提高电石发气量的几个措施 附案例及原因分析
电石是生产乙炔的主要原料，是由生石灰和焦炭在电石炉内反应生成的。衡量电石质量的主要指标是发气量，采用发气量低的电石生产乙炔,会造成生产成本增加、机器磨损严重、辅材用量増加、排渣量增加、乙炔损耗加大、电石渣后续处理困难等问题;所以提高电石发气量是提高电石质量的关键。①优先选用高钙低杂质(二级品以上，含镁质量分数≤1.5%),煅烧后生石灰机械强度高、破损率低的石灰石。一般呈青灰、浅灰色，质地紧密，表面细致、光滑的石灰石较好。应严格控制石灰石中二氧化硅、氧化镁、氧化铁、氧化铝、硫磷等杂质的含量，以减少后期杂质参与的副反应。②控制开采、分选、破碎、筛分、储存、运输等环节，做到物料组成均匀，外来杂质少。③石灰石破碎要做到粒度均匀、分布合理，含面料少。①控制生过烧量小于7%,在稳定生石灰窑炉热工制度的前提下,合理控制煅烧温度和时间。②出炉生石灰均匀存放,减少放置时间，科学合理控制储存量。③工艺线路布置合理，减少生石灰倒运次数，增设必要的防雨防潮设施,最终减少生石灰破碎、粉化量。④不合格生石灰单独堆放，降低对系统的影响。⑤合理控制入炉生石灰粒度，严格限制生石灰粉料的掺入量。要考虑固定碳含量、粒度、水分、挥发物含量和机械强度，也要考虑物料的预均化，按工艺指标要求严格控制煤的选择、上料、储存、筛分、焦化、烘干。控制入炉焦炭含水质量分数≤1%，粒径3~20mm的焦炭质量分数〉90%。炭材库炭材按固定碳含量高低分堆存放，做好标识，使用时合理搭配，稳定入炉炭材的固定碳含量,从而稳定入炉原料的配比。焦炭烘干采用立式烘干窑，减少破损率，严格控制烘干尾气进入收尘器的温度。(4)严把原材料采购、检验关。对主要原材料(石灰石、石灰、炭材、电极糊等)的采购提出严格要求，到货严格分析，对有疑问的原料重新检测，对不合格或达不到使用标准的原料严格执行扣减或退货制度，必要时车车取样分析。电石配料准确率的影响因素有计量秤准确率，物料化学成分、配料比例与电石炉况的匹配性。通过配料来提高混合料入炉合格率是重点研究的对象。目前行业内的普遍做法是通过分析出炉电石发气量来调整配料比例，这往往不能及时指导生产,难以有效控制质量。通过化学分析或在线分析仪检测混合料钙、碳含量，预先设定钙、碳比例范围，按规定时间取样，根据检测结果及时调整配料秤给料量，通过计算可得出当班配料合格率。通过这种方式可不断提高配料合格率，对电石炉的运行和产品质量的提升起到积极作用。电石炉管理中要做到“一稳二合理三平衡四勤”。“一稳”是要稳定三相电极，“二合理”是选用合理的电石炉参数、合理的炉料配比，“三平衡”是指电极的消耗量与电极焙烧速度平衡、加料量与出炉量平衡、三相电流平衡，“四勤”是指勤观察、勤联系、勤操作、勤思考。在电石炉操作中要稳定炉况，保持高炉温、高配比，减少副石灰(在正常的炉料配比之外加的生石灰，用以调整电石炉操作电阻)的添加频率和添加量;加强电极管理，做到电极软硬合适、入炉工作长度稳定、电极糊消耗正常;稳定配料比例，切忌配比大幅度波动;根据炉况及时调整电极流压比，使各项运行参数处于最佳状态;按时出炉、速战速决，炉前取样不挑不拣,要有代表性;定时清理料面结块，提高炉料电阻;密切关注炉压，氢、氧、一氧化碳含量变化，确保安全运行;按计划检修，及时处理漏水隐患，保证设备完好率在95%以上，公用系统电、仪、水等稳定运行。(1)从工艺管理方面加强监管。在正常生产运行中严格控制工艺参数。严格生产过程中的物料管理，严禁杂物、现场清扫物料、收尘灰等进入生产系统，减少物料中的杂质。针对生产现场存在的问题，采取科学的解决措施。做好人员培训，提升操作技能,统一操作方法，正确处理料面,稳定炉况,从而达到料层结构好、电极深入、炉温提高的目的。(2)控制电石风化率在5%以下。严格控制总库存量，使拉运量、生产量、库存量达到平衡，最大程度减少积库、压库;定期清理库内电石灰，严禁在已粉化的电石上继续堆放新电石，如遇装置局部停车或电石库存较少时 ，及时进行清理，以减少损失。(3)生产运行数据实行日报、周报、月报、季报制度，进行日测算、周总结，月度开专项经济运行分析会，系统全面地分析数据并提出下月生产任务，使整个生产运行管理理念上升为生产经营管理理念。以某单位4台30000KVA密闭电石炉为例，设计年产量为20万吨，开车初始电石发气量平均值为288L/kg,导致PVC电石消耗偏高，通过原因分析和管理措施之后，大幅度的提高电石发气量。1、入炉原料炭材固定碳低、波动大;粉料多;水分高。炭材固定碳低，则灰分增加，灰分中的氧化物在炉内被还原，其还原的杂质混入电石降低电石的发气量。炭材固定碳波动大，导致配比不稳定，忽高忽低，电石发气量也随之不稳定。炭材粉料多，使炉料棚住、料面结成硬壳，进而发生炉子不吃料、喷料和塌料等，破坏炉内料层结构，支路电流增加，电极上抬，炉温降低，从而降低电石发气量(生成300L/Kg发气量的电石对应的炉温为1980℃以上)。炭材中水分增加，一是致使石灰粉化降低电石发气量;二是降低电石的功率发气量。关系如图：
2、入炉原料石灰中SiO2含量愈高，则电石的功率发气量愈低。关系如图：
3、炉料配比低(炭材与石灰之比)。在电石炉内石灰与炭材发生反应有两种速度，即焦炭与石灰不断化合生成电石的反应速度和生成的电石不断与石灰共熔而稀释的共熔速度即稀释速度。若配比低，生成的电石很容易与周围的石灰共溶成共熔体，使生成的电石被冲淡，这样稀释速度就会越快。在炉温一定的情况下，反应速度不变，稀释速度大于反应速度，则电石不断被冲淡，碳化钙成分不断减少，生成的电石发气量降低。4、料层结构及料面高度对电石发气量的影响。电石炉内原料自上向下按料层、相互扩散层、反应层、熔融层逐步反应。若被破坏则会使支路电流增加，电极上抬，熔池内的电流密度降低，炉温降低。同时大量生料进入熔池，导致电石发气量降低。若料面高度增高则会相对降低电极的入炉深度，使炉温降低，导致电石发气量降低。5、电石炉的开动率及出炉时间对电石发气量的影响。电石出炉的热损失很大，约占整个热损失的22.4%，若出炉过勤或者时间过长都会使炉温下降;电石炉频繁的停炉，开动率降低也同样会降低炉温;炉温降低最终会导致电石发气量降低。6、电石炉负荷对电石发气量的影响。负荷越高则电能转化为热能越多，热能越多则炉温越高，电石的反应速度越大。原材料在炉内反应过程中生成电石的同时会与周围的石灰形成共熔体，当反应速度大于稀释速度时则电石中碳化钙的成分会不断增加，电石发气量就会越高。充分运用攻关六大法宝，从而达到提高电石发气量的目的。1、把好炭材入厂的质量关，购进的炭材固定碳含量≥82%。“精细配矿”，在炭材库将炭材按固定碳高低分堆存放，做好标识。使用时进行搭配，严格控制入炉炭材的固定碳在83～86%之间，也从而稳定了入炉原料的配比，不再每班大幅度的调节配比或添加副石灰;更改焦、兰炭的筛网，由3mm的筛网改为4MM的，同时在炭球称量斗进口处增加筛网，降低了入炉炭材的粉料;对炭材烘干的布袋除尘器进行改大，增强引风效果，从而增大了烘干能力，将入炉炭材的水分由原2%左右降至1%以下。2、到矿山实地勘查，选择SiO2含量≤1%的石灰石。石灰石进厂后用水冲洗，避免杂质进入。3、通过理论计算与电石实际发气量相结合设置各炉入炉原料的配比。以前的电石生产走入了误区，仅单纯的追求高产量与低冶炼电耗，不重视电石质量，只求高于285L/Kg合格就行。现统一思想，把电石的质量放在第一位，在保证质量的基础上追求高产量和低电耗。入炉原料配比由平均58%上升至62.5%。配料理论计算公式：X1 (干基配比)= (56.3÷C×B+F) ÷(87.5÷A×B+D+E) X(湿基配比)=X1÷(1-水%)4、将各炉的下料柱加长，由原来的1.0m增至1.1m，降低了料面高度，相对而言增大了电极的入炉深度，使通过熔池的电流密度增加，提高炉温。5、以前因入炉原材料粉化率高、水分高致使电石炉塌料频繁，常需频繁的停炉处理料面。高峰期各炉平均每天要处理两次。现从源头抓起控制入炉原材料质量，各炉几乎不再塌料，停炉处理料面的时间延长至4～5天才处理一次。以前还经常因大塌料导致电石炉设备漏水需长时间停炉检修，现也几乎不再出现设备漏水现象。停炉处理料面和检修电石炉漏水频次的减少大大提高了电石炉的开动率。6、以往各炉全部是每班出8炉，现根据电石发气量将每班出炉的次数降为7次，增大了压炉即反应时间，缩短了出炉时间，减少了出炉导致的热损失。若电石发气量低，还通过出炉迅速倒眼提高电石发气量(倒换的新眼因长时间积聚高浓度的电石而发气量高)。7、通过召开研讨会和培训统一操作方法、正确处理料面，“稳定炉况”，从而达到维护好的料层结构、电极深入、提高炉温的目的。同时因电石炉料层结构维护好了，使电石炉的负荷也得到稳定，长期稳定在20.5Mw以上。
