大型密闭电石炉工艺气体的成分分析

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1、大型密闭电石炉工艺气体的成分分析宋华康文斌中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司摘要：电石炉气体组分变化对电石炉生产工艺和安全生产具有重要的指导意义。木文重点介绍了大型密闭电石炉的原料变化对电石炉尾气组分的影响，分析了电石炉尾气屮CO含量的变化规律及对电石炉生产的指导意义。关键词：密闭电石炉;尾气;一氧化碳;原料成分;作者简介：宋华，男（1984-）,2006年毕业于东北大学冶金工程专业。收稿日期：2017-10-27Received：2017-10-27密闭电石炉产生的尾气在5o（rc~7oo0c，最高可达iooor，尾气

2、经水冷烟道、沉降冷却器冷却，降温至280°C以下，同时将气体中大颗粒的粉尘捕集下来。电石炉尾气冷却后进入布袋过滤器过滤，过滤后的气体输送至冷凝器进一步降低温度后送煤气柜供气烧石灰窑使用。电石炉尾气处理系统出U安装了在线气体检测仪，随时监测一氧化碳、氧气、氢气的含量变化，保证生产的安全运行。本文通过对电石炉炉内气体反应关系的探讨，分析了引起炉内气体组分变化的原因，总结气体变化对电石生产过程中的影响［1，2］。密闭式电石炉在运行过程中，工艺气体不会泄漏到周围环境，外部气体也很少进入电石炉内。电石炉内产生的尾气是有毒气体，主要成

3、分为co、co2、h2、ch4等气体。这种混合气体与空气发生反应易引起爆炸。因此，维持电石炉炉A气体组分的稳定，既保证了电石炉的安全生产，也节约了能源消耗［1］。1电石炉尾气各关键组份的生成过程1.1二氧化碳电石生产过程屮产生的C02有两个主要来源。分别为石灰屮剩余Ca0）3的分解和C0的氧化（分别见反应（1）和（2））。只要生产电石的石灰成分不发生变化（即石灰的品质稳定），电石炉工艺气体将保持恒定、只产生较少的C02［2］。根据气化反应，二氧化碳可与一氧化碳达到平衡:大气压强下，温度超过7oo°c时该反应将向左边“倾斜”

4、。低于此温度将有利于生成co2。1.2—氧化碳CO主要由C和Ca0反应生成（见反应（3））。它约为废气量的四分之三。该气体是有毒、无味的爆炸性气体，因此是潜在极高危险性的产物。电石炉要保持密闭良好，以避免或减少进入电石炉的空气量。如果有少量空气进入电石炉，它将与CO发生反应：1.3氢气札和⑶一样，是一种无味的高活性爆炸性气体。在电石生产过程中，氢气的两大主要来源是还原剂中的挥发物和水，其含量取决于C0/C02平衡，如反应（5）和（6）。若水蒸发或氢气（重新）氧化，废气中也可能会含有水蒸气。1.4空气空气中含有21%的氧气（

5、02）和78%的氮气（N2），由于电石炉密封损坏等原因，部分空气会进入到密闭电石炉内，其中空气与炉内气体CO和氏形成自燃混合物,易发生爆炸，因此，应避免与电石炉内的工艺气体混合。1.5乙快C2H2通过反应（7）生成，它是一种极具爆炸性的气体。CaC2出现在电石炉的炉膛内，此处不允许发生该反应。因此尽最大努力监控并减少原材料中的水分。电石出炉过程中会与环境中或池露的水发生反应。因此，必须加强管理，避免电石产物与水接触，另外，在放罝电石的冷却区域要安装功能良好的通风系统和防雨设施。2影响电石炉尾气成分的因素2.1原料成分对电石

6、炉尾气含量的影响电石炉尾气的成分随原料的变化。以81000KVA电石炉的原料成分为例，其原料中石灰标准（见表1）。表1电石炉石灰原料标准下载原表电石炉尾气中组分的含量随原料的变化而变化，其炉气成分和炉气量（见表2）o表2电石炉炉气成分下载原表2.2影响C0含量的因素CO作为电石炉最重要的尾气，常用作石灰煅烧和碳材烘干的主要燃料。尾气中co含量的高低反映着电石炉炉况的变化和炉盖设备的完好程度，影响尾气中co含量的主要因素有以下几点：2.2.1电石质量电石等级越高，意味着电石炉内的温度升高，CO的反应过程是吸热反应，温度越高，

7、反成向逆向进行，co的含量也就越高。2.2.2石灰生烧量入炉石灰生烧量过大时，锻烧不充分的石灰在炉N继续分解，将产生较多的C02,电石炉内气体总量增加，从而稀释了co的浓度;另外，这一部分co2继续与炉内的C发生反应形成co气体。2.2.3出炉延迟从反应（3）中看出，出炉延迟，炉内液态电石未及时排出，电石过热和分解，导致反应逆向进行，从而使C0含量降低。2.2.4空气泄漏、炉内塌料、大负压操作、电石炉密封破坏空气进入炉膛内，一方面空气泄露会稀释CO浓度，另一方面CO会与空气中02发生反应生成C02,炉气中的CO浓度降低，料

8、面温度升高，易烧损炉盖设备及浄化系统设备。3气体组分变化与工艺安全3.1炉体周co浓度如果电石炉周围CO含量超过300mg/L,操作人员进入存在CO的相关区域必须使用完全自给式呼吸器，使用手持式C0探测器确定泄漏位置。确定泄漏位置的人员不得单独工作，应让另一名人员在安全距离观察其行动。引起电石炉周围浓度