摘 要：作為一項(xiàng)高污染、高耗能的行業(yè)，目前電石生產(chǎn)在我國發(fā)展規(guī)模巨大。在世界范圍內(nèi)節(jié)能減排的大氣候下，一方面我國是全球最大的電石生產(chǎn)果之一，另一方面，我國的電石生產(chǎn)節(jié)能降耗任務(wù)艱巨。本文首先就國內(nèi)電石生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，然后重點(diǎn)從管理措施和技術(shù)措施兩方面闡述了電石生產(chǎn)節(jié)能降耗的有效措施。

關(guān)鍵詞：電石生產(chǎn)；節(jié)能降耗；技術(shù)發(fā)展；管理措施；技術(shù)措施

引 言

自改革開發(fā)以來，隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對國際原油需求的不斷擴(kuò)大，石油及其加工產(chǎn)品的市場需求也越來越大，電石法聚氯乙烯和其他電石下游產(chǎn)業(yè)有了較大的發(fā)展，電石產(chǎn)能迅速增長，2010年我國電石產(chǎn)能約2200萬t/年，成為世界上電石產(chǎn)量和消費(fèi)量最大的國家。與此同時(shí)，電石在生產(chǎn)過程中要消耗大量的電和煤炭，并向環(huán)境中排放大量廢氣、粉塵等污染物。

1 我國電石行業(yè)的現(xiàn)狀

我國電石行業(yè)是伴隨著聚氯乙烯、1，4-丁二醇等工業(yè)快速發(fā)展起來的。進(jìn)入21世紀(jì)，在下游需求帶動(dòng)下，電石進(jìn)入產(chǎn)能快速增長期。2000年，國內(nèi)電石產(chǎn)能僅480萬t/年，產(chǎn)量為340萬t；2005年，產(chǎn)能上升至950萬t/年，產(chǎn)量達(dá)到895萬t；2010年，產(chǎn)能突破2000萬t/年達(dá)到2250萬t/年，產(chǎn)量為1650萬t。

“十二五”以來，各地為大型氯堿裝置配套的電石項(xiàng)目大量上馬，截至2012年底，國內(nèi)有電石企業(yè)388家，產(chǎn)能達(dá)到3230萬t/年，產(chǎn)量提高到2000萬t以上，但開工率僅為61.9%（若扣除2012年實(shí)際停產(chǎn)的產(chǎn)能734萬t，開工率也僅為80%）。其中，技術(shù)裝備水平較高、節(jié)能減排效果顯著的密閉式電石爐產(chǎn)能為1860萬t/年，占總產(chǎn)能的比重由2005年的不足10%提高到近60%；技術(shù)裝備水平相對落后的內(nèi)燃式電石爐產(chǎn)能為1370萬t/年，比重下降到42.4%。

電石是資源和能源密集型行業(yè)。電力和炭材在電石產(chǎn)品的成本中占有很大比重，約為70%。因此，電力、煤炭等能源和資源價(jià)格的上揚(yáng)，將導(dǎo)致電石企業(yè)面臨的生產(chǎn)經(jīng)營壓力進(jìn)一步加大。

據(jù)測算，與密閉式電石爐相比，內(nèi)燃式電石爐每生產(chǎn)1t電石要浪費(fèi)160kg標(biāo)準(zhǔn)煤的能源，且需多排放600多公斤的二氧化碳。2012年，內(nèi)燃爐產(chǎn)能為1370萬t/年，電石產(chǎn)量僅為400萬t，按此測算，相當(dāng)于浪費(fèi)了64萬t標(biāo)準(zhǔn)煤，同時(shí)多排放了240萬t二氧化碳。

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源供應(yīng)日趨緊張，環(huán)保要求愈加嚴(yán)格。無論從外部經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面，還是從行業(yè)可持續(xù)發(fā)展方面考慮，電石行業(yè)都迫切需要加強(qiáng)節(jié)能減排工作，積極采用先進(jìn)、節(jié)能、環(huán)保的技術(shù)和裝備，提升自身能源利用水平，減少廢棄物排放量，走一條科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的發(fā)展道路。

2 電石生產(chǎn)技術(shù)概況

電石爐是電石生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備之一，電石爐根據(jù)種類的不同，又分為三種：開放式電石爐、內(nèi)燃式電石爐和密閉式電石爐。其中，開放式電石爐能耗高、污染重，“十一五”期間已經(jīng)被強(qiáng)制淘汰。

內(nèi)燃式電石爐也稱為半密閉式電石爐，在開放式電石爐的基礎(chǔ)上，在爐面增加了吸煙氣罩、排煙氣管道、煙囪及其煙氣凈化處理系統(tǒng)。爐罩的結(jié)構(gòu)形式、冷卻方式接近密閉式電石爐，區(qū)別是在爐罩周圍按要求開設(shè)了進(jìn)氣孔補(bǔ)充空氣，使電石反應(yīng)生成的一氧化碳?xì)怏w在爐面上燃燒，煙氣經(jīng)吸煙氣罩至煙囪排出。由于有大量的爐面空氣補(bǔ)入，爐氣量較大，煙氣處理裝置的投資及運(yùn)行費(fèi)用較高。電石爐運(yùn)行過程中，高溫爐氣裹夾著煙塵逸出吸煙罩，造成爐面勞動(dòng)、安全條件較為惡劣，熱能和爐氣損失大，電石爐生產(chǎn)工藝見圖1所示。

密閉式電石爐通過加裝爐蓋，使電石爐密閉起來，隔絕了外部空氣，將電石生產(chǎn)過程產(chǎn)生的一氧化碳?xì)怏w用抽氣設(shè)備抽出利用。同時(shí)爐蓋上裝有自動(dòng)加料管。密閉式電石爐還配套有電極控制系統(tǒng)、爐氣凈化、氣燒石灰窯等裝置。與前兩種爐型相比，密閉式電石爐由于爐面上無燃燒火焰，碳材燃燒損失和熱能損失小，同時(shí)電石爐氣經(jīng)凈化處理后可作為氣燒石灰窯的燃料或作為有機(jī)合成原料，做到資源充分利用；電石爐周圍沒有火焰和粉塵，爐面設(shè)備溫度較低，改善了勞動(dòng)、安全操作條件；爐料通過自動(dòng)加料管加料，壓放電極等操作采用自動(dòng)化控制，機(jī)械化程度高，設(shè)備運(yùn)行更為安全可靠。

3 國內(nèi)電石爐技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國現(xiàn)存的內(nèi)燃式電石爐分為兩類，一是由開放式電石爐改造而成的裝置，二是完全新建裝置。前者受原有土建結(jié)構(gòu)和工藝的限制，很多裝置僅僅增加了爐蓋、簡單的加料系統(tǒng)和除塵器。這種改造的裝置比較簡易，無自動(dòng)化控制設(shè)備，爐氣余熱也未利用，生產(chǎn)操作仍以經(jīng)驗(yàn)成份居多。后者則參照成熟的內(nèi)燃式電石爐設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，在工藝裝置設(shè)置、自動(dòng)化程度、環(huán)保設(shè)施、操作環(huán)境上均有較大提高。

密閉式電石爐是世界電石行業(yè)裝備的主流。國內(nèi)最初建設(shè)的密閉式電石爐于90年代從國外引進(jìn)，近年來，在引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備消化吸收的基礎(chǔ)上，密閉式電石爐的關(guān)鍵裝備和成套設(shè)備也已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，國內(nèi)密閉式電石爐的各項(xiàng)指標(biāo)，如能耗、物耗、污染物排放等，已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平，且隨著《電石行業(yè)準(zhǔn)入條件》（2007年修訂）的頒布實(shí)施以及行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和節(jié)能減排壓力增大，不少企業(yè)已經(jīng)將內(nèi)燃式電石爐改造為密閉式電石爐，取得了很好的節(jié)能減排效果，密閉式電石爐在行業(yè)的比例也不斷提高，接近40%。例如，陜西省某企業(yè)對原有的16500kVA內(nèi)燃式電石爐進(jìn)行了技術(shù)改造，年回收含量為70～85%一氧化碳?xì)怏w1440萬m3，節(jié)約原煤2.4萬t，節(jié)電300～450萬kWh。

4 電石生產(chǎn)節(jié)能降耗未來發(fā)展

4.1 電石生產(chǎn)節(jié)能降耗目標(biāo)

積極推進(jìn)總量控制，爭取到“十二五”末將電石產(chǎn)能控制在4200萬噸/年，密閉式電石爐的比重達(dá)到80%以上，產(chǎn)能發(fā)揮超過60%；“十三五”時(shí)期，繼續(xù)實(shí)行總量調(diào)控措施，力爭到“十三五”末將電石產(chǎn)能控制在5000萬t/年，密閉式電石爐的比重達(dá)到100%，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)需基本平衡。

4.2 電石生產(chǎn)節(jié)能降耗管理措施

4.1.1 加大對企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造的支持力度

積極落實(shí)國家已出臺(tái)的促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的各項(xiàng)財(cái)政、稅收優(yōu)惠政策，根據(jù)石化和化學(xué)工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃、電石行業(yè)產(chǎn)業(yè)政策和準(zhǔn)入條件，加大對內(nèi)燃式爐改造為密閉電石爐的支持力度。

4.2.2 完善多元化的企業(yè)節(jié)能技術(shù)改造投融資機(jī)制

發(fā)揮各級(jí)財(cái)政資金的引導(dǎo)和示范作用，以企業(yè)投入為主體，吸引和帶動(dòng)社會(huì)各方面投資，形成多元化的投融資機(jī)制，推動(dòng)企業(yè)開展節(jié)能技術(shù)改造。同時(shí)，鼓勵(lì)企業(yè)開展合同能源管理項(xiàng)目等方式，通過市場渠道籌集節(jié)能減排資金。

4.2.3 加強(qiáng)對內(nèi)燃式電石爐改造為密閉電石爐的監(jiān)督管理

工業(yè)和信息化部將會(huì)同相關(guān)部門，加大淘汰電石落后產(chǎn)能力度，落實(shí)產(chǎn)能等量或減量置換制度，加強(qiáng)對項(xiàng)目建設(shè)的跟蹤和管理，定期組織項(xiàng)目實(shí)施情況監(jiān)督檢查，及時(shí)組織項(xiàng)目竣工驗(yàn)收，對項(xiàng)目節(jié)能效果和實(shí)施水平等進(jìn)行后續(xù)評估，確保項(xiàng)目進(jìn)度、工程質(zhì)量等符合國家有關(guān)要求并實(shí)現(xiàn)預(yù)期節(jié)能效果。

4.2.4 建立大型密閉式電石爐的技術(shù)示范和企業(yè)示范

適時(shí)開展實(shí)施情況的總結(jié)工作，總結(jié)內(nèi)燃式電石爐改造為密閉式電石爐的經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用情況。鼓勵(lì)企業(yè)應(yīng)用新技術(shù)，建立技術(shù)先進(jìn)、節(jié)能降耗效果好的技術(shù)示范和企業(yè)示范。

4.2.5 支持技術(shù)服務(wù)單位的能力建設(shè)，加快相關(guān)領(lǐng)域的人才培養(yǎng)

工業(yè)和信息化部將會(huì)同相關(guān)部門，支持一批行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)、工程、設(shè)備等服務(wù)單位的能力建設(shè)，建設(shè)全國性的密閉式電石爐生產(chǎn)裝置操作人才培訓(xùn)基地，提高電石行業(yè)從業(yè)人員整體的技術(shù)水平、操作水平、管理水平。

5 電石生產(chǎn)節(jié)能降耗技術(shù)措施

5.1 提高原材料質(zhì)量

使用合格的原料是確保電石優(yōu)質(zhì)低耗、安全生產(chǎn)以及生產(chǎn)高產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，炭原料最好是以冶金焦、蘭碳相結(jié)合，入爐石灰，全CaO>92%，生燒<7%，參數(shù)比例30%冶金焦、20%無煙煤、50%蘭碳，投爐的炭材：水份<1%、固定炭>84%，嚴(yán)格按爐型容量需求確定粒度，粒度合格率要達(dá)到85%以上，效果最好。

5.2 優(yōu)選電爐參數(shù)

在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)慎重考慮電石爐的參數(shù)，主要是依據(jù)當(dāng)?shù)卦牧咸匦裕谠O(shè)定時(shí)結(jié)合理論和有一定經(jīng)驗(yàn)的專家來制定參數(shù)，電氣參數(shù)由于選擇了多級(jí)調(diào)壓開關(guān)，重點(diǎn)應(yīng)對短網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好，對二次電流計(jì)算好。

5.3 加強(qiáng)設(shè)備管理

設(shè)備是組織安全生產(chǎn)、有效均衡的必備條件，設(shè)備管理要抓住“正確使用、配件修造；科學(xué)檢修、精心維護(hù)”四個(gè)環(huán)節(jié)，堅(jiān)持“以預(yù)防為主，維護(hù)保養(yǎng)與計(jì)劃檢修并重”的方針，要在減少停爐次數(shù)，電爐延長爐齡，提高電爐自然功率因數(shù)方面認(rèn)真研究，努力提高電爐的開動(dòng)率以及負(fù)荷率。

5.4 精心操作，定期觀測電極

精心操作，加強(qiáng)電爐的巡視，使?fàn)t況經(jīng)常保持在正常穩(wěn)定狀況下生產(chǎn)，同時(shí)電極深入爐料中要嚴(yán)格按照操作進(jìn)行：電極深入料層深度為電極直徑的0.6～1.0倍左右，電極有損工作段不宜過長，表層無紅料，料層透氣性良好，無噴料現(xiàn)象，料層均勻下沉，壓放電極的時(shí)間不要超過最大安全壓放的時(shí)間間隔，每次壓放電極時(shí)均順利。電極無過燒欠燒現(xiàn)象，焙燒與消耗平衡，按規(guī)定時(shí)間出爐，才能確保電極事故不發(fā)生，出爐堵爐順利。

6 結(jié)束語

隨著我國頒布和實(shí)施《電石行業(yè)準(zhǔn)入條件》，電石生產(chǎn)的密閉化、大型化勢在必行，電石生產(chǎn)節(jié)能降耗也是大勢所趨，電石生產(chǎn)企業(yè)要從企業(yè)自身可持續(xù)發(fā)展的角度以及國家節(jié)能降耗的大局出發(fā)，制定出電石生產(chǎn)節(jié)能降耗的有效措施，從而保證企業(yè)及全行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定健康發(fā)展。

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作者簡介：楊勝高（1969-），男，本科，中級(jí)職稱，主要從事分管生產(chǎn)運(yùn)行、環(huán)保安全及企業(yè)管理工作。