热电石粗破碎系统的设计

程 名

（中国天辰工程有限公司，天津300400）

1 工程背景

电石法聚氯乙烯主要是以电石和水为原料，通过反应制得乙炔，作为后续生产聚氯乙烯的原料。根据电石和水加入的方法或电石渣排出方式的不同，分为干法乙炔和湿法乙炔两种工艺。湿法乙炔需要的是粒度为0～50 mm 的电石，干法乙炔需要的是粒度为0～3 mm 的电石，而电石炉出炉的原料电石均为1 m3左右的整块电石坨。所以必须将电石坨进行一系列的输送、破碎、筛分等加工处理过程，以得到合格粒度的电石原料。

随着国家对化工园区的规划和建设，电石作为生产聚氯乙烯的原料，电石厂和聚氯乙烯厂经常毗邻而建，直接将合格粒度的电石通过输送设备输送至聚氯乙烯生产，将比现有的用汽车将电石坨运送至聚氯乙烯工厂后再进行破碎更为高效和便捷，同时也减少了电石在倒运和储存过程中的风化和损耗。

目前国内已采用的将热电石坨在冷却厂房直接进行粗破碎方案，电石坨在电石锅内冷却至400 ℃左右时，由起重机将电石坨从电石锅内吊出后码放在电石冷却厂房内。为了不占用冷却面积，破碎机通常布置在冷却厂房的端部，这时需要另外一台起重机将在地面冷却后的电石坨吊至粗破碎上方的受料斗内，进入一级颚式破碎机进行破碎。此破碎方案的弊端是电石坨被倒运的次数多，生产效率低下。电石坨只经过初步的摔碎处理，对破碎机的冲击较大，给设备的运行和维护带来很多问题。由于无法保证破碎前的入料粒度，极易造成一级颚式破碎机的卡料现象，常需要人工腰系安全绳下去掏料，存在严重的安全隐患。另外，采用此方案需要的地下工程较多，土建投资造价高，而且地下工程排风不通畅，容易造成乙炔气体的积聚，当气体浓度达到一定程度并有外界触发因素时，乙炔气体容易产生爆炸，为安全生产埋下祸根。

2 项目实施方案

电石的粗破碎系统包括依次对应连接的提升机、翻转机、打碎机、破碎受料斗、重板给料机、斗式提升机、一级颚式破碎机、振动筛、二级颚式破碎机等。出炉冷却至400 ℃的电石坨通过此系统进行一系列的输送、破碎、筛分等加工处理过程，成为50 mm以下的块状电石，作为后续生产聚氯乙烯的原料。

提升机的优点在于冷却电石时，电石坨不需要离开电石锅，直接将装有冷却至400 ℃左右电石坨的电石锅通过提升机提升至高处，送至翻转机附近处。避免在地坑内进行物料的处理，防止破碎和输送过程中产生的乙炔气体积聚在地下，减少安全隐患。空电石锅随提升机原路返回到冷却厂房，减少了电石坨的倒运次数，提高了生产效率。

翻转机将提升机送来的电石锅内的电石翻入破碎受料斗，翻转后再将空电石锅放回提升机上，由提升机送回至电石冷却厂房，用以循环利用。破碎受料斗设有开孔为800×800 mm 的篦子板，打碎机对篦子板上的电石坨进行捣碎作业，篦子板的开孔能够有效地控制出料的粒度，保证破碎机的入料粒度，从而减轻对破碎机的损害和冲击，防止破碎机发生卡料现象。重板给料机将打碎机初步捣碎后的块状电石均匀连续地输送至破碎机的进料口，以达到控制给料流的目的。重板给料机给料量均匀、准确、可靠、能够承受较大的荷载，抗冲击能力强。通过重板给料机给料，能够减少物料对破碎机的冲击，降低破碎机的故障率，从而延长其使用寿命。

一级颚式破碎机的进料口尺寸为900×1 200 mm，用于将重板给料机输送来的电石破碎至粒度为120 mm 以下的电石。两级破碎都采用的是颚式破碎机，该设备具有耐磨、抗压、寿命长等优点，极其适合破碎大块电石这种粒度大的脆性物料。斗式提升机用于将一级破碎机出来的电石提升至高处，送至振动筛的进料口内。振动筛的筛网尺寸为50 mm，将斗式提升机输送来的电石进行筛分处理，将粒度>50 mm 的电石送入二级颚式破碎机，粒度≤50 mm电石为合格粒度的电石，其将作为后续的聚氯乙烯生产的原料。二级颚式破碎机的进料口尺寸为250×1 200 mm，用于将振动筛的不合格粒度的电石，即粒度＞50 mm 的电石破碎至50 mm 以下，与振动筛的合格粒度的物料一起作为后续聚氯乙烯生产的原料。

所有设备之间由密闭管道进行连接，用于物料的输送。所有密闭设备和密闭管道均进行充氮保护，防止乙炔气体的产生危害。

3 新项目优势

采用此电石粗破碎系统，主要有以下优势。

（1）高效便捷，提高生产率。可以直接将出炉电石坨进行初步冷却后，进行加工处理成为合格粒度的物料，通过带式输送机即可送至下游聚氯乙烯生产用户，避免通过汽车运输时电石进行的多次装车、卸车和倒运过程，系统流程自动连贯。

（2）机械自动化程度高，节约人工劳动成本。以往聚氯乙烯厂通常用装载机将汽车运送来的大块电石坨进行反复的翻倒、碾碎，并需要人工辅助用大锤将电石坨进行敲碎，工人的工作环境极其恶劣，劳动强大。此系统用机械化代替人工，并可实现远程监控和DCS 联锁开车停车，现场只需要巡检工人即可，减少了操作人员的配置，同时也大大减轻了现场操作工人的劳动强度。

（3）系统可靠性高，设备维护方便。用装载机向一级破碎机喂料，瞬间料流量大，而且粒度无法保证。采用此系统，破碎机的集料和卡料现象大大降低，系统运行稳定可靠。一级破碎机位于地上厂房内，不再布置在狭小拥挤的地坑内，设备检修方便。

（4）节省建设初期的土建投资，节约占地面积。生产厂房的地下工程量少，减少了前期的土建施工费用，尤其适合地下水位较高不适合挖深的地区。聚氯乙烯厂不再需要设置单独的电石储存仓库和破碎筛分厂房，可以直接接收来自电石厂带式输送机输送来的合格粒度的电石，节约了大量空间。

（5）减少物料在汽车运输过程中的损耗，节约生产成本。电石坨在汽车运输过程中，长时间暴露在空气中，容易风化。此系统可以通过带式输送机直接输送至用户，或者将破碎后的小块电石密闭封装在料箱或者包装袋内用汽车运输，降低电石的风化速度，从而节约生产成本。

（6）安全可靠，环保性高。避免了传统电石坨用车辆运输过程中造成的粉尘污染，减少了电石作为危险品在运输中产生的不安全因素。物料处理过程均在多层厂房内实现，通风良好，不会造成乙炔气体在通风不畅的地坑下积聚，提高了生产厂房和设备的安全性。

4 结语

该项目为电石冷却和电石破碎的联合处理提供了新的思路和方法，尤其对今后大型化工园区电石-聚氯乙烯一体化项目具有实际参考意义。