【正文】 寧夏巖鑫 冶煉 有限公司 4 31500KVA密閉礦熱 爐及資源綜合利用項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 中化化工科學(xué)技術(shù)研究總院 二○一○年十一月 第一章 總 論 項(xiàng)目名稱及建設(shè)地點(diǎn) 項(xiàng)目名稱： 4 31500KVA 密閉礦熱爐及資源綜合利用項(xiàng)目 建設(shè)地點(diǎn) : 寧夏 吳忠 市金積 工業(yè)園區(qū) 主辦單位基本情況 主辦單位名稱：寧夏 巖鑫冶煉有限公司（簡(jiǎn)稱巖鑫公司 ） 項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn) ： 金積工業(yè)園區(qū) 企業(yè)性質(zhì)：有限責(zé)任公司 法人代表：白成 林 第五章 生產(chǎn)工藝 技術(shù)方案 、電石生產(chǎn)技術(shù)方案 電石生產(chǎn)技術(shù)方案的選擇 （ 1） 國(guó)內(nèi)外電石生產(chǎn)技術(shù)概括 目前國(guó)際電石生產(chǎn)技術(shù)全面領(lǐng)先應(yīng)屬德國(guó)。它主要是有密閉爐、陶瓷管干法凈化或泰森洗氣機(jī)濕法凈化，爐氣可做燃料、化工原料、也可去燒氣燒石灰窯。 我國(guó) 自 86 年以來(lái)國(guó)家計(jì)委曾組織化工部，機(jī)械部 先后 引進(jìn) 了 挪威的?？辖M合式把持器密閉爐 (含空心電極，計(jì)算機(jī) )，?？系母煞ú即鼉艋到y(tǒng) 等先進(jìn)技術(shù)，并對(duì)引進(jìn)的電石生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，目前國(guó)內(nèi)電石生產(chǎn)技術(shù)主要以德國(guó) 肯公司 技術(shù) 為主，其主要技術(shù)特點(diǎn)為： A、 環(huán)形加料機(jī) 它的作用是把料膠帶輸送機(jī)送來(lái)的爐料分送到每個(gè)爐頂料倉(cāng)。它是當(dāng)前電石爐上最好的給料裝置，連續(xù)給料，給料能力大，能使上料系統(tǒng)自動(dòng)化；比皮帶機(jī)給料簡(jiǎn)單，設(shè)備少、易管理；比多斗環(huán)形給料機(jī)可靠， 檢修工作量少。 B、 加料裝置 由 12 個(gè)爐頂料倉(cāng)和 13 根料管組成，每個(gè)料倉(cāng)上均設(shè)上、下料位計(jì)，上料料位計(jì)用于求料，下料料位計(jì)用于報(bào)警，料位不能低于下料位，以防煤氣溢出。料倉(cāng)中心設(shè)一料斗，能把電石爐需要的校正料較早地通過料管送到位。每根料管上、下均設(shè)一道手動(dòng)針形閥門，供檢修時(shí)切斷料流 。 13 根料管包括7 根相間料管、 6 根邊緣料管，把爐料加到電爐中心和電極周圍，滿足冶煉要求。相間料管位于磁場(chǎng)較強(qiáng)部位用防磁鋼制造，減少鐵損。料咀為水冷料 咀。 C、 爐 蓋 爐蓋中心用防磁鋼，其它部分采取割磁措施。爐蓋與爐殼、料管、電極之間均采用耐用的高溫絕緣密封材料。檢查孔、探測(cè)孔亦采用良好密封。爐蓋呈全水冷屬結(jié)構(gòu)，正對(duì)高溫料面的中心蓋板內(nèi)表面噴涂耐火材料，爐蓋上設(shè)置了防爆孔和取壓點(diǎn)、測(cè)溫點(diǎn)等。 D、 爐 體 爐體由爐殼、底座、保護(hù)罩、出爐口、爐底觸點(diǎn)裝置、爐底熱電偶等組成。爐殼為上部水冷的鋼板整體焊接結(jié)構(gòu)；三 個(gè)出爐口沿圓周均布。底座座機(jī)在中間有風(fēng)道的鋼筋混凝土基礎(chǔ)上，冷風(fēng)經(jīng)中間風(fēng)道送入，沿底座徑向縫、爐殼以保護(hù)爐襯。 E、 組合電極柱 電極升降采用液壓吊缸。缸體與平臺(tái)、活塞桿與電極吊掛框架之間有球形接頭連接，避免別勁。設(shè)電級(jí)輔助吊掛裝置，供檢修吊缸時(shí)吊持電極用。 電極壓放裝置主要由液壓壓放裝置和輔助夾持器組成。壓放裝置用于支承電纜和壓放電極；輔助夾持器用于安裝和檢修液壓裝置時(shí)支承電極。 把持器主要由底環(huán)、接觸元件、保護(hù)套、電極筒、銅母線管組成。底環(huán)為銅質(zhì)，用于避免電爐高溫對(duì)接觸元件的作用。接觸元件用紫銅制造，將銅母線管的電流送到電極筋片上。保護(hù)套用防磁鋼制造，保護(hù)接 觸 元件不受電爐高溫作用。 電極壓放裝置和把持器組成了組成把掛器，與老式的銅式把持器相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是組合把持器有互換性，壓放裝置和接觸元件可用在電極直徑不同的電爐上，另外，設(shè)備輕，組合把持器的重量約為銅瓦式把持器重量的一半；接觸元件與電極筋片之間是平面接觸，比銅瓦與電級(jí)之間的曲面接觸好，接觸電阻??；接觸元件比銅瓦壽命長(zhǎng)。因此組合電極柱這項(xiàng)新技術(shù)被大量采 用。 F、 大電流母線 大電流母線由水冷銅母線管和水冷軟電纜組成。用于把變壓器的電流送到接觸元件上，再送到 電級(jí)上。 由于采用了三臺(tái)單相變壓器，大電流母線較短。由于采用了特殊的變壓器，大電流母線上取消了補(bǔ)償段。 G、 水冷系統(tǒng) 采用開式循環(huán)水冷，使用加藥水防止結(jié)垢，開式循環(huán)，除了儀表監(jiān)測(cè)外還可以人工監(jiān)視。 在每個(gè)水路上裝有流量開關(guān)、溫度開關(guān)，并與 主控室連接 ，以便保護(hù)設(shè)備。 H、 煙罩和煙道 由煙罩和煙道組成，收集爐蓋可能逸出的煙氣，由煙道排出室外。 液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 由液壓站和壓放裝置盤組成，液壓站內(nèi)設(shè)有 4 個(gè)供油系統(tǒng)，即每根電極升降油缸為一個(gè)系統(tǒng)，三根電極的壓放為一個(gè)系統(tǒng)，濾油冷卻一個(gè)系統(tǒng)，備用一個(gè)系統(tǒng)。備用系統(tǒng)可隨時(shí)代 替另一個(gè)系統(tǒng)。 I、 出爐設(shè)備 包括燒穿器、燒穿母線。燒穿器懸掛在架空軌道上，在出爐平臺(tái)上手動(dòng)操作。電流來(lái)自一臺(tái) 燒穿 變壓器的二次側(cè)出線端。 L、 出爐煙氣收集凈化裝置。 由排煙罩、布袋除塵器和離心通風(fēng)機(jī)組成。出爐時(shí)的煙氣由布袋除塵器凈化后排入大氣，煙塵收集尾氣達(dá)標(biāo)排空，粉塵收集處理。 （ 2） 項(xiàng)目擬選用的電石生產(chǎn)技術(shù)方案 。 電石生產(chǎn)在我國(guó)已有半個(gè)多世紀(jì)的歷史，生產(chǎn)技術(shù)已由小爐型向大爐型 方向發(fā)展，由開放型、半密閉型向密閉型方向發(fā)展，目的是降低能耗。 尤其是國(guó)外先進(jìn)密閉電石爐生產(chǎn)技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收，是的我國(guó)電石生產(chǎn)技 術(shù)得到了很大的發(fā)展；本項(xiàng)目 依據(jù)寧夏區(qū)內(nèi)原材料供應(yīng)狀況和巖鑫公司的技術(shù)水平， 擬采用 目前國(guó)內(nèi)比較成熟的技術(shù)，選用 4 臺(tái) 31500KVA 密閉型電石爐來(lái)生產(chǎn)電石，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如下： 單臺(tái) 31500KVA 密閉型電石爐各項(xiàng)技術(shù) 指標(biāo) 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 指標(biāo) 1 產(chǎn)量 60000 噸 2 電石爐容量 31500KVA 3 噸電耗 3200KWh 4 年電耗 19500 萬(wàn) KWh 5 噸消耗蘭炭 650kg 6 年消耗蘭炭 萬(wàn)噸 7 噸消耗 石灰 950kg 8 年消耗 石灰 萬(wàn)噸 9 噸產(chǎn)生的爐氣 400 m3 10 年產(chǎn)生的爐氣 2400 萬(wàn) m3 11 噸產(chǎn)生的煙塵 kg 12 年產(chǎn)生的煙塵 萬(wàn)噸 電石生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)述 (1)配料站 從石灰生產(chǎn)、炭材干燥工段來(lái)的石灰、 蘭 炭分別在配料站上部進(jìn)行篩分。塊、粉則進(jìn)入各自的貯倉(cāng)。共設(shè)塊料倉(cāng) 4 個(gè) (其中石灰塊料倉(cāng)、 蘭 炭塊料倉(cāng)各 2 個(gè) )。粉料倉(cāng)各一個(gè)。石灰塊料粒度為 1050mm， 蘭 炭 塊料粒度為 525mm。 (2)電爐進(jìn)料 合格粒度的石灰、焦炭由倉(cāng)口分別經(jīng)配料站塊料倉(cāng)下的振動(dòng)給料機(jī)又經(jīng)稱重斗，按合適的重量配比，由振動(dòng)給料機(jī)分三層經(jīng)帶式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)送至電石生產(chǎn)廠房，分別通過電石爐的環(huán)形加料機(jī)進(jìn)入爐料貯斗。 每臺(tái)電爐爐料共有 12 個(gè)貯倉(cāng)，貯倉(cāng)中的混合物料經(jīng)過向下延伸的料管及爐蓋上的進(jìn)料口靠重力連續(xù)進(jìn)入爐中。 (3)電極糊加料 裝在電極糊盛斗內(nèi)的破碎好的電極糊 (100mm 以下 )，經(jīng)單軌吊從地面提升到各電極筒頂部倒入電極筒內(nèi)。 (4)冶煉 電能由變壓器和導(dǎo)電系統(tǒng)經(jīng)自焙電極輸入爐內(nèi)，石灰和 炭素原料在電阻電弧產(chǎn)生的高溫 (20xx2200℃) 下轉(zhuǎn)變成電石。 冶煉好的電石，每隔一小時(shí)左右從爐口出爐一次，熔融電石流入牽引小車上的電石鍋內(nèi)，由卷?yè)P(yáng)機(jī)將小車?yán)嚼淦茝S房進(jìn)行冷卻破碎。 （ 5） 電石冷卻、破碎、貯存 液態(tài)電石注入電石鍋經(jīng)牽引小車至冷卻廠房。由橋式起重機(jī)將電石鍋用吊具從小車上吊出，放置在 “ 熱鍋預(yù)冷區(qū) ” 。冷卻兩小時(shí)后，將電石砣從鍋內(nèi)吊出放置在冷卻區(qū)繼續(xù)冷卻，當(dāng)冷卻到 80℃ 以下，電石 即可 破碎、 貯 存或銷售 。 （ 6） 爐氣干法凈化 A、 凈化 除塵的工藝說(shuō)明 爐氣由電石爐爐氣抽出管抽出，溫度在 400800℃ 左右。含塵量50150g/N m3。 正常生產(chǎn)時(shí)，爐氣由抽出管中抽出，進(jìn)入爐氣冷卻器。爐氣冷卻器由冷 空氣夾套 水 冷卻將爐氣溫度降到 200℃ 左右，經(jīng) 袋式除塵器 中過濾，凈化后的爐氣含塵量在 50mg/Nm3 以下， 后 經(jīng)凈爐氣風(fēng)機(jī) 送入洗滌塔進(jìn)行進(jìn)一步凈化，由 加壓風(fēng)機(jī)送往氣燒石灰窯做燃料。 凈化后的爐氣，一部分返回，對(duì)過濾器進(jìn)行反吹清 灰 。 B、 粉 塵 處理 粉塵由袋式除塵器 底部排出 ，經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥、 螺旋 輸送機(jī) 進(jìn)入 儲(chǔ)倉(cāng)，供水泥生產(chǎn) 使 用。 石灰 生產(chǎn)工藝選擇 通常，在石灰生產(chǎn)中有氣燒窯和混燒窯兩種，氣燒石灰窯一般以 電 石 爐爐氣、 煤氣或天然氣做燃料，混燒石灰窯以無(wú)煙煤或焦炭做燃料 ； 氣燒石灰窯 又分 氣燒石灰 旋窯和立窯；由于電石生產(chǎn)對(duì) 石灰 的活性要求較高，目前國(guó)內(nèi)只有 消化已引進(jìn)的 意大利費(fèi)卡斯 公司 套筒 氣燒窯 技術(shù)生產(chǎn)的 石灰 活性達(dá)到了 400ml，而其它窯型燒出的 石灰 活性鈞低于 300ml；為 本 項(xiàng)目擬 采用 套筒 氣燒石灰窯生產(chǎn)石灰，以電石爐爐氣做燃料，此種石灰窯操作機(jī)械化程度高、程序控制、熱效率高 ,生產(chǎn)的石灰質(zhì)量較好，國(guó)內(nèi) 電石、鋼鐵行業(yè) 使用較為 普遍。 石灰 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)述 石灰石 (粒度 2060mm)由石灰石貯倉(cāng)經(jīng)電磁振動(dòng)給料機(jī)，膠帶輸送機(jī) 、計(jì)量裝料裝置、提升裝置、加料裝置送入氣燒石灰窯。 凈化后的爐氣，和予熱的空氣，經(jīng)配氣系統(tǒng)送入窯內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫。在 8001000℃ 將石灰石煅燒。 煅燒好的石灰由窯底經(jīng)卸料裝置排出，送到耐熱膠帶輸送機(jī)上。再經(jīng)膠帶輸送機(jī)、斗式提升機(jī)送到配料站的石灰貯倉(cāng)中，供電石生產(chǎn)用。 窯頂尾氣經(jīng)布袋除塵后接煙囪排空 或者供焦炭烘干使用 。 蘭炭 烘干 工藝選擇 炭材干燥常用的有兩種形式，立式干燥器和臥式干燥器。前者為立式固定式，后者為回轉(zhuǎn)式。兩種各有利弊，比較情況見下表。 立 式 與 臥 式 炭 材 干 燥 器 比 較 情 況 比較項(xiàng)目 臥式干燥式 豎式干燥式 不同品種物切換 易 較易 物料粒度 塊、粉皆可 塊、粉皆可 熱效率 一般 高 投 資 相對(duì)較高 相對(duì)較低 干燥效果 均勻 均勻 從以上兩種干燥形式比較，顯然豎直干燥器適應(yīng)于干燥，可以達(dá)到即干燥 蘭 炭塊又干燥粉料的效果。 同時(shí)，可減少碳素材料損耗，尤其是蘭炭在烘干過程的破損問題。為此 ， 本項(xiàng)目擬采用立式烘干機(jī)技術(shù)，相比傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)筒烘干機(jī)而言，此種烘干機(jī)可節(jié)電 20%，最明顯的優(yōu)勢(shì)是降低烘干過程中 7％的物料損耗。 蘭炭 烘干 工藝 簡(jiǎn)述 濕 蘭炭 由汽車直接卸 入濕料倉(cāng)內(nèi)，由濕蘭 炭倉(cāng)底給料機(jī) 、皮帶機(jī)、斗式提升機(jī)送入篩分機(jī)內(nèi)篩分，篩分的粉料由皮帶機(jī)送入中間料倉(cāng)，大塊料經(jīng)破碎后返回到篩分機(jī)內(nèi)篩分后進(jìn)入中間倉(cāng)；后經(jīng)計(jì)量由皮帶機(jī)、斗式提升機(jī) 把蘭 炭送到烘干窯內(nèi)，同時(shí)熱風(fēng)爐向窯內(nèi)送熱風(fēng)，使熱風(fēng)與物料充分接觸，把物料中水份帶走。經(jīng)過烘干的物料由膠帶輸送機(jī)經(jīng)除鐵、斗式提升機(jī)，送進(jìn)配料站的炭材倉(cāng)中， 后經(jīng)篩分 供電石爐用。 烘干機(jī)的尾氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器處理后，排空。收集的炭材粉經(jīng)煤磨制粉后用于熱風(fēng)爐使用 。 電石生產(chǎn)流程簡(jiǎn)圖 電石生產(chǎn)示意流程圖 電石生產(chǎn) 原材料、動(dòng)力消耗定額及消耗量 （ 1） 蘭炭 烘干 原材料、動(dòng)力消耗 烘干 蘭 炭消耗定額 (以每噸含水 1%干 蘭炭 計(jì) ) 序 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 單 位 消 耗 定 額 消 耗 量 備 注 每小時(shí) 每 年 1 濕 蘭 炭 含水 ≤ 18% t 212400 2 動(dòng)力 電 KWh 10 250 1800000 3 燃料煤 熱 值 21757KJ/kg kg 30 750 1350000000 注：燃料煤為 篩分粉料 。 （ 2） 石灰生產(chǎn)原材料、動(dòng)力消耗定額及消耗量 序 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 單 位 消 耗 定 額 消 耗 量 備 注 每小時(shí) 每 年 1 石灰石 CaCO3≤96% t 570000 2 電石爐氣 熱值 11715KJ/N m3 N m3 150 6250 10 7 3 動(dòng)力電 KWh 25 10 6 壓縮空氣 壓力 N m3 150000 注：以每噸石灰計(jì)。 （ 3） 電石生產(chǎn)原材料、動(dòng)力消耗定額及消耗量 序號(hào) 名 稱 及 規(guī) 格 單位 消耗 定額 消 耗 量 備 注 每小時(shí) 每 年 一 原材料消耗 1 石灰 CaO 96wt% t 2 蘭 炭 84wt% t 156672 3 電極糊 密閉糊 t 7200 4 鐵 皮 δ =3mm t