摘要:介紹了電石爐的生產工藝和除塵系統(tǒng)的工藝特點，以及電石爐除塵系統(tǒng)設計前和實際工程設計中需要注意的一些問題。
電石是重要的基本化工原料，但在電石的生產過程中會給環(huán)境帶來嚴重的污染（主要是煙塵污染）。據測算，生產每噸電石排塵約60kg，以2萬kVA電石爐日產電石135t計算，每天排入大氣中的煙塵約為8.1t。
1電石爐生產工藝
電石爐生產過程中，在投料、物料焙燒、出電石等不同生產階段的煙氣溫度和煙氣量是不同的。設計前應充分了解電石爐的生產工藝特點，準確把握煙氣參數的周期變化情況，針對具體的情況選擇合適的除塵工藝和配套設備。
電石爐出料口位置平時煙氣量小，幾乎沒有外逸粉塵，但在電石流出時，由于高溫電石會迅速加熱周圍空氣，造成爐口熱氣流急速上升，同時大量電石粉塵也會迅速充滿爐口周圍空間，對現場操作環(huán)境會造成很大污染。電石爐出料整個過程的持續(xù)時間根據不同爐型和操作水平的差異約在15～30分鐘，屬間歇性揚塵。
2電石爐除塵工藝說明
電石爐除塵工藝將電石爐煙氣與出爐口煙氣分別獨立處理。這樣做的優(yōu)點有：
?。?）由于出爐口煙氣的周期性間歇出現，采用獨立的除塵工藝可以針對電石爐生產變化情況啟停風機，節(jié)省運行電耗。
?。?）出爐口附近集塵罩內的負壓作用將熱煙氣與周圍冷空氣迅速混合，再加上煙氣管道的散熱作用，在煙氣到達布袋除塵器時可以將其溫度降到110℃以下，因此濾料可以采用中常溫的滌綸針刺氈，從而避免采用與主爐煙氣除塵一樣的高溫濾料，大大降低濾料成本。
電石爐產生的煙氣，通過電石爐集塵罩收集，經煙道引至強制風冷器降溫，降溫后的煙氣引至低壓脈沖布袋除塵器，除塵器內采用特殊結構設計，內置防火墻和煙氣穩(wěn)流段以防止燒毀布袋。經過布袋除塵器處理后的凈氣通過引風機至煙囪排入大氣。當除塵器系統(tǒng)出現故障時，打開集氣罩上的旁路煙道，將高溫煙氣排空。搶修除塵器故障時，可關閉除塵系統(tǒng)主煙道閥門。電石爐出料口的煙氣除塵采用獨立的除塵系統(tǒng)，每次工作時間為20～30分鐘，間隔時間為1小時左右（可手動或自動控制），屬間歇性工作方式。電石爐主除塵系統(tǒng)流程見圖1，出爐口除塵系統(tǒng)流程見圖2。 +01+02
3系統(tǒng)設計前的準備工作
現場需實際考察的主要內容有：
?。?）電石爐zui大功率負荷應以變壓器zui大超負荷為準；
?。?）電石爐上部集塵罩的密閉情況需掌握了解：
1）爐罩高度（從操作面到罩頂）以1.4～1.5m為準，超出應另考慮；2）爐門數量及爐門尺寸（長×寬）；3）加料方式是手工還是機械（加料管從爐罩上插入），加料管的數量；4）出煙管的數量，出煙管與電極相對位置及兩煙管夾角；5）所用原料是焦碳還是蘭碳，含水量是多少；6）出煙管向上排空的煙囪有幾個，直徑是多少；7）電石爐的設計產量、實際產量、zui大產量；8）電石爐蓋的密閉情況（爐門是否有活動蓋板可蓋，三根電極與爐蓋處空隙是否有密封措施）等；
?。?）電石爐出爐口上方是否有集塵罩（大小或安裝形式是否合適），出爐間隔時間及一次出爐用時為多少。
4實際工程設計的幾點建議
4.1強力風冷卻器
?。?）冷風輸送形式。一般常見的是列管冷卻加軸流風機。軸流風機分層布置，每層兩個，分五層；每層為一組，每組可手動啟閉和與溫度連鎖自動控制各層電機的啟閉。但這樣做會存在隱患：當軸流風機處于停止狀態(tài)，而周圍環(huán)境有從風機對側吹來的風時，列管周圍的高溫煙氣（100℃或更高）會吹到軸流風機一側，這樣會燒毀風機葉片和電機線圈，影響設備正常運行。而如果讓風機24小時運轉又會造成不必要的浪費。目前可使用一套新的可行的冷風輸送形式：采用通風機經通風管道送風至冷卻器列管，通風機與溫度信號連鎖，通過變頻調速調節(jié)風量或啟閉電機，可避免側風對設備的不利影響。
?。?）灰斗集灰作用。冷卻器灰斗位置是煙氣流動方向發(fā)生急速改變的地方，通過在此處增加V字導板（簡便易行），可以有效捕集大顆粒粉塵，降低后面進入布袋除塵器的粉塵濃度。
?。?）冷卻器列管結構形式。冷卻器采用兩套列管，12米長管和3米短管，煙氣從長管上端進入，經下端大集灰斗進入短列管后從上端出，這樣做出口高度與除塵器進口高度可以大體*，方便兩設備之間的管道連接，減小施工難度。
4.2布袋除塵器
?。?）沉降箱（火花捕集裝置）原理上與布袋除塵器是兩個不同的功能設備，但在實際的結構設計中將兩者做成一體形式，這樣既能降低鋼耗量，又能有效節(jié)省空間場地。
?。?）防止蘭碳火星到布袋的措施：在實際生產中，電石企業(yè)為節(jié)省原料成本，通常會使用較廉價的蘭碳做電石原料，但塊狀蘭碳在輸送、周轉、加料過程中容易碎裂，會產生大量細小粉末，這些粉末在電石冶煉過程中會隨煙氣一起進入除塵設備，其中有些還是高溫燃燒著的火星顆粒，一旦接觸到布袋極易毀壞布袋，這對布袋除塵器非常不利。在實際工程中，很多除塵系統(tǒng)都安裝有熱電阻等溫度監(jiān)測設備，但熱電阻測出的是煙氣溫度，而實際上蘭碳顆粒等煙塵溫度遠遠高于煙氣溫度，所以在實際選擇濾料使用溫度及溫度控制值設定、運行過程中對溫度儀表顯示值分析時都要特別注意。
?。?）在除塵器集灰斗內的灰塵，含有一定的可燃炭粉顆粒，這些含炭粉的灰塵如果在灰斗內大量積聚，就容易發(fā)生自燃，產生大量熱量，灰斗內的溫度會隨之升高，當煙氣從灰斗進入時，就會攜帶大量的燃燒著的火星粉塵沖向布袋，將布袋燒毀。為防止該現象發(fā)生，在工程設計和實際運行中，都要采取有效措施，防止灰斗積灰?？蓪⒊龎m器每個集灰斗都安裝一個熱電阻，進行運行時的監(jiān)控。一旦某個灰斗溫度異常高于其它灰斗，就要迅速檢查該灰斗是否發(fā)生積灰、堵灰現象，出現問題及時處理，有效預防。
?。?）布袋除塵器濾料選用氟美斯針刺氈，正常使用耐溫240℃，瞬時可達260℃。正常情況下，冷卻器可以將除塵器進口位置的煙氣溫度冷卻到220℃以下，但由于電石爐生產存有不確定性因素，排放煙氣時經常會出現異常的高溫現象，設計中可在除塵系統(tǒng)（除塵器進口前）安裝溫度熱電阻檢測溫度，并與除塵系統(tǒng)引風機電機連鎖。當出現異常高溫時連鎖停機，保證濾袋不被燒毀。
（5）由于除塵器正常運行溫度在200℃左右，所以在結構設計中要注意熱膨脹因素，設備啟停過程中，鋼材冷熱交替產生的應力作用要充分考慮，防止設備因應力作用產生開裂現象。
4.3系統(tǒng)其它設備
?。?）輸灰設備
當系統(tǒng)采用獨立灰倉儲灰時，建議灰倉下口排灰設備不要采用粉塵加濕設備來調節(jié)粉塵濕度，因為粉塵中的CaC2會與水反應生成易燃的乙炔氣體，粉塵中的炭粒本身就非常容易自燃，當周圍有帶火星的粉塵或高溫粉塵時，容易發(fā)生爆炸。所以對粉塵的儲運建議采用干態(tài)方法處理。
?。?）除塵管道
除塵管道設計風速以16～18m/s（按zui大 煙氣量）為宜，煙氣量根據電石爐功率，以2萬kVA電石爐為準，大體為每1000kVA對應2000Nm3/h煙氣量，電石爐功率以電石爐變壓器zui大輸出功率計算（一般超額定負荷25%），對于大于或小于2萬kVA的電石爐乘以適當的小于或大于1的系數，再乘以系統(tǒng)的設計漏風系數1.1～1.2，即為zui大標況煙氣量，然后根據zui高煙氣溫度換算成工況煙氣量。由于管道直徑是以zui大 煙氣量計算的，當實際煙氣量小時，管道內的實際風速要小，管道容易積灰，所以要在管道容易積灰的位置安裝清灰孔，以便于定期清灰。清灰孔位置安裝于管道側面，清灰或檢查時要特別注意積灰溫度是否過高，以防發(fā)生人員燙傷等危險。
?。?）系統(tǒng)風機選型
為配合電石爐煙氣量隨生產周期的變化，風機的設計應能根據負荷實時調節(jié)，實際工程中，風機的負荷調節(jié)方式有：
1）安裝風機進口調風門電動執(zhí)行器，通過調節(jié)風門來調整風量。該方案較簡便，不需要增加多少成本，風機以增加系統(tǒng)阻力為代價，但運行費用較高，節(jié)能效果不明顯。
2）增加變頻器，通過調整（風機）電機轉速來調整風量。該方案由于增加了變頻器，工程成本增加，尤其對于大功率風機電機，一般250kW以上電機多為高壓電機，如采用高壓變頻器，成本會更高，一般為普通低壓變頻器的3～5倍；采用變頻調速，節(jié)能效果明顯。
3）通過采用液力偶合器調速來調整風量。該方案增加了液力耦合器，成本增加，節(jié)能效果較明顯，但比采用變頻器效果要差些，成本也低些。
綜上所述，建議：對于小型電石爐，工況煙氣變化不大時，為節(jié)省建設成本，采用調風機風門調節(jié)風量，對于節(jié)能要求較高時可采用變頻調速；對于大型電石爐，系統(tǒng)動力電源多為高壓電源，若采用高壓變頻器，會大大增加建設成本，而且就目前技術水平講，高壓變頻器與低壓變頻器比較，技術也不是太成熟，所以，采用液力耦合器進行轉速調整來實現節(jié)能比較經濟可行。
5結語
隨著環(huán)保要求的日益嚴格，電石爐除塵系統(tǒng)已經成為電石生產企業(yè)正常運行*的配套設施。其運行狀況的好壞直接影響到電石生產企業(yè)的生產率
