外部市場經(jīng)濟以及行業(yè)可持續(xù)發(fā)展綜合角度來說，電石行業(yè)都需要不斷進行節(jié)能降耗的研究工作，不斷推進企業(yè)中更多節(jié)能、科學有效的環(huán)保技術(shù)以及設備，進行自身資源的有效利用，不斷降低污染物排放量，降低生產(chǎn)能耗，堅持可持續(xù)發(fā)展理念，不斷深入優(yōu)化生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)，提高節(jié)能降耗的實施效果，推動電石生產(chǎn)行業(yè)的穩(wěn)定快速發(fā)展，推動企業(yè)產(chǎn)生更高經(jīng)濟效益。