前言：（西安聚能 郭堃186 295 24689 / 18392575603 xajuneng@163.com）

電石(CaC2)是基本的有機(jī)化工原料，曾被譽(yù)為有機(jī)合成之母。由它制得的乙炔氣可代替石油制品生產(chǎn)醋酸、醋酸乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙炔炭墨等一系列數(shù)千種有機(jī)產(chǎn)品的氣體原料。電石化工作為煤化工的一個分支，一方面是具有生命力的產(chǎn)業(yè)，另一方面又是高耗能、高污染的產(chǎn)業(yè)。電石生產(chǎn)中，電石爐排放的煙氣是最大的污染源。為了加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)治理和實(shí)現(xiàn)能源回收利用、降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)和社會效益，按照國家發(fā)改委2007 年70 號文件《電石行業(yè)準(zhǔn)入條件》（2007 年修訂）的意見，新建電石爐必須符合以下4 個要求：

（1）建設(shè)大型密閉式電石爐；

（2）單臺爐容量25000KVA 以上；

（3）初始總?cè)萘?00000KVA；

（4）電石爐氣必須綜合利用。

電石爐氣的凈化和利用在國內(nèi)外都是難題，要充分、安全、有效地利用電石爐氣，就必須對電石爐尾氣進(jìn)行有效的監(jiān)測。

電石爐尾氣分析方法主要有三種：手工（奧氏氣體儀）分析、色譜儀分析、在線分析。本文僅就密閉式電石爐氣的在線監(jiān)測進(jìn)行簡要分析，對電石爐尾氣分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡要介紹。希望能拋磚引玉，從而實(shí)現(xiàn)在新建電石爐和老的電石爐改造后的尾氣得到充分利用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)、勞動保護(hù)以及實(shí)現(xiàn)能源回收利用、降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)和社會經(jīng)濟(jì)效益。

1. 爐氣的特性生產(chǎn)過程中的密閉電石爐內(nèi),通電后生成產(chǎn)品的主要反應(yīng)式如(1)所示：

1.1 爐氣量：電石；

1.2 溫度：正常400--800℃，（瞬時）1000℃。

1.3 爐氣的組分（一般）

1.4 粉塵含量及組分
粉塵含量：

2. 爐氣的特點(diǎn)密閉電石爐尾氣有以下特點(diǎn)：
(1)電石爐尾氣出爐溫度高且不穩(wěn)定；
(2) 爐氣量波動而不平穩(wěn)，尾氣中一氧化碳濃度高，約含74—85％，且溫度高，屬于易燃易爆的氣體；
(3)尾氣粉塵含量大且粒徑小，5～10μm的約占粉塵40％，大于40μm的不足11％，高達(dá)150g／Nm3的煙塵使得尾氣的回收很不利;
(4)尾氣有一定的熱值約2300—2600 Kcal／Nm3；
(5)尾氣中含有微量的焦油，析出后和粉塵粘連，給低溫除塵帶來不便。

3.密閉電石爐尾氣分析系列一般分析系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上可分為三大部分，即取樣系統(tǒng)，預(yù)處理系統(tǒng)，分析系統(tǒng)。

該分析系統(tǒng)從功能上劃分為如圖1所示的幾部分，據(jù)此設(shè)計(jì)制造的成套系統(tǒng)，在新建大型密閉電石爐（5萬t）以及老的電石爐改造的應(yīng)用中都取得了很好的運(yùn)用效果。以下簡要介紹該分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

 3.1 取樣點(diǎn)的選取取樣點(diǎn)的選取應(yīng)該滿足以下要求：能真實(shí)、及時地反映用戶所關(guān)注的爐況參數(shù)；取樣的點(diǎn)溫度、壓力、流量比較穩(wěn)定；粉塵、焦油量盡可能小。如果取樣點(diǎn)選取不當(dāng)將給后續(xù)系統(tǒng)帶來額外負(fù)擔(dān)，甚至不能真實(shí)地反映出需要的爐況參數(shù)。

3.2 取樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)取樣系統(tǒng)是整個分析系統(tǒng)的第一道關(guān)口，它是否成功，將直接導(dǎo)致整個分析系統(tǒng)的成敗。電石爐尾氣取樣點(diǎn)的溫度大約在200-300℃，相對壓力為微正壓到微負(fù)壓之間，由于爐氣的特殊性，取樣系統(tǒng)必須具有對樣品組分進(jìn)行初步的物理分離，將采樣探頭周圍的固體顆粒從氣態(tài)流體中分離出去，因此取樣系統(tǒng)不僅要有探針（取樣管），還要有過濾系統(tǒng)、探頭清掃系統(tǒng)等，此外，還應(yīng)具有便于維護(hù)的結(jié)構(gòu)。西安聚能儀器公司自主研發(fā)的取樣探頭能將大于0.3μm粉塵的99%濾出。采用PP1190取樣探頭，再配以程控自動吹掃裝置，即可擔(dān)此重任。
3.3 預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)預(yù)處理系統(tǒng)主要完成從取樣系統(tǒng)輸送過來的氣樣進(jìn)行安全、及時、有效地處理，以滿足儀器分析系統(tǒng)的使用條件。首先傳輸管路的設(shè)計(jì)必須滿足空氣動力學(xué)的要求，使樣氣流路暢通無阻；接下來是將樣氣進(jìn)行除塵、除焦油、調(diào)壓、除水、穩(wěn)流等一系列連慣處理。使處理后的樣品氣干燥、清潔，以便進(jìn)入儀器分析系統(tǒng)中的關(guān)鍵組分得以準(zhǔn)確分析。從而為電石的生產(chǎn)安全以及爐氣的有效利用提供科學(xué)的依據(jù)。除塵系統(tǒng)包括過濾、清掃、再過濾等，防止管路阻塞；脫焦除油系統(tǒng)包括控溫、洗出、吸附等，有利于管路暢通，保護(hù)分析設(shè)備；除水系統(tǒng)包括汽水分離、冷凝、霧捕集、氣水分離、干燥過濾等，保護(hù)分析儀，保證測試準(zhǔn)確；壓力調(diào)整系統(tǒng)包括泵、調(diào)節(jié)閥、快速回路等，以保證儀器正常工作條件?？删幊炭刂疲≒LC）系統(tǒng)，主要包括PLC、程序軟件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、人機(jī)界面等，主要用于對取樣預(yù)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動控制，出現(xiàn)異常情況時報(bào)警。 3.4 儀器分析系統(tǒng)本系統(tǒng)包括流量調(diào)節(jié)裝置、防異常進(jìn)水裝置、校準(zhǔn)裝置、分析儀器等。其中防異常進(jìn)水裝置采用西安聚能儀器具有專利權(quán)的阻液器，在工藝出現(xiàn)異常情況下，確保分析儀器不會因?yàn)檫M(jìn)水而損壞儀器。分析儀器是根據(jù)電石生產(chǎn)工藝以及尾氣用途進(jìn)行配置的。一般密閉電石爐尾氣中的O2、H2、CO等氣體屬于必測項(xiàng)目。其中O2和H2的含量是安全指標(biāo)，CO是尾氣利用核心。 4. 電石爐尾氣成套分析系統(tǒng)的應(yīng)用西安聚能儀器制造的電石爐尾氣分析系統(tǒng)，在如圖所示功能框圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同用戶的工況及要求還會進(jìn)行有針對性地設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)從2007 年在宜化應(yīng)用以來，經(jīng)過不斷探索改進(jìn)，到目前為此，已經(jīng)成功投運(yùn)數(shù)十套，特別是2009 年以來，市場反映越來越好。總之，密閉式電石爐適用于大容量爐型，爐氣從爐內(nèi)引出后可實(shí)現(xiàn)綜合利用，既降低了冶煉能耗，又減少了能源的巨大浪費(fèi)，同時大幅度減少了煙氣直接排放，有利于環(huán)境保護(hù)。符合國家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，必將得到較快發(fā)展。同時，對其尾氣在線分析系統(tǒng)也會有越來越高的要求。

因此，電石爐尾氣分析系統(tǒng)在先進(jìn)性、適用性、可靠性、穩(wěn)定性、安全性等方面應(yīng)提出更高的要求。

 1.裝置的組成該裝置為機(jī)、電、儀一體化成套分析控制裝置（見系統(tǒng)取樣分析原理圖），整體采用分析柜式結(jié)構(gòu)，成套裝置由分析柜組件和安裝在工藝管道上的取樣器組件構(gòu)成。

1．1電半熱自動控溫一體化取樣器組件包括：

a．專用不銹鋼電半熱式自動控溫取樣探頭；

b．不銹鋼燒結(jié)帖燭芯式專用探頭過濾器（進(jìn)口材料）；

c．專用電半熱自動控溫取樣管組件；完成樣氣的現(xiàn)場采集、輸送及第一級過濾、然后送入分析間內(nèi)的樣氣預(yù)處理單元。

1．2 分析柜組件分析柜內(nèi)包含以下單元：

a．預(yù)處理單元預(yù)處理單元由專用過濾器組件、原裝進(jìn)口蠕動排液泵、壓縮機(jī)式除濕器、原裝進(jìn)口特制耐腐抽氣泵、原裝進(jìn)口電動球閥、精密過濾器等組成。其功能完成樣氣的凈化、除塵、除濕、穩(wěn)壓、穩(wěn)流等，其過濾精度可達(dá)0.1u。然后將符合分析儀要求的超凈、流量穩(wěn)定的被測樣氣源源不斷的送入分析儀器。

b．分析單元和分析儀作用分析單元由德國麥哈克公司最新式的紅外線和電化學(xué)傳感器，完成樣氣CO、O₂、H₂的在線連續(xù)分析，分析儀分析性能穩(wěn)定可靠，響應(yīng)時間快，智能化程度高。 1CO分析儀的作用在電石生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的 CO，為了廢氣再用的熱值保障，所以，必須對CO檢測，分析出CO的濃度。 2O₂分析儀的作用在電石生產(chǎn)過程中，各種管道達(dá)不到零泄露的標(biāo)準(zhǔn)要求，從不同的位置都會進(jìn)入空氣，因?yàn)樵谏a(chǎn)過程中會有大量的可燃?xì)怏w，再加上空氣中的氧較高，為了保障安全，所以，必須對過程氣中O₂分析，確保生產(chǎn)的安全性。

具有安全可靠、取樣真實(shí)、響應(yīng)快、分析精度高、配置和選型最佳等諸多特色，擁有最為完善、性能可靠的分析系統(tǒng)設(shè)計(jì), 系統(tǒng)不僅考慮了適應(yīng)危險環(huán)境場所問題，也考慮了避免系統(tǒng)內(nèi)部的不安全因素的產(chǎn)生。因此是國內(nèi)最為完善的防塵分析系統(tǒng)。

●電石爐氣（TR-9700-DS）