电石炉烟气净化及余热利用技术

电石炉烟气净化及余热利用技术（二）相关搜索:烟气,电石,余热利用,技术电石炉产生的烟气由导烟管引入分流室，正常情况下经主烟道进入余热锅炉进行热交换，温度降至220℃后进玻纤袋除尘器除尘，净化后烟气由引风机送入烟囱排放。余热锅炉产生220℃左右的过热蒸汽供生产使用。该系统由余热锅炉、玻纤袋除尘器、主风机三大主机设备组成主系统，另外还包括软化水系统、落花流水丸清灰循环系统、过热蒸汽并网系统、玻纤袋除尘器反吹风系统、卸灰输送系统、计算机控制系统等辅助系统。关键技术的突破包括锅炉受热面清灰技术、玻纤袋清灰技术、温度控制技术、钢结构热应力补偿技术、系统设计技术、引风机耐温防震技术、滤料设计技术等。余热锅炉采用单气包自然循环直立烟道式，用落丸清灰技术有效解决了锅炉受热面的清灰难题；锅炉结构紧凑、热工制度稳定，保证烟气出口温度稳定在220℃以下，满足了袋除尘器的要求。根据电石炉烟气特点专门设计的LFEE玻纤袋除尘器采用了一些最新技术，重点考虑了气流分布、清灰方式、卸灰方式、温度控制、设备锁风等技术，并考虑了加强的钢结构设计及整体热应力消除技术。由于采用负压流程，进入主风机的烟气已经得到净化，风机运转的可靠性大大加强。计算机控制方面实现了各工艺过程主要参数的实时监控，锅筒水位自动调节，锅炉受热面和玻纤袋清灰的自动控制，落丸清灰系统过程监控。主要工艺参数实现了实时曲线或数据显示，并可以根据需要随时查询打印。该系统于1996年8月投入运行，效果相当令人满意，经当地环保局及三明化工厂检测后各项指标如表4。表4三明化工厂4#20000kVA电石炉烟气净化及余热利用系统技术指项目技术指标炉面负压50～100Pa处理风量1200000m3/h（工况）烟尘排放浓度40.3mg/Nm3林格曼黑度1级系统除尘效率99.5烟气排放温度150℃过热蒸汽压力0.55Mpa过热蒸汽温度220℃系统阻力4000Pa系统投运至今四年多来，除开始进行过一些调整，以后运行情况日趋稳定，烟尘排放始终保持低于国家标准。目前每年副产过热蒸汽27000吨左右，年回收粉尘2500多吨，经济效益、环境效益、社会效益都十分显著。整个系统阻力稳定，表明清灰问题得到有效解决；主风机运行平稳尚未出现故障；自动化程度高，方便稳定可靠；滤袋平均寿命达到二年以上，大大节约了运行费用和维护时间，用户非常满意。三明化工厂4#炉烟气净化及余热利用的成功应用是国内首次彻底解决电石炉烟气环保与节能两大难题,也是全国电石行业和环保技术应用方面的一次重大突破。这标志着困扰我国电石行业多年的环保节能问题从技术上已经完全可以解决。1997年11月，原国家化学工业部在上海召开电石行业节能和环保技术研讨会，专门推荐了该项技术，引起极大的重视。该技术还获得福建省1998年度省科技进步奖，并被列入2000年度国家级火炬计划项目。5其它技术途径三明化工厂2000KVA半闭电石炉烟气净化应用系统成功后，该厂两台16500KVA半闭炉也采用同样的技术方案；这项技术还应用在胜利油田12500KVA半密电石炉上，都取得了满意的效果。但是应用该技术还是有一定的条件：烟气温度必须超过350℃才能产生过热蒸汽；烟气量不能太大，否则经济上没有可行性；烟气中不能有焦油，否则余热锅炉和玻纤袋除尘器都将失效；烟气中一氧化碳必须小于一定比例，否则进余热锅炉容易产生爆炸。这样的应用条件对于占我国电石行业主要地位的开放炉和全密闭炉来说是无法达到的。另外该技术一次投资太大，如三明化工厂20000kVA半闭炉烟气净化及余热利用系统一次投资达700万元，用户负担较重。特别许多电石厂不需要过热蒸汽，投巨资上余热锅炉没有太大意义。近几年我们进行了深入的研究，提出多种技术解决方案，适应不同的炉型和用户的要求。开放炉的特点是烟温低、烟气量大，既无法进行余热利用，烟气处理设施装置也比较大，因此国家经贸委1999年6号令要求关停或改造所有的开放式电石炉。开放炉可以改造企业大多规模小、资金有限，一般不可能投入巨资进行半密闭炉的改造并上余热锅炉系统，而占我国电石行业的70左右开放炉企业也不可能都关停，因此对开放炉进行这方面的尝试，花钱不多也实现了烟气的达标排放。如安徽氯碱化工集团13500kVA开放炉进行面密封改进后，烟气量下降1/3，烟温提高至300℃,采用专门设计的喷雾降温系统后，烟气量进一步下降，烟温降至220℃，满足了玻纤袋除尘器的使用要求；由于采用了大断面喷雾技术，消灭了烟气中夹带的火星，有效防止了火星对滤袋的伤害。这套系统省了余热锅炉，烟气量又大幅度下降，因此投资较低，同样解决了烟气污染的问题。半密闭电石炉烟气治理已经有了三明化工厂这样的样板，但有的用户并不需要蒸汽而不愿投巨资上余热锅炉，对此可以考虑其它烟气降温办法。如河南腔北调焦作鑫达化工化纤有限公司6300kVA半密闭电石炉的烟气治理，我们专门设计了一套烟气强制空气冷却器，高温烟气经冷却器降温后入玻纤袋除尘器除尘。与余热锅炉袋除尘器技术相比，这套系统所需要的投资减少一半以上。空气冷却器使空气加热以烘干焦炭，余热也得到了较好的应用。与三明使用的反吹风玻纤袋除尘技术相比，专门为电石炉除尘设计的箱式脉冲和喷吹清灰除尘技术也完成了试验研究，即将投入实践。与反吹风玻纤袋除尘器相比，新型脉冲除尘器的钢耗大炎降低，设备投资减少1/4，由于采用毡类滤袋，滤袋平均使用寿命会大幅度提高，系统阻力也会有明显减少。全密闭电石炉的主要技术和装备是从国外引进的，一般规模较大，生产效率较高，但其烟气净化及热能利用至今尚未有成功的先例。经调查全密闭炉的烟气干法净化技术即使在发达国家也是一个难题。其难度在于其烟气高温、粉尘细粘轻、一氧化碳含量高、焦油含量高且容易析出、烟温变化大等因素，并存在一定的危险性。我们提出两个方案供参考。方案一是烟气降温后入袋除尘器净化，净化后的气体主要是一氧化碳等可燃气体，经再次降温后送入气柜储存或使用。该方案的关键是烟气降温必须严格控制在一定范围内，既不能超过滤袋子所承受的温度，也不能低于焦油析出的温度；降温装置及玻纤袋除尘器的清灰方式必须可靠，确保含油焦油的粘附性粉尘及时清除；整个系统的密封必须严格保证以防发生燃爆事故。该方案烟气处理量较小，投资较省，但对系统的控制要求很高，同时存在一定的风险性。方案二是将出炉烟气直接送入锅炉燃烧，经热交换降温后进袋除尘器干法净化。锅炉产生的蒸汽可以并网发电或供生产使用。该技术的关键是控制燃烧确保烟气中可燃物充分燃烧、锅炉的消灰及布袋除尘器的清灰、系统各环节的温度控制。出炉烟气燃烧后烟气量大大增加，处理装置也将扩大，因此投资较大。但该方案采用的所有技术都比较成熟，因此可靠性较好。6小结电石行业总体环保与节能的水平较低，如果政府不给优惠电价，电石生产就要亏本；如果环保标准严格执行，电石厂就必须停产。所以环保与节能是关系到电石企业生死死亡的重大问题。三明化工厂4#电石炉烟气净化与余热利用系统的成功应用，较好地解决了电石生产节能与环保问题，该技术已经被证明先进可靠、运转率高，并取得经济效益、环境效益、社会效益三丰收的成绩。这对推动整个电石行业的技术进行具有重要意义。之后，更具针对性、更经济、新型的电石炉余热利用及烟气净化技术不断被开发应用，满足不同炉型和用户的需要。余热利用方面既可以采用余热锅炉副产蒸汽，也可考虑采用空气冷却器烘干焦炭；除尘技术方面也有玻纤袋技术、脉冲除尘技术供用户选择。全密闭电石炉虽然尚无应用成功的先例，但技术上解决已经没有任何问题，另外还要开发其它更加经济、能适应不同用户要求的多种技术途径，并尽快实现全密闭电石炉烟、炉心三角区的料层为什么有时站不住？(1)电极的距离太近，电弧作用还相互重叠过多，热量在炉心三角区过于集中，炉料融化过快，炉心三角区的料层保不住。(2)投料时一次投入量大以后很长时间内没有投料，炉心三角区的料层遭受电弧高温而烧塌下去。(3)焦碳块度太大，甚至超过了石灰的粒度，引起支路电流过大，电极不容易深入料层造成长时间明弧操作，炉心三角区的料层保不住。2、炉膛过深或过浅有什么不好？电石炉膛过浅，炉料层太薄，蓄热困难，表面散热损失大，不但会降低电石产量，且电极离炉底近，电弧燃烧过于集中，易损坏炉底，同时也会使电极上升，较难闭弧生产。反之，炉膛过深不但会减少电石反应区的电能密度，降低电石质量，而且会造成出炉困难。3、为什么在电石生产中必须严格控制石灰的粒度？石灰粒度对电石生产十分重要。粒度过大，接触面积小，反应较慢；粒度过小，炉料透气性不好，影响电石炉操作，所以电石生产必须严格石灰的粒度。