密闭电石炉尾气和焦碳烘干尾气治理技术
摘要：本文介绍节能环保密闭电石炉余热锅炉电除尘技术和焦碳烘干炉尾气治理技术，以及通过国内目前先进的电除尘技术所达到的节能环保效果。并通过电除尘技术参数的调整实现电除尘技术在电石生产中电石炉余热锅炉和焦碳烘干炉的尾气治理的工业化。多年实践证明该技术实现了环保与节能的统一，有很好的推广价值。
关键词：电石炉 密闭 尾气 节能 环保 除尘 焦碳 烘干
一、 概况
电机支架我国电石行业有电石炉七百多座，年产量居世界首位。据不完全统计，目前全国电石生产能力为1000万吨。我国电石行业是高能耗、高污染产业。电石炉型大致可分为密闭炉、半密闭炉、开放炉，不同炉型的技术装备水平差距很大。
密闭炉是目前国内先进技术设备，主要包括尾气及其热能回收系统、粉炭和粉灰回收利用系统。
炉气直接燃烧法锅炉是热能回收系统成功设计的范例。我公司采用密闭炉尾气直接燃烧法，每吨电石副产1.3－1.5吨蒸汽。大型电石企业设计电石炉尾气锅炉发电也已经实现工业化，以炉气为补充气源的两用锅炉方案可行，商品电石企业将电石炉气用于自发电。国内电石行业在规模、炉型、布局、节能、环保上存在先天不足，再加上原料质量差、管理水平仍然比较低，同时能耗高、污染严重。一方面电石炉尾气的余热利用效果不佳，另一方面电石炉尾气的除尘净化更是难中之难、重中之重。
在密闭电石生产中，电石炉的尾气和焦碳烘干尾气是最大污染源。以公司8500*3KVA的密闭电石炉生产为例：尾气锅炉排放废气量25000m3/h，年粉尘排放量超过1500吨；焦碳烘干炉排放废气量15000m3/h，年粉尘排放量超过600吨；污染极其严重。 由于电石炉和焦碳烘干炉尾气温度高，粉尘性质特殊，风量变化，我国电石行业采用了大量的尾气干法净化的实践，但都未能根本解决尾气净化问题。
二、密闭电石炉和焦碳烘干炉的烟气特征
密闭电石炉尾气温度高，粉尘粒径小，但尾气量很小。焦碳末比电阻：2.0×108～8.3×105Ω.cm，粉尘有导电性。
表1 电石炉尾气的基本技术参数
蒸馏水发生器炉型 | 密闭电石炉 胶布 | 焦碳烘干炉 |
烟气温度 | 600～900℃ | 110～650℃ 笔式数字万用表 |
风量/吨产量 | 400Nm3/h | 1000 Nm3/h |
含尘浓度 | 130～200g/Nm3 | ～20 g/Nm3 |
氧含量 | 0.5% | 19.6% |
一氧化碳含量 | 84% | 250mg/l |
二氧化碳含量 | 5% | 1.1% |
氢含量 | 11% | |
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表2 电石炉、焦碳烘干炉尾气中粉尘的化学成分
粉尘种类 | CaO | MgO | SiO2 | Fe2O3 | Al2O3 | 其它 |
密闭电石炉尾气 | 53.7% | 21.6% | 13.0% | 2.4 % | 5.4% | 3.9% |
焦碳烘干炉尾气 | 灰份%：18.1 挥发份%：4.9 固定碳%：77.0 硫份%：0.8 |
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表触摸屏手套3 电石炉尾气中粉尘的粒径分布
粒径μm | 0盐屋～2 | 2～5 | 5～10 | 10～20 | 20～40 | >40 |
百分比% | 37.5 | 19.6 | 21.8 | 15.6 | 4.1 | 1.4 |
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三、 国内电石生产尾气治理存在的问题
电石炉尾气温度高，成分复杂，尾气量波动大。而且粉尘的性质比较特殊，粉尘颗粒细，比表面积大，比重轻，同时还具有一定的粘性，难以清灰；粉尘中含有较多的焦炭粉尘，磨蚀性比较强；粉尘中的比电阻也比较高，治理难度比较大。焦碳烘干炉尾气粉尘含硫，比电阻偏低，而且由于其特殊的导电性、可燃性，治理难度非常大。
七十年代以来，国内电石行业为治理电石炉尾气和焦碳烘干炉尾气进行了大规模、长时间、形式多样的净化试验研究及实践。但存在的复合沉降室外旋风除尘器二级除尘阻力大易堵塞；湿法除尘带来的水污染及高水处理费用；电除尘器因比电阻范围和爬电问题排放
不能达标；布袋除尘器清灰困难，因温度变化大，焦炭粉尘夹带火星烧毁滤袋等电石炉尾气和焦碳烘干炉尾气治理的种种技术难题不能有效解决。
密闭电石炉尾气温度高达600～900℃，烟气成分复杂。国内最早采用湿法除尘未能达标，同时造成严重的水污染（含氰废水），被迫停用；尾气直接引入锅炉燃烧，换热后进旋风、布袋二级除尘，由于锅炉清灰难，热效率下降，烟气温度达到400℃烧毁滤料；从国外引进的密闭炉配套干法袋净化技术，尾气冷却净化后进气烧窑烧石灰，由于烟气冷却后焦油析出，冷却器滤袋很快因糊袋造成系统堵塞，气烧窑只能停用，尾气直排大气点天灯，既浪费热能又污染环境。
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