电石生产企业的节能降耗

刘金霞

摘要：当前，绝大多数传统产业面临着效率低下、产能过剩、转型升级等一系列问题。电石行业作为高耗能行业，也面临着结构调整、环境保护、节能减排、淘汰落后产能等一系列压力。因此，促进电石生产的节能降耗已成为一个必要的研究课题。

关键词：电石生产企业；节能降耗；分析研究

1电石生产概述

电石是石灰和焦炭在2000~2300℃之间发生化学反应形成的。在电石生产过程中，电石炉是关键的核心设备。电石的生产过程消耗大量能源。如何降低能耗，回收副产品是节能降耗的关键问题。

2电石生产中影响能耗的因素

2.1能源消耗

经试验验证，当原料无杂质时，1吨电石产气量为300L/kg，电耗约1630kW•h。但由于电石生产原料中还有其他杂质，如SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO型等，这些杂质在电石炉中是吸热反应的副反应，完全反应部分的热量消耗，产生杂质，电石生产过程中同时产生高温电石炉煤气，从电石炉到回收装置参与过程的热量大，热量在过程中传递，损耗小，大部分被冷却器吸收，如果温度过高会损坏除尘系统，燃烧除尘袋，给生产带来隐患，同时在电石炉的过程中，从热电石流出的电石炉内，熔融的乳化红电石温度可以达到2000℃，其中大部分热量，电石冷却过程中的热量最终会流失在环境中，如果合理利用这些能源将节约大量的能源消耗，由于温度高，在安全方面，目前只有少数企业对能源进行开发或使用不合理，造成能源浪费，以及电石炉变压器损耗；短网、电极和炉体的热损失也需要消耗部分热量。

在电石生产的整个过程中，只有电能转化为来自外界的能量，因此需要将电能转化为热能，控制这部分能量的损失，是为了降低电石的能耗，但电石生产过程中损失的能量往往远远超过所列能量，实际用电量远远超出理论，影响电石单位产品电耗，目前我国电石最佳生产工艺电耗约为3000kW•h/t电石。一些企业的工艺电耗高达3300kW•h/t。按市场电价0.3元计算，电石成本每吨增加60元。因此，降低电耗不仅可以节约能源，而且有助于降低成本。(可否根据我单位年度最低单电耗3049KW·h/t,新疆片区电价0.42元，新能源电价+税费可低0.15元，可按0.27元计算）

2.2碳材料的消耗

2.2.1碳素木材料水分对能耗的影响

（1） 碳材料中水蒸发所需能耗：外购碳材料含水量按13%计算。1吨碳材料的含水量为130kg，每千克水变成蒸汽所需的热量为2221.80kJ[4]。当含水量降至1%时，每吨碳材料所需热量为266616kJ。1kgCE的热量为7000 kcal×4.1868J/CAL=29307kj；理论上，当1t碳材料的含水量从13%降至1%时，不计算过程中的热损失，将消耗9.1 kgCe。根据兰山屯河能源公司2019年碳素物料消耗量，本项目标准煤耗为1686tCE/A，实际碳素干燥消耗量远高于计算值；水越多，消耗量就越大。

（2） 碳素材料中的水分及其他危害分析：对于密闭电石炉，由于在密闭的环境中，碳素材料中的水分会使电石炉的氢含量更高，增加电石生产的危险性，同时水也会使电石石灰在物料中消化，增加石灰的用量，也会消耗部分热量，增加电石炉的电耗和电石炉的碳料消耗，所以对于密封电石炉来说，严格控制碳素材料的含水率是安全生产的前提，也是节能降耗的重要措施。

2.2.2炭素材料粒度对能耗的影响

当我们的电压恒定时，电阻减小，电流增大，电石的生产过程需要电流保持一个固定值，上下波动不要太大，电流增大需要操作者抬起电极，但电极升降不能很好地利用电加热，造成电加热的浪费。碳粒径影响电石炉的电阻。一般来说，粒径越小，阻力越大，但不是粒径越小越好，粒径过小，炉料的透气性不好容易结块，造成不良影响蓬料现象；因此，有必要选择合适的粒度。小颗粒会增加接触面积，加速反应。粒径过大会产生分支电流，降低电流过大，电极压放难度大。因此，合理选择粒度对电石生产的节能降耗和提高电能利用率有着深远的影响。

2.3短电网布置和变压器参数对电石能耗的影响

短网是指从变压器到电极第二条母线底板的第二条母线的末端，电石炉短网由三部分组成（母线、软铜线、馈线），用于输送低压、大电流负载，为了能够利用来自短网的能量，将来自电网的电石炉更加高效，考虑如何配置合适的短网结构形式，选择合适的电流密度对电石炉的节能降耗具有重要意义。短网的布局应遵循以下要求：1.短网系统的电阻越小越好；2.电抗值越小越好；3.采用耐热的绝缘性能良好的材料；4.变压器低压侧出线端与母线连接处，采用软铜皮做成的补偿器（或补偿接头）进行补偿，以减轻热胀冷缩和机械振动对出线端的影响，避免变形和渗油；5.减少磁铁对电路阻抗的影响。短网布局不合理会增加电能消耗，增加线路损耗。变压器电气参数也是影响电石能耗的重要因素。电石炉变压器的主要参数是二次侧电压、二次侧电流和各电压对应的功率。通过选择合适的电参数，可以更好地将电极插入电荷中，提高电能的利用率。

3加强电石生产节能降耗技术应用的对策

3.1应使用合格的原材料

正常情况下，需要最大限度地减少电石生产过程中的损失，实现安全生产和全过程生产，当然也需要注意各种材料的质量，其中，碳素材料需要选择冶金焦炭和蓝色兰炭的组合方式，碳装料后进行冶炼，生烧不能超过7%，其中，参数比例需要控制在30%左右。因此，就炉料而言，含水量控制在1%的范围内。因此，固定碳需要达到70%左右。另外，从炉型上可以看出，粒度需要控制在合适的范围内，这样才能最大限度地提高电石的生产技术水平。

3.2电石炉应选择合适的参数

绝大多数电石行业具有较强的特殊性，相关标准尚未完全确定，只有从根本上确定电石炉的具体参数，才能保证电石生产的整体质量，二者之间的关系也会影响电石炉的运行参数。此外，电石炉的参数实际上是由各种电气参数和几何参数组成的，因此需要在这些参数的基础上加强重视。首先，从电石炉的参数来看，主要包括变压器容量、二次电压和二次电流，因此要保证二次电压的大小合理，合理调整，保证电流的流动，最后提高电极电弧的稳定性。其次，二次电流也需要有一定的合理性，在这种情况下，有必要使电极正常燃烧，目的是确定炉膛能否形成高温燃烧。这样，电石炉的几何参数由电极的直径构成，电石炉的电气几何参数根据电极的运行电阻和电极的电能强度进行组合。此外，还需要对上述参数进行优化，因为只有这样，电石炉才能稳定运行。

3.3需要设备管理

在设备的运行中，设备的运行状况直接关系到电石炉生产水平的高低，当然，这将是最后一个涉及到电石节能技术的效果，这个时候需要不断提高设备管理的效率，当然也需要规范的操作和提高零件的质量，及时开展相应的维修工作，提高维修质量，预防管理到位非计划性停机停车，因为只有这样，才能突出各种维修效果。因此，在电石生产中，有必要防止频繁操作，目的是延长设备的使用寿命，最终获得电石炉的自然功率因数。

3.4加强对电极的检测

操作电极时，要注意合格性和稳定性，做好电石炉在实际生产中的检测性能。目的是使电石炉达到最佳状态，电极入炉后需按标准操作。一般情况下，电极的深度直径需要约为1倍，因此应控制好电极的长度。但应注意的是，材料层具有良好的透气性，更不用说空气喷射的情况，主要是为了使喷涂材料能够均匀运行。此外，还需要控制压下和释放电极的时间，以防止压下和释放电极的时间间隔太短，从而确保压下和释放电极的稳定性。最后，电极不应过度燃烧，燃烧过程中应保持平衡，因为只有这样才能防止各种事故。

4结论

我国《电石行业准入条件》实施后，随着电石行业的逐步发展，节能降耗是企业降低成本、增加效益的重要手段。企业根据自身实际情况，注重节能降耗，坚持可持续发展理念，优化电石生产的各个环节，提高节能降耗效果，从而实现电石行业平稳快速发展的长远目标。

参考文献

[1]马川.电石生产工艺过程的设计与优化[D].西安建筑科技大学,2018.

[2]马荣荣.电石生产节能降耗控制研究[D].北京化工大学,2015.