密闭式电石炉节能技术推广

实施方案

工业和信息化部
前   言

近年来，随着国际油价的不断攀升和石油深加工产品成本的持续上涨，电石法聚氯乙烯和其他电石下游产业有了较大的发展，电石产能迅速增长，2010年我国电石产能约2200万吨/年，成为世界上电石产量和消费量最大的国家。与此同时，电石在生产过程中要消耗大量的电和煤炭，并向环境中排放大量废气、粉尘等污染物。随着我国社会经济的发展，能源供应日趋紧张，环保要求愈加严格。无论从外部经济运行方面,还是从行业可持续发展方面考虑, 电石行业都迫切需要加强节能减排工作，积极采用先进、节能、环保的技术和装备，提升自身能源利用水平，减少废弃物排放量，走一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的发展道路。

目前，我国电石行业主要生产装置是电石炉，分为内燃式电石炉和密闭式电石炉两类。内燃式电石炉与密闭式电石炉相比，单位产品能耗较高，废弃物排放量较大。“十一五”期间，我国具有自主知识产权的密闭式电石炉生产技术已经成熟，并且有了一定规模的应用。全面开展内燃式电石炉改造密闭式电石炉的时机已经成熟。本实施方案计划用5年时间（2011—2015年），将约500万吨/年的大中型内燃式电石炉改造为密闭式电石炉，预期可形成100万吨标准煤/年的节能能力，提升企业技术装备水平，减少废弃物排放量，促进行业平稳和可持续发展。

目   录

一、技术发展及应用现状…………………………………（1）

（一）电石炉技术概况………………………………（1）

（二）应用现状………………………………………（2）

（三）存在的问题……………………………………（3）

二、指导思想、原则和目标………………………………（3）

（一）指导思想………………………………………（3）

（二）基本原则………………………………………（4）

（三）建设目标………………………………………（5）

三、主要内容………………………………………………（5）

（一）范围和条件……………………………………（5）

（二）建设内容………………………………………（5）

（三）实施进度………………………………………（7）

（四）项目投资估算…………………………………（7）

四、组织实施………………………………………………（7）

五、配套措施………………………………………………（7）

    一、技术发展及应用现状

（一）电石炉技术概况

电石生产过程的主要设备是电石炉，其种类主要有开放式电石炉、内燃式电石炉和密闭式电石炉。其中，开放式电石炉能耗高、污染重，“十一五”期间已经被强制淘汰。

内燃式电石炉也称为半密闭式电石炉，在开放式电石炉的基础上，在炉面增加了吸烟气罩、排烟气管道、烟囱及其烟气净化处理系统。炉罩的结构形式、冷却方式接近密闭式电石炉，区别是在炉罩周围按要求开设了进气孔补充空气，使电石反应生成的一氧化碳气体在炉面上燃烧，烟气经吸烟气罩至烟囱排出。由于有大量的炉面空气补入，炉气量较大，烟气处理装置的投资及运行费用较高。电石炉运行过程中，高温炉气裹夹着烟尘逸出吸烟罩，造成炉面劳动、安全条件较为恶劣，热能和炉气损失大。

密闭式电石炉通过加装炉盖，使电石炉密闭起来，隔绝了外部空气，将电石生产过程产生的一氧化碳气体用抽气设备抽出利用。同时炉盖上装有自动加料管。密闭式电石炉还配套有电极控制系统、炉气净化、气烧石灰窑等装置。与前两种炉型相比，密闭式电石炉由于炉面上无燃烧火焰，碳材燃烧损失和热能损失小，同时电石炉气经净化处理后可作为气烧石灰窑的燃料或作为有机合成原料，做到资源充分利用；电石炉周围没有火焰和粉尘，炉面设备温度较低，改善了劳动、安全操作条件；炉料通过自动加料管加料，压放电极等操作采用自动化控制，机械化程度高，设备运行更为安全可靠。

（二）国内电石炉技术的应用现状

我国现存的内燃式电石炉分为两类，一是由开放式电石炉改造而成的装置，二是完全新建装置。前者受原有土建结构和工艺的限制，很多装置仅仅增加了炉盖、简单的加料系统和除尘器。这种改造的装置比较简易，无自动化控制设备，炉气余热也未利用，生产操作仍以经验成份居多。后者则参照成熟的内燃式电石炉设计标准进行建设，在工艺装置设置、自动化程度、环保设施、操作环境上均有较大提高。

密闭式电石炉是世界电石行业装备的主流。国内最初建设的密闭式电石炉于90年代从国外引进，近年来，在引进技术和设备消化吸收的基础上，密闭式电石炉的关键装备和成套设备也已经完全实现国产化，国内密闭式电石炉的各项指标，如能耗、物耗、污染物排放等，已经达到世界先进水平，且随着《电石行业准入条件》（2007年修订）的颁布实施以及行业技术进步和节能减排压力增大，不少企业已经将内燃式电石炉改造为密闭式电石炉，取得了很好的节能减排效果，密闭式电石炉在行业的比例也不断提高，接近40%。例如，陕西省某企业对原有的16500 KVA内燃式电石炉进行了技术改造，年回收含量为70%—85%一氧化碳气体1440万立方米，节约原煤2.4万吨，节电300—450万千瓦时。

（三）存在的问题

一是电石企业大多数为中小型企业，资金周转困难、技术力量薄弱，而密闭式电石炉相比内燃式电石炉，涉及尾气回收、净化和综合利用，其技术难度大，投入成本高，在一定程度上影响了密闭式电石炉技术的推广。

二是部分电石生产企业关注生产经营多，对电石炉实施密闭式节能环保技术改造重视不够，一些装备水平相对落后的设备仍在使用。

三是部分企业专业技术人员匮乏。密闭电石炉和内燃式电石炉的生产操作和管理存在较大的差异性，前者对技术人员和生产管理人员的技术水平和综合素质要求较高，不少电石企业专业技术人员数量和水平在保证密闭式电石炉正常运行方面还有一定的差距。

二、指导思想、原则和目标

（一）指导思想

坚持以科学发展观为指导，认真贯彻落实资源节约和环境保护基本国策，按照《“十二五”节能减排综合性工作方案》（国发[2011]26号）和《工业转型升级规划（2011－2015年）》（国发[2011]47号）、《工业节能“十二五”规划》（工信部规[2012]3号）、《石化和化学工业“十二五”发展规划》（工信部规[2011]583号）有关要求，以提高能源资源利用效率为核心，以企业为实施主体，促进内燃式电石炉改造为密闭式电石炉，不断增强企业市场竞争能力，促进电石行业可持续发展。

（二）基本原则

1.坚持技术推广与产业政策相结合。严格贯彻国家相关产业政策，特别是《电石行业准入条件》和《电石生产企业公告管理暂行办法》，支持进入行业准入公告的企业进行密闭式改造，提升装置的自动化和安全水平，提高装置的能源利用率，改善环境。

2.坚持企业主体原则。企业是节能降耗的责任主体、实施主体和受益主体，要通过加强政策导向和技术引导，发挥市场配置资源的基础性作用，调动企业自主实施内燃式电石炉改造为密闭式电石炉技术示范的积极性。

3.坚持高起点原则。根据电石行业现有技术现状，改造成的密闭式电石炉需按照行业中先进成熟的技术要求进行建设，促进电石行业技术和装备水平的整体提高。

4.坚持整体推进与分年度实施相结合。方案的实施坚持统筹安排、整体推进，结合资金安排、市场环境及内燃式电石炉数量和产能，分年度、分步骤组织实施，确保内燃式电石炉改造为密闭式电石炉工作稳妥有序推进。

5.坚持省级区域内等量或减量置换原则。方案实施要严格控制产能总量，要以各省（区、市）内现有内燃式电石炉产能为基础，统筹安排改造或搬迁项目，改造后的电石产能应不超过现有产能。

（三）建设目标

在5年（2011—2015年）内，面向条件成熟的装备有内燃式电石炉企业进行技术改造，将约500万吨/年产能的大中型内燃式电石炉（单台炉变压器容量≥16500KVA）改造为密闭式电石炉，改造后的吨电石综合能耗≤1.10吨标准煤，预期形成年节约100万吨标准煤的节能能力，提升我国电石行业技术装备水平，促进电石行业节能减排工作的深入开展。

三、主要内容

（一）范围和条件

改造的电石企业应已通过电石生产企业公告，企业具备一定的资金和技术实力，能够满足密闭式电石炉生产和管理的要求。

（二）建设内容

内燃式电石炉的改造主要建设原料处理装置、自动配料系统、电炉系统、自动控制系统，并配套建设相关的炉气利用装置、粉料回用装置和环保安全系统等。具体包括：

1.原料处理装置。根据碳材的物理特性选择合适的烘干窑，经烘干处理的碳材水分含量降至1%以下。对入炉的原料进行处理，使碳材和石灰粒径符合入炉要求。

2.自动配料系统。采用自动化控制系统对入炉石灰和碳材的配比实行自动配料，提高配比的精确度。

3.密闭式电石炉及附属设备。严格按照密闭式电石炉相关技术标准，建设密闭式电石炉本体，包括炉体、炉盖、变压器和短网、电极、出炉系统、炉气净化系统等。

4.炉气利用系统。建设炉气利用系统，充分利用炉气的显热和潜热，如气烧石灰窑、碳材烘干、化学品生产等。

5.粉料回用装置。建设粉料回用装置，对碳材和石灰处理过程中产生大量粉末进行回收利用。

6.自动控制系统。建设完整的自动化控制系统，综合生产信息化管理平台，实现生产装置管控一体化，如原料干燥-电石炉-炉气净化系统的集中控制，电极升降自动控制、炉压自动控制等。

7.无功补偿装置。建设无功补偿装置，补偿后的功率因数不仅要满足供电部门和生产的要求，还应达到节能降耗、提高产量的目的。

8.环保系统。建设完整的符合标准的环保系统，实现对物料转运、生产操作过程中产生的无组织排放、干燥窑尾气、石灰窑尾气、炉气净化后的粉尘等进行收集处理，并避免处理过程造成二次污染。

9.安全系统。建设干燥-电石炉-炉气净化系统-炉气装置的安全联锁系统、制氮及氮气保护系统，保障生产安全。

（三）实施进度

实施期为5年，即2011至2015年。

（四）项目投资估算

计划在“十二五”期间改造约500万吨/年产能的内燃式电石炉，预计总投资为31亿元。

四、组织实施

（一）组织单位

工业和信息化部，各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团工业和信息化主管部门。

（二）实施主体

符合条件的电石企业。

（三）参与单位

中国石油和化学工业联合会，中国电石工业协会，有关设计单位、工程公司及节能技术服务单位等。

五、配套措施

（一）加大对企业节能技术改造的支持力度

积极落实国家已出台的促进企业节能减排的各项财政、税收优惠政策，根据石化和化学工业“十二五”发展规划、电石行业产业政策和准入条件，加大对内燃式炉改造为密闭电石炉的支持力度。

（二）完善多元化的企业节能技术改造投融资机制

发挥各级财政资金的引导和示范作用，以企业投入为主体，吸引和带动社会各方面投资，形成多元化的投融资机制，推动企业开展节能技术改造。同时，鼓励企业开展合同能源管理项目等方式，通过市场渠道筹集节能减排资金。

（三）加强对内燃式电石炉改造为密闭电石炉的监督管理