1)反應(yīng)生成的CO氣體抽出后經(jīng)降溫及除塵凈化處理,可作為氣體燃料及有機(jī)合成工業(yè)的原料,從而使能源得到了綜合利用,降低了電石生產(chǎn)的成本;4.節(jié)能、環(huán)保型密閉電石爐介紹
2)密閉電石爐電化學(xué)反應(yīng)在密閉的爐蓋下進(jìn)行,在電石爐周圍沒有火焰和粉塵,大大的改善了勞動環(huán)境;
3)由于反應(yīng)生成的CO氣體被抽出,爐面上不再發(fā)生燃燒反應(yīng),爐內(nèi)氣體溫度降低,延長了設(shè)備的使用壽命;
4)由于密閉電石爐爐面上不再發(fā)生燃燒反應(yīng),電爐的工作環(huán)境得到了改善,電石爐功率可以提高,電石爐可向大型化發(fā)展,目前世界上大型電密閉石爐容量已達(dá)到100000kVA;
5)密閉電石爐加料為連續(xù)自動加料的方式,取消了現(xiàn)場人工加料;
6)電極升降及壓放采用自動方式在控制室內(nèi)完成,可以減少勞動定員及減輕工人的勞動強(qiáng)度;
7)密閉電石爐可根據(jù)各種儀表來控制電石爐,并且利用儀表進(jìn)行安全檢測,提高了電石爐操作的安全性,為自動化電爐操作提供了基礎(chǔ);
a)結(jié)構(gòu)簡單,它簡化了把持器和壓放機(jī)構(gòu),使用可靠,重量輕;組合式電極柱雖然有以上優(yōu)點(diǎn),但必須加工制造精密,按照其特性進(jìn)行調(diào)試,才能充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。
b)互換性好,接觸裝置和壓放裝置可適用于各種不同直徑的自焙電極;
c)組合把持器接觸電阻小,電效率高,不易與電機(jī)殼間打火;
d)電極殼再不會變形;
e)電極再不會在滑放時失去控制,為高電耗的冶煉工藝增加了安全電極滑放率;
f)由于降低電極的冷卻,因而使電極焙燒位置升高;
g)減少了電極斷損事故;
h)壽命長,普通的銅瓦式把持器一般壽命較短,塊式抱閘重且易磨損,而組合式電極柱接觸元件及壓放裝置的壽命可在傳統(tǒng)電極柱壽命的5~8倍以上。
i)在電極導(dǎo)電系統(tǒng)中,接觸導(dǎo)電元件與電極殼之間通過彈簧進(jìn)行夾緊,電極壓放時不用降低電爐負(fù)荷,而在電爐滿負(fù)荷的狀態(tài)下進(jìn)行電極的壓放,這樣大大的提高了電石爐的功率利用系數(shù)。
1)電石爐空心電極系統(tǒng)把配料前篩分下來的粉料(石灰、焦碳及無煙煤粉末)直接從電極心部加入爐內(nèi),提高原料利用率,粉料的加入率最高可達(dá)30%;(無空心電極系統(tǒng)的電石爐,粉料一般作為廢料處理)6.電石爐氣體分析解決方案
2)由于電極為空心結(jié)構(gòu),電極焙燒效果好;
3)快速調(diào)節(jié)溶池原料配比,迅速調(diào)整爐況;
4)由于細(xì)粒原料在爐內(nèi)均勻混合,直接進(jìn)入反應(yīng)區(qū),更有利于反應(yīng)的進(jìn)行,降低電耗5%左右;
5)在電石生產(chǎn)中可加入更多的焦碳,而不造成電極上移,可提供更有利的還原條件,提高產(chǎn)品的質(zhì)量;
6)使用空心電極系統(tǒng),可使電極糊及電極殼的消耗量減少1/3以上;
1.1 爐氣量:400Nm3/t電石;
1.2 溫度:正常400--800℃,(瞬時)1000℃。
1.3 爐氣的組分(一般)
成分 |
CO |
CO2 |
CH4 |
N2 |
H2 |
O2 |
CN- |
焦油 |
||
|
70-90 |
1-10 |
0.5 |
1-8 |
0-10 |
0.2-0.6 |
微量 |
微量 |
粉塵含量:50-150 g/ Nm3
粉塵種類 |
CaO |
C |
SiO2 |
|
Al2O3 |
其它 |
||||||
|
|
34.1 |
|
0.96 |
7.1 |
4.84 |
密閉電石爐尾氣有以下特點(diǎn):
2. 爐氣的特點(diǎn)
(1)電石爐尾氣出爐溫度高且不穩(wěn)定;
(2) 爐氣量波動而不平穩(wěn),尾氣中一氧化碳濃度高,約含74—85%,且溫度高,屬于易燃易爆的氣體;
(3)尾氣粉塵含量大且粒徑小,5~10μm的約占粉塵40%,大于40μm的不足11%,高達(dá)150g/Nm3的煙塵使得尾氣的回收很不利;
(4)尾氣有一定的熱值約2300—2600 Kcal/Nm3;
(5)尾氣中含有微量的焦油,析出后和粉塵粘連,給低溫除塵帶來不便。
3. 密閉電石爐尾氣分析系統(tǒng)
一般分析系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上可分為三大部分,即取樣系統(tǒng),預(yù)處理系統(tǒng),分析系統(tǒng)。根據(jù)爐氣的以上特點(diǎn),天禹智控經(jīng)過多年經(jīng)驗(yàn)積累,將該分析系統(tǒng)從功能上劃分,據(jù)此設(shè)計(jì)制造的密閉電石爐尾氣分析成套系統(tǒng),在新建大型密閉電石爐(5萬t)以及老的電石爐改造的應(yīng)用中都取得了很好的運(yùn)用效果。以下簡要介紹該分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
3.1 取樣點(diǎn)的選取
取樣點(diǎn)的選取應(yīng)該滿足以下要求:能真實(shí)、及時地反映用戶所關(guān)注的爐況參數(shù);取樣的點(diǎn)溫度、壓力、流量比較穩(wěn)定;粉塵、焦油量盡可能小。如果取樣點(diǎn)選取不當(dāng)將給后續(xù)系統(tǒng)帶來額外負(fù)擔(dān),甚至不能真實(shí)地反映出需要的爐況參數(shù)。
3.2 取樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
取樣系統(tǒng)是整個分析系統(tǒng)的第一道關(guān)口,它是否成功,將直接導(dǎo)致整個分析系統(tǒng)的成敗。電石爐尾氣取樣點(diǎn)的溫度大約在200-300℃,相對壓力為微正壓到微負(fù)壓之間,由于爐氣的特殊性,取樣系統(tǒng)必須具有對樣品組分進(jìn)行初步的物理分離,將采樣探頭周圍的固體顆粒從氣態(tài)流體中分離出去,因此取樣系統(tǒng)不僅要有探針(取樣管),還要有過濾系統(tǒng)、探頭清掃系統(tǒng)等,此外,還應(yīng)具有便于維護(hù)的結(jié)構(gòu)。天禹智控自主研發(fā)的取樣探頭能將大于0.3 μ 粉塵m的99%濾出。采用專用取樣探頭,再配以程控自動吹掃裝置,即可擔(dān)此重任。
3.3 預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
預(yù)處理系統(tǒng)主要完成從取樣系統(tǒng)輸送過來的氣樣進(jìn)行安全、及時、有效地處理,以滿足儀器分析系統(tǒng)的使用條件。首先傳輸管路的設(shè)計(jì)必須滿足空氣動力學(xué)的要求,使樣氣流路暢通無阻;接下來是將樣氣進(jìn)行除塵、除焦油、調(diào)壓、除水、穩(wěn)流等一系列連慣處理。使處理后的樣品氣干燥、清潔,以便進(jìn)入儀器分析系統(tǒng)中的關(guān)鍵組分得以準(zhǔn)確分析。從而為電石的生產(chǎn)安全以及爐氣的有效利用提供科學(xué)的依據(jù)。
除塵系統(tǒng)包括過濾、清掃、再過濾等,防止管路阻塞;脫焦除油系統(tǒng)包括控溫、洗出、吸附等,有利于管路暢通,保護(hù)分析設(shè)備;除水系統(tǒng)包括汽水分離、冷凝、霧捕集、氣水分離、干燥過濾等,保護(hù)分析儀,保證測試準(zhǔn)確;壓力調(diào)整系統(tǒng)包括泵、調(diào)節(jié)閥、快速回路等,以保證儀器正常工作條件??删幊炭刂疲≒LC)系統(tǒng),主要包括PLC、程序軟件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、人機(jī)界面等,主要用于對取樣預(yù)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動控制,出現(xiàn)異常情況時報(bào)警。
3.4 儀器分析系統(tǒng)
本系統(tǒng)包括流量調(diào)節(jié)裝置、防異常進(jìn)水裝置、校準(zhǔn)裝置、分析儀器等。分析儀器是根據(jù)電石生產(chǎn)工藝以及尾氣用途進(jìn)行配置的。一般密閉電石爐尾氣中的O2、H2、CO等氣體屬于必測項(xiàng)目。其中O2和H2的含量是安全指標(biāo),CO是尾氣利用核心。
4. 電石爐尾氣成套分析系統(tǒng)的應(yīng)用
武漢天禹智控研發(fā)的電石爐尾氣分析系統(tǒng),功能框圖的基礎(chǔ)上,根據(jù)不同用戶的工況及要求還會進(jìn)行有針對性地設(shè)計(jì)。
總之,密閉式電石爐適用于大容量爐型,爐氣從爐內(nèi)引出后可實(shí)現(xiàn)綜合利用,既降低了冶煉能耗,又減少了能源的巨大浪費(fèi),同時大幅度減少了煙氣直接排放,有利于環(huán)境保護(hù)。符合國家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策,必將得到較快發(fā)展。同時,對其尾氣在線分析系統(tǒng)也會有越來越高的要求。因此,電石爐尾氣分析系統(tǒng)在先進(jìn)性、適用性、可靠性、穩(wěn)定性、安全性等方面應(yīng)提出更高的要求。