碳达峰碳中和控制指引电石行业.docx

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1、实施指南技术解读中国电石工业协会电磁法电石生产新工艺1、电磁加热工作原理电磁加热的原理是通过电子线路产生交变磁场,当用含铁质容器置于磁场中时，容器金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使容器铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能.从而起到加热物品的效果.因为是铁制容器自身发热，所有热转化率特别高，最（电磁感应加热炉是一种将工频50HZ交流电:整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中、高频电流，供给由电容和感应线SS里流过的中、高频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流，进I而升温.）2、电磁法工业应用电磁加热广泛应用于机械

2、加热、木材、建筑、食品、医疗、化工等行业，如塑料注射机、挤出机、吹膜机、拉丝机、塑料薄膜、管材、线材、表面热处理，包装的封口、焊接、锅炉，机械零件的淬火、淬火后的回火、退火和正火等，可以替代电阻加热以及燃料明火.电磁加热技术的应用，不仅有利于产品品质、生产效率的提升，达到节能降耗、降低成本的目的，也提升了设备制造企业的技术水平.电磁法电石生产新工艺3、混合球团耦合电磁加热法生成电石的技术研发(1)、技术来源北京化工大学刘振宇教授团队，多年来一直致力于电石新技术的探索和研发，在氧热法和电磁法电石制备技术方面都有一定的进展。在电磁法研究上发现，兰炭粉与生石灰粉的混合球团在感应线圈中，在交变的磁场下

3、，球团自身产生涡流而升温，并且可以达到电石反应生成的温度.通过这一现象，为电磁法应用于电石生产技术研发提供了可行性.为了加快技术突破和转化，2023年与柏尊投资集团成立联合实验室，利用各自的技术优势，共同进行电石生产新技术的研发.(2)、实验情况将煤粉与生石灰粉按电石生成需要的比例进行配料，然后混合均匀压制成型，成型后的球团进行预处理(热解)，把预处理后的混合球团升温到IoO(TC后，放置在电磁加热炉的感应线圈中，升温到1500以上时，会生成电石，到达1700。C时，整个球团电石生成反应完成，此时的电石仍为球团固态状.氧热法氧热法电石是利用煤制气过程的高温实现碳和钙结合生产碳化钙.工艺特点是产

4、气量大，主产品是Co为主的炉气，副产低发气量电石等固态产品.原料是发（无烟煤、焦炭或兰炭）、钙（石灰石或生石灰）、氧气.目前研究单位是北京化工大学刘振宇教授团队、峰峰集团发展规划部高级工程师岳书才，电石行业未开展产业化应用.、热解球团新工艺电石生产新工艺和传统电石生产工艺对比传统工艺和新工艺生产电石均采用电热法生产工艺.传统工艺是生石灰（粒度Io-IOOmm）和炭材（粒度5-4Omm焦炭、兰炭等）依靠电石炉电弧和电阻热，在18002100高温下反应而生成碳化钙（CaC2）,同时副产电石炉气（主要成分Co）.新工艺是将一定配比的生石灰粉和煤粉混合成型，经热解后输送进入电石炉内，依靠电石炉电弧和电

5、阻热，在1800C2100C高温下反应而生成碳化钙（CaC2）,同时副产电石炉气（主兽成分CO）.碳化钙的生成化学反应式如下：CaO+3C高温状态ACaCz+CO、新工艺耦合了制粉成型、热解和热装热送工艺提高了原料利用，解氐了能耗。（一）原料利用方面新工艺与传统工艺相比，每生产1吨标准电石，节省的实物数量折标煤见下表:名称单位原煤，兰炭枷生石灰“电极枷小计”实物量.吨.0.0.088“0.102“0.005“标煤a吨.0.0940.094“0.014“0.004“0.207，（二）能量利用方面新工艺与传统工艺相比，每生产1吨标准电石，节省数量及折标煤见下表:名称电力热能小计单位kWhMJ数11

6、421010.64折出（t）0.01750.03450.054热解球团新工艺（）综合节能减排从原料和节能两方面采用新工艺与传统工艺相比，每生产1吨标准电石可节约标煤和二氧化碳减排情况见下表：项目原料能量小计节约标煤（吨）0.2070.0520.259二氧化碳减排（吨）0.5160.1300.646二氧化碳按标煤2.493折算。球团热解的意义：提取挥发分固定破灰分辉发分球团冷JM400N,热解后强度600N（-）内蒙古港原化工有限公司万吨级电石用料热解球团中试项目目前安装调试完毕，即将试生产,（二）陕西新元节能有限公司年产20万吨电石资源综合利用填平补齐技改项目采用节能型电石新工艺目前项目正在建

7、设中电石出炉显热回收技术每生产一吨标准电石需要耗电约3200KWh,电石由液态转变固态过程中会释放大量的热量（约IOOkg标准煤/吨电石）。高效保温材料数K)适用温度（P）87654321098765432Io-IiiiiiiiiooooooooOoCi电石行业目前有两家企业的3台装置在使用热盾材料，对比应用前后的应用情况，单位产品电炉电耗降低约50kwh吨电石，折标煤约6kg吨电石，目前全行业应用的产能占比约0.3%,技术持有单位是株洲天智科技有限责任公司矿热炉尾气化学合成法制甲醇技术先迸性矿热炉炉气（例如：电石炉气、硅铳尾气等）制甲醇工艺比国内现有成熟的其他原料制甲醇相比工艺简单。天然气和

8、焦炉尾气需要增加转换工段（比变换工艺操作复杂，投资大），煤制甲醇需要气化（造气）工段（操作比较复杂，技术要求，投资比例大）.经过在变换前端增加尾气预处理和优化净化及精憎系统，确保产品（工业级）各项指标达到优等品。矿热炉尾气化学合成法制甲醇CO2减排效果显著：内蒙古鄂尔多斯集团采用硅铳尾气和电石炉气制甲醇，年生产10万吨甲醇,年节约标煤3.0万吨，同时减排2约35.75万吨。如果尾气回收用作燃料燃烧，尾气中的Co全部转化为CO2随烟气徘入大气，并不能实际减少CO2的排放总量。通过硅铳尾气制甲醇，原本转化为C02的CO与“反应生成甲醇，有效降低了82的排放量。依据硅铳尾气组成估算，尾气中CO含碳量

9、为16313kgh,尾气中82含碳量为2700kgh,尾气中含C总量为19013kgh,按年运行800Oh计篝，甲醇工厂运行前CO2排放量约55.8万吨。采用尾气制甲醇工艺后，尾气制甲醇生产过程中未添加其他含碳材料，制成的甲醇中所含的碳全部来自于尾气，因此，部分被甲醇固定下来的碳，即为减排的量。10万吨甲醇含C量为3.75万吨，年CO2减排量约13.75万电此外，食品级CO江厂可减排CO222万吨/年。实施项目可年减排CO?35.75万吨。同时根据硅镒炉尾气制甲醇工艺测算，生产一吨甲醇综合耗能0.4795吨标煤，而燃料甲醵折标煤系数为0.7751,因尾气直接燃烧排放，未利用其热值，而硅铳尾气制

10、甲醇部分能量转移至甲醇中，据此计算：年节能约3.0万吨标煤。矿热炉尾气化学合成法制甲醇作为国内首套以硅镒炉尾气和电石炉气制甲醇的装置，项目采用的设计单位为赛鼎工程有限公司，项目采用了一系列先进、成熟、有工业化业绩的专利、专有技术和设备，以确保建成的装置能够达到国内先进水平，技术风险较低，能确保装置的长周期安全稳定运行。本项目采用的主要专利技术详见下表：序号专利/专有技术单位名称专利号1等温无侬换技术与等温变换炉湖南安淳高新技术有限公司Z1200910227101.12低压等温甲醵合成技术与合成塔湖南安淳高新技术有限公司Z1200910227101.13PSA二段法脱碳成都天立化工科技有限公司Z

11、1200410046598.44精饰导向梯形浮阀塔盘天津大学专利申请号：00204491.95甲酣分离器集成膜专利技术西安超滤环保科技股份有限公司Z1200420041698.3Z1200420086161.96精脱硫催化剂大连凯特利催化工程技术有限公司Z1200710159114.07脱氧剂大连凯特利催化工程技术有限公司专利申请号：98113785.78火炬传输器山西亚乐士环保技术股份有限公司Z12006112778.X矿热炉尾气化学合成法制二甲醛茂县鑫新能源有限公司5万吨/年二甲醛节能减排示范项目建成后，全部回收利用茂县新纪元电冶有限公司的电石炉气和四川岷江雪盐化有限公司的氯酸钠尾气，生产

12、清洁能源二甲醛产品，实现了集中区内循环经济发展模式，即资源产品再生资源.每年回收利用氯酸钠尾气1.1亿NrrV对应减排二氧化碳14万吨每年回收利用电石炉尾气。9亿Nm3.回收利用氨气折标煤45万吨”共碍储MIf匕H魏必项目利用新纪元电冶的电石炉尾气，主要成分是CO,含量约80%,而岷江雪盐化厂氯酸钠尾气主要成分是此，含量95%.回用前，新纪元电石炉尾气“点天灯”，岷江雪山尾气也全部放空。既污染环境，乂浪费资源。在利用电石炉和氯酸钠尾气生产甲醇和二甲健的过程中，会产生一些可燃废气，其中合成驰放气含氏量在35%,回到变压吸附提氢，乳气作用产品气重新利用，提氢后的废气再回到锅炉燃烧生产蒸汽。同时，其

13、余工序如变温吸附的变压吸附的解吸气，精饱工序的不凝气也回到锅炉燃烧生产蒸汽，生产的海压蒸汽再去供二甲能生产使用。电石炉气生物发酵法制乙醇工艺 自然界细菌，生物发酵路线，一氧化碳转化率为90%;乙醇选择性为98%,适合富一氧化碳（电石炉气等工业尾气）的合成气，Co和H2的适用浓度范围CO:3070%,H2:1050%,CO:H2=6:12:1 每生产100吨乙醇产品产生20吨生物质废料，生物质废料含80%蛋白质。 每吨电石产生400NM3的尾气,20万吨/年电石产生约10,000NM3H的尾气，约可以生产2万吨/年乙醇，全行业尾气可产280万吨/年乙醇。电石炉气热管余热回收技术二级过淀器二级过混

14、器Y=y一级过滤器沉降雄级余热密闭电石炉运行过程产生的5001000C高温炉气，进入一级余热锅炉换热、除尘后，进入二级余热锅炉在进行换热、除尘.在通过一级沉降罐进行沉降大颗粒净化灰，在进入4个过滤器进行布袋过滤。产生干净烟气输送到气柜供气烧窑进行使用。电石炉气热管余热回收技术鄂尔多斯君正化工有限公司的6台电石炉在使用电石炉气净化余热回收装置，全行业产能占比15%,每吨电石可回收08Mpa的蒸汽约140kg,折合标准煤约14.5kg吨电石，回收的蒸汽并入临近化工装置蒸汽管网，技术持有单位是天津华能能源设备有限公司。电石净化灰回收利用技术电石炉净化灰内含有一定比例兰炭或焦炭粉末（热值大约在IoOo1400大卡），生产过程一吨电石大约产生IoOkg净化灰，按热值计算相当于1014kg标准煤.一个年产40万吨的电石企业，通过回收电石炉炉气净化灰，每年可以节约近6000吨标准煤。电石炉低压无功补偿技术原理：一般在系统中所说的无功负载大部分是感性无功负载，把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，当感性无功负载吸收能量时，容性负载释放能量，而感性负载释放能量时，容性负荷却在吸收能量，能量在容性负载和感性负载之间交换，这样容性负载所吸收的无功功率可以从容性负荷装置输出的无功功率中得到补偿，无功功率就地平衡掉，以降低线路损失，提高带载能力，降低电压损失及缓解发电