对干法乙炔生产中电石渣除尘问题的探讨研究

李银龙

（青海省盐湖海纳化工有限公司，青海 西宁 810000）

1 问题初始情境描述——工作原理

设备在转运电石渣过程中由于电石渣粒度小 （微米） 、质量轻、温度高含有水蒸气，在转运过程中极易产生扬尘，并且电石渣是由电石与水反应生成的：GaC2+H2O=Ga （OH）2+C2H2+130 kJ/mol，其中加入的水分以气态或液态由固体氢氧化钙带走，随之带走一部分热量，电石渣出反应器的温度一般为90～95 ℃。

2 主要缺点描述

（1） 由于电石渣质量轻、粒度小、温度高在转运过程中水汽蒸发极易产生大量扬尘，造成粉尘量大，布袋表面附着严重，反吹系统负载。

（2） 引风管道在收集粉尘过程中，引入大量外界空气而导致水蒸气液化 附着在布袋表面，并且由于布袋疏水性不足而导致布袋透气性减弱。

（3） 电石渣遇到冷凝在布袋表面的水滴形成电石渣乳浊液，电石渣乳浊液黏性强直接导致布袋堵死。

（4） 布袋透气性减弱使得电石渣中携带的乙炔气体无法正常排出而导致整体系统乙炔含量高，加之布袋堵塞需要操作人员频繁清理，一方面增加劳动强度，一方面直接影响操作人员及设备安全。

3 除尘种类及适用范围

3.1 旋风分离器

旋风分离器是利用离心力从气流中分离所含固体粒子的设备。操作时，含尘气体以10～25 m/s的速度，由进气管沿筒体的切线方向进入。 在离心力作用下，固体粒子被甩向器壁，并在重力和向下气流的带动下，沿器壁下滑，最后经排灰口落入集灰箱中。净化的气体，以锥体下端沿中心轴向而旋转上升，由排气管排出。旋风分离器结构简单，制造方便，性能良好，操作条件较宽，可以处理高温含尘气体，因此广泛应用于工业生产。 通常旋风分离器宜分离5～200 μ m的粒子，过小的粒子其分离效率较低，对于大于 200 μ m的粒子最好使用降尘室先予除去。旋风分离器不适用于分离黏性大、含湿量高、腐蚀性强的物系，否则影响分离器堵塞。

3.2 降尘室

降尘室是最早的重力沉降设备，常用于含尘气体的预分离。隆尘室实际上是具有宽截面的通道，为提高降小室的生产能力，可在降尘室内设置水平隔板构成多层降尘室，每层高度为25～100 mm，颗粒沉降含尘气到各层隔板表面，使出灰不太方便。降尘室中气速不宜过大，以防止气流湍动卷起已沉降的尘粒，一般气速应控制在1.5～3 m/s以下。降尘室结构简单，气流阻力小，但体积庞大，分离效率低，适于分离75 μ m以下的尘粒。

3.3 袋滤器

袋滤器是利用滤布过滤气体中粉尘的净化设备。含尘气体由下部进气管进入，分散通过滤袋时，粉尘被截留在袋的外侧，通过滤袋净化的气体，从上部出口排出，滤袋外的粉尘，一部分借重力落至灰斗内，剩在滤袋上的粉尘隔一段时间用压缩气吹一次，使粉尘落入灰斗，经排灰阀排出。一般袋滤器有几十个滤袋，并分成3～4组，在操作中其中一组处于吹落卸灰状态，其余各组进行正常除尘。每组是处于除尘还是卸尘，均由自控阀按规定顺序进行。

3.4 湿法除尘

湿法除尘主要依靠亲水的尘粒与水、水滴或其他液体相互接或碰撞，使尘粒黏附或凝聚，从而与气体分离。只有含尘气体允许被增湿或冷却，且粉尘分离出来是无价值的，同时又不污染环境时，采用湿法除尘是有效的。采用湿法除尘的缺点是废水处理困难，增加环保压力，设备庞大，安装位置要求高。湿法除尘的型式有喷淋式、鼓泡是、填料式。

3.5 静电除尘器

静电除尘是利用强电场中气体发生的电离作用，使尘粒带电荷而被电极所吸引，尘粒便从气体中被除去。通常阴极为金属丝，其直径为1.5～2 mm，阳极为管状或平板状，电极之间的距离是100～200 mm。在管状电除尘中，单管处理量小，往往排列成多管。电除尘适用于0.01 μ m以上的各类粉尘或烟雾的除去，除尘效率高，阻力小，可以处理高温和具有腐蚀性的气体，操作可实现全自动化控制，但设备成本高。

4 问题分析

（1） 降低电石渣温度，并且减少水蒸气的含量，减少可以附着在布袋表面附着的电石渣含量。并减少水蒸气含量以减少形成电石渣乳浊液这种附着力高的物质。

（2） 采用对水汽、温度、电石渣乳浊液都可处理的除尘器。

5 初步方案

（1） 在电石渣进行转运前，输送设备上层主要为水蒸气，对此部分进 行降温 （输送机外层加装空冷、水冷等降低温度，提前将水蒸气 液化分离），一方面降低水蒸气蒸发带出大量粉尘、另一方面水蒸气冷凝后增加电石渣的湿度，降低高低落差时形成粉尘，达到减小粉尘产生量的目的。另一方面减少布袋除尘器吸入水蒸气的量，减少布袋堵塞频率。

（2） 更改为湿式喷淋除尘器，湿式喷淋除尘器自身可以起到冷却作用，而且电石渣乳浊液可以用大量水洗涤溶解，洗涤后的渣浆水加入渣浆池通过压滤机压滤后可循环利用，压滤后的滤渣是很好的水泥原材料，送往水泥厂制作水泥达到零排放零污染。喷淋式除尘器较鼓泡式和填料式的优点是效率高结构简单，不易堵塞。鼓泡式的筛板和填料式的填料都容易被电石渣乳浊液黏结堵塞，降低除尘效率。工艺流程如图1所示。

图1 喷淋除尘器的工艺流程图

6 形成方案

通过以上方案分析，可以两个方案组合实施。输送设备增加冷却系统后在输送设备内经过一次加湿沉降，在经过喷淋除尘后完全可以除去粉尘。

7 效益分析

7.1 经济效益

通过方案组合，可以改善除尘器的除尘效率，并且满足最新环保要求。

7.2 生产效益

通过加装水洗喷淋，每小时增加三方水消耗，但是通过本车间压滤单元可以将水进行回收利用，故按照每年消耗23 760 m3水，50%进行回收，每方水按照2.87元计算，每年投资：34 095元，按照布袋每年消耗400条，布袋单价 200元，每年节约：45 905元。

7.3 社会效益

企业零排放是企业对社会的责任，按照目前要求对环境的三废排放为零，既能增加社会对企业的信任，也是企业对社会的回报，社会效益不可估计。