郭小芳 王長征 王興峰

電石行業(yè)無組織煙粉塵防治

郭小芳 王長征 王興峰

本文分析了電石生產(chǎn)車間、原料堆場煙粉塵無組織排放及其治理現(xiàn)狀，并從先進生產(chǎn)設(shè)備的采用、環(huán)境管理、煙氣捕集新技術(shù)和裝備的使用、原料堆場的防揚塵措施等方面提出電石生產(chǎn)過程中無組織煙粉塵的防治建議。

電石生產(chǎn)；無組織排放；煙粉塵；治理

電石生產(chǎn)中，電石爐排放的煙氣是其最大污染源，排放方式有兩種：一種是有組織排放，即電石爐煙氣經(jīng)過煙囪有規(guī)律地排放，只要合理選擇處理措施和方法，這部分煙粉塵一般比較容易處理達(dá)標(biāo)；另一種是無組織排放。無組織排放存在點多、面廣、分散的特點，給收集和徹底治理帶來了一定困難。長期存在的無組織煙粉塵排放對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，也對現(xiàn)場操作員工的身體健康產(chǎn)生影響，成為電石行業(yè)實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的障礙。積極探索解決電石生產(chǎn)中的無組織煙粉塵排放問題，是未來電石行業(yè)進行污染治理和實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的主要研究方向。

無組織煙粉塵產(chǎn)生環(huán)節(jié)

儲運加工過程

電石生產(chǎn)中，從原料石灰石、焦炭經(jīng)加工到電石成品，始終伴隨著固體物料的破碎、篩分和運輸?shù)裙に囘^程，這些過程都會產(chǎn)生大量粉塵，造成空氣污染。石灰石、焦炭等物料露天堆放，沒有采取必要的揚塵控制措施或者防揚塵措施不能滿足要求，在大風(fēng)天氣容易起塵，且在裝卸、轉(zhuǎn)運過程中易產(chǎn)生二次揚塵。

冶煉過程

電石爐可分為開放式、內(nèi)燃式（半密閉式）以及密閉式3種。開放式電石爐，其煙氣在生產(chǎn)中直接排放，污染重、能耗高、操作條件惡劣，目前國家已明令淘汰；內(nèi)燃式半密閉電石爐，其部分煙氣在生產(chǎn)時從加料爐門以及爐門與爐體的縫隙中逸出，煙氣以無組織形式從車間屋頂、門窗排出；密閉式電石爐由于采用了全密閉爐體，可燃爐氣從爐內(nèi)引出并綜合利用，避免了能源的浪費和大量煙塵的直接排放，能夠?qū)崿F(xiàn)污染物的達(dá)標(biāo)排放，無組織煙粉塵產(chǎn)生量也相對減少。

出爐過程

電石出爐系統(tǒng)是目前電石生產(chǎn)中無組織排放較為嚴(yán)重的過程。熾熱的電石從出爐口流出時，產(chǎn)生大量高溫?zé)煔?。部分企業(yè)對出爐口未安裝煙氣捕集罩，出爐煙粉塵在車間內(nèi)逸散彌漫，車間衛(wèi)生環(huán)境惡劣，廠區(qū)周圍一定范圍內(nèi)空氣污染嚴(yán)重。即便在電石爐出爐口處安裝有集煙罩，大多數(shù)都是采用捕集罩管道并入冶煉煙氣總管道進行處理，未設(shè)立獨立抽風(fēng)系統(tǒng)，捕集效率很低，仍有大量煙氣外逸。電石冷卻過程也會逸散大量的無組織煙塵，冷卻破碎區(qū)域污染嚴(yán)重。

無組織排放防治效果分析

通過對蘭州、河西等地多家電石生產(chǎn)企業(yè)的調(diào)研、對比分析得出，對于電石爐車間的無組織排放，不同爐型、出爐口集煙罩型式、煙氣凈化方式、工藝操作手段和管理的優(yōu)劣均會對電石爐無組織煙粉塵捕集效果產(chǎn)生影響，但是爐型、集煙罩的型式與煙氣凈化方式起主要作用；對于原料堆場的無組織排放，與當(dāng)?shù)仫L(fēng)速、原料庫的型式及原料堆放方式密切相關(guān)。

電石生產(chǎn)過程中，電石爐爐型的選擇是關(guān)鍵。半密閉電石爐在加料、冶煉、出爐等過程中自動化程度較低，無組織煙粉塵產(chǎn)生點位較多，人工加料操作頻繁，導(dǎo)致無組織煙氣排放頻次較高、排放量較大，且很少會有生產(chǎn)企業(yè)對內(nèi)燃式電石爐加料口設(shè)置煙氣捕集裝置。而密閉式電石爐生產(chǎn)過程自動化程度較高，為有效回收產(chǎn)生的煤氣、降低能耗，對電石爐的密閉性要求較高，從而減少了電石生產(chǎn)原料加入環(huán)節(jié)煙粉塵的無組織排放，正常生產(chǎn)時電石爐爐體本身無煙氣排放口，只有在出爐時有無組織高溫?zé)煔庖萆ⅰ?/p>

出爐口煙氣捕集系統(tǒng)的型式和煙氣處理方式對于出爐口無組織煙氣的治理效果至關(guān)重要。大面積捕集罩捕集效果更好，可以將更大范圍的逸散煙氣進行收集。無組織集煙系統(tǒng)不設(shè)獨立風(fēng)機，與主煙道煙氣合并處理，集煙效果不如設(shè)獨立風(fēng)機的系統(tǒng)好。在電石爐出爐口配備單獨煙氣收集與處理系統(tǒng)的電石爐運行效果最好。

原料堆場設(shè)置圍墻和頂棚均能起到降低無組織揚塵的效果，尤其是采用密閉料棚和密閉包裝的效果很好，比如將煙氣處理系統(tǒng)收集的粉塵用編織袋包裝后存放在專用的堆棚中，避免了粉塵的二次污染。無組織粉塵排放還與原料堆場的占地面積、當(dāng)?shù)氐钠骄L(fēng)速等條件有關(guān)。

無組織排放防治建議

針對電石生產(chǎn)中無組織排放點位多且分散、排放具有周期性等特點，結(jié)合生產(chǎn)實際，根據(jù)生產(chǎn)工藝及產(chǎn)污環(huán)節(jié)，提出以下防治建議：

采用密閉式電石爐

采用先進的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)裝備是實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的重要途徑。我國《電石行業(yè)準(zhǔn)入條件》中規(guī)定，新建電石企業(yè)電石爐初始總?cè)萘勘仨氝_(dá)到100 000千伏安及以上，其單臺電石爐容量≥25 000千伏安；新建電石生產(chǎn)裝置必須采用密閉式電石爐，電石爐氣必須綜合利用；鼓勵現(xiàn)有單臺爐容量5 000千伏安以上至12 500千伏安以下的內(nèi)燃式電石爐改造為密閉式電石爐，也可以改造為16 500千伏安以上的內(nèi)燃式電石爐。國內(nèi)半密閉內(nèi)燃式電石爐正在根據(jù)《電石行業(yè)準(zhǔn)入條件》的要求逐步淘汰或改造，密閉電石爐是目前電石生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。對電石生產(chǎn)來說，節(jié)能減排的一大措施就是采用全密閉的電石爐和副產(chǎn)品一氧化碳的回收利用，不僅節(jié)約了資源能源，還可以滿足環(huán)保要求，減少二氧化碳的排放。

長期存在的無組織煙粉塵排放對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，也對現(xiàn)場操作員工的身體健康產(chǎn)生影響，成為電石行業(yè)實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的障礙。

加強環(huán)境管理

通過對生產(chǎn)過程的環(huán)境管理，可以減少電石生產(chǎn)中污染物的產(chǎn)生。一套捕集效率和凈化效率都很高的除塵凈化系統(tǒng)是電石爐煙氣治理的前提，但是若忽視了對其日常管理與維護，則高捕集效率和凈化效率很難維持長久。在日常管理中，要制定嚴(yán)格的操作管理規(guī)程，安排專人對廢氣處理設(shè)施進行管理及維護；將環(huán)保設(shè)施納入正常的運行管理，與生產(chǎn)設(shè)施同開、同停、同檢修；定期對除塵設(shè)施關(guān)鍵點位灰塵及雜物進行清理；規(guī)范電石出爐操作。

提高煙氣捕集效率

無組織煙粉塵治理的關(guān)鍵是提高煙氣的捕集效率，如果煙氣捕集率不高，即使再好的凈化設(shè)備也達(dá)不到治理效果。積極采用新的煙氣捕集措施，參考鐵合金行業(yè)無組織煙粉塵的捕集新措施進行設(shè)計，設(shè)置容積式/車式折疊集煙罩，提高煙氣捕集效率。加大出爐口煙氣的捕集罩面積，并對捕集罩配備獨立引風(fēng)機抽氣處理，使捕集效率≥95 %，從而降低無組織排放量?？梢詤⒖加猩睙捫袠I(yè)出料集煙方式，設(shè)置電石鍋出料箱/房。電石爐車間廠房采用密閉彩鋼結(jié)構(gòu)，避免無組織逸散。冷破區(qū)域設(shè)置集煙罩，或設(shè)置專用的電石冷卻密閉廠房，并抽氣后處理。

加強粉塵控制措施

杜絕不符合規(guī)格的原料入廠，避免二次分選和再加工產(chǎn)生新的粉塵。各種原料在密閉庫中分類分區(qū)存放，生石灰等易粉化、易起塵原料，設(shè)獨立貯倉存儲。皮帶輸送、上料系統(tǒng)設(shè)置密閉廊道。原料篩分、皮帶頭尾、破碎系統(tǒng)等產(chǎn)塵點均配備捕集罩，集中設(shè)置布袋收塵器。同時也可以將原料篩分、破碎工序設(shè)置在地下，有利于揚塵捕集和減少粉塵排放。

王興峰，西北礦冶研究院環(huán)境資源研究所所長，高級工程師；郭小芳、王長征，西北礦冶研究院。