前言(yan)：電(dian)石(CaC2)是(shi)(shi)基本的有機化(hua)工原(yuan)料，曾被(bei)譽(yu)為(wei)有機合成(cheng)之母。由它制(zhi)得的乙(yi)(yi)炔氣(qi)可代替(ti)石(shi)油制(zhi)品生產(chan)醋(cu)酸、醋(cu)酸乙(yi)(yi)烯(xi)、聚氯乙(yi)(yi)烯(xi)、聚乙(yi)(yi)烯(xi)醇(chun)、乙(yi)(yi)炔炭墨等(deng)一系列數千種有機產(chan)品的氣(qi)體原(yuan)料。電(dian)石(shi)化(hua)工作(zuo)為(wei)煤(mei)化(hua)工的一個分支，一方(fang)面(mian)是(shi)(shi)具有生命力的產(chan)業(ye)，另一方(fang)面(mian)又是(shi)(shi)高(gao)耗能、高(gao)污(wu)染的產(chan)業(ye)。電(dian)石(shi)生產(chan)中，電(dian)石(shi)爐(lu)排放的煙(yan)氣(qi)是(shi)(shi)最大的污(wu)染源。為(wei)了加強環境保護治理和(he)實現能源回收利用、降低(di)生產(chan)成(cheng)本、提高(gao)企業(ye)和(he)社會效益，按照國家(jia)發(fa)改委2007 年70 號(hao)文件(jian)《電(dian)石(shi)行業準入條件(jian)》（2007 年修訂）的意見。新建電(dian)石爐必須符合以下4個要求：（1）建設大型密閉(bi)式電石爐；（2）單臺爐容(rong)量25000KVA 以上；（3）初始總容(rong)量(liang)100000KVA；（4）電石爐氣必須綜合利用。電石爐氣的凈化和利用在國內外都是難題，要充分、安全、有效地利用電石爐氣，就必須對電石爐尾氣進行有效的監測。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測進行簡要分析，對電石爐尾氣分析(xi)系(xi)統的設計進行(xing)簡要介紹。希(xi)望能拋磚引玉(yu)，從(cong)而(er)實現(xian)在新建電石(shi)爐和老的電石(shi)爐改造(zao)后的尾氣得到(dao)充分(fen)利用(yong)，進而(er)實現(xian)環境保護、勞動保護以及實現(xian)能源回收(shou)利用(yong)、降低生(sheng)產成本、提高企業和社會(hui)經濟(ji)效益。

1. 爐氣的特性

生產(chan)過程中的密閉電(dian)石爐(lu)內,通電后生成(cheng)產品的主要(yao)反應式如(ru)(1)所示：

CaO+3C=CaC2+CO

（1）

1.1 爐(lu)氣量：400Nm3/t電(dian)石；

1.2 溫度：正常400--800℃，（瞬時(shi)）1000℃。

1.3 爐氣的組(zu)分（一(yi)般）

1.4 粉塵含(han)量及組(zu)分(fen)

粉(fen)塵含量：50-150 g/ Nm3

2. 爐氣(qi)的特點

密閉電(dian)石爐尾氣有以下(xia)特點(dian)：

(1)電石爐尾氣出爐溫度高且不穩定；

(2) 爐氣(qi)量(liang)波動而不平穩，尾氣(qi)中一氧化碳濃(nong)度(du)(du)高，約含(han)74—85％，且溫度(du)(du)高，屬于易(yi)燃易(yi)爆(bao)的氣(qi)體；

(3)尾氣粉塵含量大(da)且粒徑小，5～10μm的(de)約占粉塵40％，大(da)于(yu)40μm的(de)不足(zu)11％，高(gao)達150g／Nm3的(de)煙塵使(shi)得尾氣的(de)回收(shou)很不利;

(4)尾氣(qi)有一(yi)定的熱值(zhi)約2300—2600 Kcal／Nm3；

(5)尾氣中含有微(wei)量(liang)的焦(jiao)油(you)，析出(chu)后和粉塵粘連，給低溫除塵帶來(lai)不便。

3. 密(mi)閉電石爐(lu)尾氣分(fen)析系統

一般(ban)分析(xi)系(xi)統從結構上可分為三(san)大部分，即取樣系(xi)統，預處理系(xi)統，分析(xi)系(xi)統。根(gen)據(ju)爐氣的以上特點，我們經過多年經驗積累，將該分析(xi)系(xi)統從功能上劃分為如圖1所示的幾部分(fen)，據此設計制造的成套系(xi)統，在新建大型密閉電石(shi)爐(lu)（5萬t）以(yi)及老的電石爐改(gai)造的應用中都取得(de)了很好的運用效果。

以(yi)下簡要介紹該分析系統的設計(ji)。

3.1 取樣點的選取

取樣點的選取應(ying)該滿足(zu)以下(xia)要求(qiu)：能(neng)(neng)真實、及時地(di)反(fan)映(ying)用(yong)戶所(suo)關注的爐況(kuang)參數；取樣的點溫度、壓力(li)、流量比較穩定；粉塵、焦油量盡可能(neng)(neng)小。如果取樣點選取不(bu)當將給后續系統(tong)帶來(lai)額外(wai)負擔，甚至不(bu)能(neng)(neng)真實地(di)反(fan)映(ying)出需(xu)要的爐況(kuang)參數。

3.2 取樣系統的設計

取樣系(xi)統是整(zheng)個(ge)分析系(xi)統的第一道關(guan)口，它是否成(cheng)功(gong)，將直接導致整(zheng)個(ge)分析系(xi)統的成(cheng)敗(bai)。電石爐尾氣取樣點(dian)的溫(wen)度大約在200-300℃，相對壓力為(wei)微(wei)正(zheng)壓到微(wei)負(fu)壓之間，由于(yu)爐氣的(de)(de)特殊性，取(qu)樣(yang)系統(tong)必(bi)須具(ju)有對樣(yang)品組分(fen)進(jin)行初步的(de)(de)物理分(fen)離，將采(cai)樣(yang)探頭(tou)周(zhou)圍的(de)(de)固(gu)體(ti)顆(ke)粒從(cong)氣態流體(ti)中分(fen)離出去，因此取(qu)樣(yang)系統(tong)不(bu)僅要(yao)有探針(zhen)（取(qu)樣(yang)管），還(huan)要(yao)有過濾系統(tong)、探頭(tou)清掃系統(tong)等，此外，還(huan)應具(ju)有便于(yu)維護(hu)的(de)(de)結構。我們自主研發的(de)(de)取(qu)樣(yang)探頭(tou)能將大于(yu)0.3 μ 粉塵m的99%濾出。采用專利(li)取樣探頭，再配以程控(kong)自動吹掃裝置，即可擔此重(zhong)任(ren)。

3.3 預處(chu)理(li)系(xi)統的設計(ji)

預處理系統主要完成(cheng)從取樣(yang)系統輸送過來的(de)(de)氣(qi)(qi)樣(yang)進(jin)行安全(quan)、及(ji)時、有效地處理，以滿足(zu)儀器分(fen)析(xi)系統的(de)(de)使(shi)用(yong)條(tiao)件。首先傳輸管(guan)路的(de)(de)設計(ji)必須滿足(zu)空氣(qi)(qi)動力(li)學的(de)(de)要求，使(shi)樣(yang)氣(qi)(qi)流路暢(chang)通無阻；接(jie)下來是將樣(yang)氣(qi)(qi)進(jin)行除塵、除焦(jiao)油(you)、調壓、除水、穩流等(deng)一系列連慣處理。使(shi)處理后的(de)(de)樣(yang)品氣(qi)(qi)干燥、清潔，以便進(jin)入(ru)儀器分(fen)析(xi)系統中的(de)(de)關(guan)鍵組分(fen)得以準確分(fen)析(xi)。從而(er)為電石的(de)(de)生(sheng)產安全(quan)以及(ji)爐氣(qi)(qi)的(de)(de)有效利用(yong)提(ti)供科學的(de)(de)依據。

除塵系(xi)(xi)統(tong)(tong)包括(kuo)過濾、清掃、再過濾等(deng)，防止管(guan)路(lu)(lu)阻塞(sai)；脫焦除油(you)系(xi)(xi)統(tong)(tong)包括(kuo)控(kong)(kong)溫、洗出(chu)、吸附等(deng)，有利于管(guan)路(lu)(lu)暢通(tong)，保(bao)護(hu)分(fen)析(xi)設備；除水(shui)系(xi)(xi)統(tong)(tong)包括(kuo)汽水(shui)分(fen)離、冷凝、霧(wu)捕集、氣水(shui)分(fen)離、干燥過濾等(deng)，保(bao)護(hu)分(fen)析(xi)儀，保(bao)證測試準確；壓力調整系(xi)(xi)統(tong)(tong)包括(kuo)泵、調節閥(fa)、快(kuai)速回(hui)路(lu)(lu)等(deng)，以(yi)保(bao)證儀器正(zheng)常工作條件。可編程控(kong)(kong)制（PLC）系統，主(zhu)要包括PLC、程序軟件、執行機構(gou)、人機界面等，主要用于對取樣預處理系統實現自動(dong)控制，出現異常情況(kuang)時報警。

3.4 儀器(qi)分析系(xi)統(tong)

本(ben)系統包括流量(liang)調節裝(zhuang)置(zhi)、防異常(chang)進(jin)水(shui)裝(zhuang)置(zhi)、校準裝(zhuang)置(zhi)、分(fen)析儀(yi)(yi)器等。其中防異常(chang)進(jin)水(shui)裝(zhuang)置(zhi)采用山東(dong)新澤儀(yi)(yi)器有限公司具有專(zhuan)利(li)權(quan)的(de)阻液器，在(zai)工藝出現異常(chang)情況下，確保分(fen)析儀(yi)(yi)器不會因為進(jin)水(shui)而損(sun)壞儀(yi)(yi)器。分(fen)析儀(yi)(yi)器是根據電(dian)石生(sheng)產(chan)工藝以及尾氣用途進(jin)行配置(zhi)的(de)。一般密閉電(dian)石爐尾氣中的(de)O2、H2、CO等(deng)氣體屬于必測項目(mu)。其中O2和H2的含(han)量是安全(quan)指(zhi)標(biao)，CO是(shi)尾氣利用核心(xin)。對于O2的測定(ding)，可選擇O6F、S1000等；對(dui)于H2的測定，可選擇(ze)S3000 ；對于CO的(de)測定，可選擇S2000等。對(dui)需要測定CH4、CO2的(de)場(chang)所(suo)，可選擇SIC-100型分析儀。

4. 電石爐(lu)尾(wei)氣成套分(fen)析系統的(de)應用

山東新(xin)澤儀器有(you)限(xian)公(gong)司(si)制造的電石爐尾氣分析(xi)系統，功能框圖的基(ji)礎上(shang)，根據不同(tong)用戶的工況及要求還會進行有(you)針對性地設(she)計。

    總之，密閉式電石爐(lu)適(shi)用于大容量(liang)爐(lu)型，爐(lu)氣從(cong)爐(lu)內引出后可實現(xian)綜合(he)利(li)用，既降(jiang)低了冶煉能耗，又減(jian)少了能源(yuan)的(de)巨大浪費，同(tong)時大幅度減(jian)少了煙氣直(zhi)接(jie)排放，有利(li)于環境(jing)保護。符(fu)合國家有關產業政策(ce)，必(bi)將得到較(jiao)快發(fa)展(zhan)。同(tong)時，對其尾氣在線分析(xi)系(xi)統也(ye)會(hui)有越(yue)來(lai)越(yue)高的(de)要求。因此，電(dian)石爐尾氣分析(xi)系(xi)統在先進(jin)性(xing)、適用性(xing)、可靠性(xing)、穩定性(xing)、安全(quan)性(xing)等方面應提出更高的(de)要求。