电石炉低负荷的优势

电石炉按照为其供电的电炉变压器容量可分为小型炉、中型炉、大型炉和超大型炉。

一般将变压器容量低于10MVA以下的电炉划分为小型炉，容量10~25MVA为中型炉，容量介于25~40MVA的为大型电石炉，而容量在40MVA以上则称之为超大型电石炉。

按电石炉使用电源性质分为交流矿热炉和直流矿热炉。

按照炉体结构和工艺特点，电石炉又分为开放式、半密闭式和全密闭式电石炉。其主要区别在于加料方式、炉面密封形式和炉气的处理方法等。

随着电石工业的不断发展及国家产业政策的导向，当前电石炉技术的主流是大容量三相交流密闭式电石炉。

1、开放式电石炉

电石生产最早采用的是开放式电石炉，生成电石的电化学反应在开放的炉体中进行，反应区与外界连通，生产的一氧化碳气体在炉内料面上发生燃烧反应。开放式电石炉由于炉面上火焰较大，当容量达到255MVA时就不能再扩大了。

开放式电石炉由于直接燃烧，对环境污染严重，近年来为了使其达到环境保护除尘排放的标准，持意将开放炉的炉盖制造得低矮，俗称内燃式电石炉，也有矮烟罩式电石炉之名。内燃式(开放式)电石炉相对投资稍低，对原料质量要求相对不严格，便于操作工人熟悉、掌握，但因其操作条件差，工人劳动强度大，福射热强，尤其是环境治理难度较大，炉气无法回收利用，单位能耗较高，在当今全世界注重环境保护的大气候趋势下，国内外逐渐淘汰开放炉，目前我国已明令小电石炉关闭或升级改造换代，开放炉将逐渐淘汰。

2、半密闭电石炉

随着电石生产技术的不断进步，对电炉的产能要求越来越高。开放式电石炉容量有限，要想增大电石炉的容量，并回收一氧化破气体加以综合利用，需要抽取炉内的一氧化碳气体。在开放炉上放置集烟罩，将炉内生成的一氧化碳抽出一部分，剩余部分仍在炉面上燃烧，这样的电石炉就叫做半密闭电石炉。

半密闭电石炉由于能抽出一部分炉气，减少了炉面上燃烧火焰的热量，电石炉的容量得以扩大到35MVA。近些年来，不少电石厂将开放型炉罩改为半密闭型炉罩，使炉面上燃烧的烟气从烟罩上面的烟道排出去，从而减少了炉面上的福射热，烟气量减少，烟气温度提高，据而形成了半密闭型电石炉，在没有条件建密闭炉的情况下，把开放炉改成半密闭炉，有一定的好处。

半密闭式电石炉尽管较开放式电石炉有了很大进步，但由于工艺结构尚不完善，仍然存在污染大、能耗高、热福射强、操作环境恶劣等缺点，电石产能也较低，已不能适应国家电石产业节能环保大型化的发展方向，因此最终逐步也被淘汰。

3、密闭式电石炉

密闭式电石炉就是在原来的开放式电石炉炉体上方加装炉盖，将炉内与外界大气完全隔绝，料面上不再发生明火燃烧现象，产生的一氧化碳气体全部抽出通过净化处理后回收利用，这样的炉子就叫密闭电石炉。回收副产物一氧化碳是密闭炉的显著特征。

密闭炉属于节能环保型电石炉，最初从挪威引进技术，在中罔进行了消化吸收再创新，它包括姐合式把持器、空屯、电极、计算机控制及监控系统等。空必电极的利用有效的综合利用了粉料，降低了生产成本；同时自动化程度的提高减轻了工人的劳动强度，改善了工人的操作环境；同时由于电石炉的密闭化，可充分利用炉气作为燃料，提高企业经济效益，为处理排放尾气中的粉尘，达到环保要求，创造了有利条件。

相比其他类型，密闭式电石炉具有如下优点：

(1)盖上炉盖后，炉膛与外界空气隔绝，电石反应产生的炉气全部通过烟道抽出，炉面上不发生直接燃烧，无火焰和粉尘，辐射热很小，电炉功率提高明显，极大的改善了电炉操作工的劳动条件和车间环境。

(2)加料系统采用多料管均匀布料，通过计算机系统控制，自动化程度提高，降低了工人的劳动强度。

(3)由于不产生火焰燃烧，有效降低了炉膛内温度，延长了炉面设备使用寿命，减少了停炉频次，提高了生产率。

(4)电石炉炉气主要成分为CO，经过除尘、降温后可作为燃料或化工基本原料回收利用，除尘后的粉尘可以用作肥料等，这样使资源得到了综合利用，使电石生产成本显著降低。

(5)采用化C自动控制系统，配套各种电气仪表，使得整个电石生产高效流畅准确，工艺无缝对接，机械化程度空前。如：电极自动升降与压放，自动配料上料系统，空也电极等。

在具有上述优点的同时，全密闭电石炉也存在如下缺点：

(1)安全问题。密闭电石炉炉温高，主要组成设备均为通水冷却。水冷结构件通常由于密封质量问题，容易出现漏水现象。水在炉内高温下分解成氨气，极易发生爆炸。同时，密闭电石炉的油压系统一般布置于电炉上方，炉压较高时会宵火苗串入，在焊接电极壳时也时常有火星进入其中，一旦油压系统产生泄漏就会引起火灾。

(2)原料品质要求高。入炉石灰和焦炭的品质低下会使料层透气性不好，料面会出现烧结甚至产生红料层和烙洞，导致炉盖温度偏高而烧损炉盖和电极等重要零部件，停炉维护次数增多，设备利用率低。

(3)电极工作端需要连续消耗，电极系统压放频繁，故障率较高，导致自焰电极软断或硬断，电极很难深入料层内，生产效果较差。

(4)运行操作难度大。由低负荷到高负荷的操作较为复杂。由于自然功率因数低，既要减小变压器和短网阻抗，还要提高炉料比电阻。

(5)负荷波动较大，炉压不稳，微正压控制不理想。

(6)电石炉尾气净化处理技术难度较大，目前国内外暂无非常理想的解决方法。

三种不同电石炉型比较及优缺点见表1。

化工行业的废气主要包括炼油厂和石化厂的加热炉和锅炉燃烧排放燃烧废 气； 生产装置产生不凝气、 弛放气和反映中产生的副产品等过剩气体； 轻质油品、 挥发性化学药品和溶剂在贮运过程中的挥发、泄漏；废水和废弃物的处理和运输 过程中散发的恶臭和有毒气体； 以及石化工厂再生产原料和产品运输过程中的挥 发和泄漏散发出的废气其具体防治方法如下： （1）硝酸生产尾气、烟道气、等各种废气中的 NOx 硝酸生产过程中要排放 大量的硝酸尾气,其中含有 NOxNOx 不仅对人类、生物有剧毒,而且导致光 化学烟雾的生成,其危害极大目前西南化工研究院已开展了硝酸尾气的吸附法 回收治理工业性试验研究工作, 实验证明了这种方法有相当的优越性 研究表明, 净化气中 NOx 浓度可控制在低于 002%, 对应尾气中 NOx 浓度从 004%到 08%, 回收气中 NOx 浓度变化范围可从 08%至 5%,可以返回系统生产硝酸 （2）黄磷尾气净化和从黄磷尾气中提纯一氧化碳 我国每年生产黄磷 40 万 吨,生产过程中每生产一吨黄磷会产生 2500Nm3 尾气,每年产生的尾气量达 10 亿 Nm3,其主要成份为一氧化碳（约 85%~90%） ,CO 是一种易燃易爆有毒的气 体,尾气中含有的 P、S、As、F 等及其化合物的有毒组分未经处理排放到大气 中也将严重污染环境； 同时 CO 又是一种重要的碳一化工原料, 尾气中含有的 P、 S、As 等易使催化剂中毒,所以有效处理黄磷尾气具有非常重要的意义国内外 在净化黄磷尾气和开发黄磷尾气领域已开展了较多工作, 其中西南化工研究院开 展了尾气处理的动态吸附研究实验,取得了可循环操作的 TSA 净化流程,并结 合自己的 CO 提纯技术,采用吸附法从黄磷尾气净化并提纯 CO （3）二氧化硫的控制 硫氧化物主要是二氧化硫,它是大气中数量最大、分布 最广、影响最严重的环境污染物之一,目前控制的主要方法有：高烟囱稀释法、 采用低硫燃料、排放废气脱硫等,近年在采用干法（吸附剂吸附法） 、湿法脱硫 技术领域开展了较多研究,工业化应用已很成熟 吸附法脱除废气中的 SO2 又 分为物理吸附法和化学吸附法, 物理吸附时被选择性吸收的 SO2 可通过升温或降 压解吸出来, 化学吸附时吸附剂同时起催化作用, 被吸附的 SO2 被废气中的氧氧 化成 SO3,后者在与水生成硫酸 （4）排放气中一氧化碳的脱除 CO 是一种易燃易爆有毒的气体,未经处理 排放到大气中将严重污染环境,所以严格控制排放气中 CO 含量是非常有意义 目前,国内北京大学开发的 13X 分子筛载体的 Cu（I）吸附剂、南京化工大学开 发的稀土复合铜 （I） 吸附剂都是很好的 CO 吸附剂 实验表明, 采用 PSA 或 TSA 技术脱除 CO 是一种有效的手段, 排放气中的 CO 可控制在 1ppm 以内 （5） 含氟排放废气的净化 含氟(主要为 HF 和 SiF4)废气数量虽然不如硫氧化 物和氮氧化物大,但其毒性较大,对人体的危害比 SO2 大 20 倍,因此工业生产 排放气必须控制含氟化合物的排放量目前,HF 回收通常生产冰晶石,尽管从 理论上可采用吸附法结合其他化学法处理含氟废气, 但目前国内应用 PTSA 回收 含氟排放废气的工业装置尚未见报道 化学行业中废水主要来自石油化学工业、煤炭化学工业、酸碱工业、化肥工 业、塑料工业、制药工业、染料工业、橡胶工业等排出的生产废水化工废水污 染治理的主要措施是： 首先应改革生产工艺和设备, 减少污染物, 防止废水外排, 进行综合利用和回收；必须外排的废水,其处理程度应根据水质和要求选择一 级处理主要分离水中的悬浮固体物、胶体物、浮油或重油等可采用水质水量调 节、自然沉淀、上浮和隔油等方法二级处理主要是去除可用生物降解的有机溶 解物和部分胶体物,减少废水中的生化需氧量和部分化学需氧量,通常采用生物 法处理经生物处理后的废水中,还残存相当数量的 COD,有时有较高的色、 嗅、味,或因环境卫生标准要求高,则需采用三级处理方法进一步净化三级处 理主要去除废水中难以生物降解的有机污染物和溶解性无机污染物 常用的方法 有活性炭吸附法和臭氧氧化法,也可采用离子交换和膜分离技术等各种化学工 业废水可根据不同的水质、 水量和处理后外排水质的要求, 选用不同的处理方法 治理化工废水常用的方法有如下几种： （1）沉淀处理法 用于净化生活污水在污染物还未破坏水域自净能力的前 提下,采用简单的格栅,通过水中滤食性和沉食性动物的活动与运动,提高水体 自净能力,促进水体中悬浮物沉淀、并被埋藏在底质中使污水净化 （2）水生生物养殖法 用于生活污水和含有机污染物的工业废水通过水生 生物降解污染物,是防止水体富营养化的有效措施 （3）活性污泥法 用于大型污水处理厂及工矿废水的处理上此法是在好气 菌作用下,把含有大量有机污物废水形成生物絮体(活性污泥)利用活性污泥对 污染物的吸附,以及絮体上微生物、藻、原生动物和寡毛类动物对有毒物分解氧 化作用,废水在曝气池停留 4～10 h,使污泥与废水充分接触就可完成净化过程 （4）土地处理系统 用于处理生活污水和食品工业废水此法是一个物化、 生化的综合过程,通过土壤较强的过滤、吸附、氧化、离子交换作用,微生物的 吸收分解作用, 以及土壤结构和植物根系对污物的阻滞作用, 完全能使污水净化 化工行业生产中排出的工业废渣,主要包括硫酸矿烧渣、电石渣、碱渣、煤 气炉渣、磷渣、汞渣、铬渣、盐泥、污泥、硼渣、废塑料以及橡胶碎屑等化工 行业废渣堆积量大、成分复杂,性质也多种多洋,因此对环境的危害极大,污染 也是多方面的 （1）侵占土地,破坏地貌和植被 废渣的堆积侵占了大量土地,造成了极 大的经济损失,并且严重地破坏了地貌、植被和自然景观 （2）污染土壤和地下水 废渣长期露天堆放,其中部分有害组分很易随渗 沥液浸出,并渗入地下向周围扩散,使土壤和地下水受到污染工业固体废物还 会破坏土壤的生态平衡,使微生物和动植物不能正常地繁殖和生长 （3）污染水体 堆积的废渣可随天然降水和地表径流流入河流湖泊,或将 固体废物直接向临近江、 河、 湖、 海等水域排放, 均会造成地表水受到严重污染 不仅破坏了天然水体的生态平衡,妨碍了水生生物的生存和水资源的利用,而且 使水域面积减少,严重时还会阻塞航道 （4）污染大气 废渣中所含的粉尘及其他颗粒物在堆放时会随风飞扬,在 运输过程中也会产生有害气体和粉尘, 这些粉尘或颗粒物不少都含有对人体有害 的成分,有的还是病原微生物的载体,对人体健康造成危害有些废渣在堆放或 处理过程中还会向大气散发出有害气体和臭味,危害则更大