“以盡可能少的資源消耗,，盡可能小的環(huán)境代價(jià)，取得最大的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出,，最少的廢物排放”為核心的循環(huán)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的主流,，并將對(duì)中國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。電石渣是電石制取乙炔過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物,，利用電石渣生產(chǎn)水泥是電石渣資源化利用最成熟,、最經(jīng)濟(jì)的處理方法，既可節(jié)約水泥生產(chǎn)所用的天然石灰石資源,，降低水泥成本,，又可減少二氧化碳排放和廢物堆存造成的污染，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,、社會(huì)效益和環(huán)境效益,，符合發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。越來(lái)越多的PVC生產(chǎn)企業(yè)下游采用新型干法電石渣制水泥技術(shù),利用聚氯乙烯生產(chǎn)中干法乙炔工序排出的電石渣用做生產(chǎn)水泥的主要鈣質(zhì)原料,，生產(chǎn)出完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)量水泥,，。但由于電石渣中可能殘存電石顆?；蛞胰矚怏w,，對(duì)后續(xù)水泥生產(chǎn)的安全性提出了更高的技術(shù)要求。

1  工藝概況：濕磨干燒和新型干法水泥生產(chǎn)工藝路線(xiàn)

　　目前國(guó)內(nèi)電石渣生產(chǎn)水泥的工藝大多采用濕磨干燒的生產(chǎn)工藝,。濕電石渣作為生產(chǎn)水泥的一種主要原料儲(chǔ)存在電石渣漿庫(kù)內(nèi),，與按一定成份配比的黑生料通過(guò)濕法磨磨出合格的水分為43%左右的生料漿，兩者通過(guò)體積配庫(kù),，配制成合格的生料后,，用泵送至壓濾機(jī)壓濾出含水為30%-35%左右的料餅，再將料餅送入烘干破碎機(jī),，烘干后水分小于1.5%的生料入窯煅燒,。濕磨干燒的工藝熟料熱耗高，需要大量的淡水資源,，水資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重,，但過(guò)量的水與電石發(fā)生反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)比較完全,，電石渣中乙炔殘留比較少,，對(duì)后續(xù)電石渣處理環(huán)節(jié)的防爆安全要求較低,。

我公司新型干法水泥生產(chǎn)工藝是將干法乙炔產(chǎn)生的含水3-10%干電石渣,，通過(guò)管帶機(jī)送到電石渣儲(chǔ)存庫(kù)或干混電石渣鋼倉(cāng)中備用，風(fēng)積砂,、鐵渣或銅渣,、粉煤灰,、電石收塵灰等工業(yè)廢渣按一定的配比進(jìn)烘干中卸磨粉磨至一定細(xì)度的物料，出磨物料與計(jì)量后的備用電石渣共同進(jìn)入窯尾干燥管中烘干,，混合為水分<1%的合格生料送至生料均化庫(kù),，均化后的生料通過(guò)提升機(jī)進(jìn)入窯外分解爐入窯進(jìn)行煅燒成熟料。電石渣在輸送與配料的過(guò)程中,，由于其中含有部分殘留電石渣,，而干排電石渣中也含有3-10%的水分，殘留電石會(huì)隨著輸送儲(chǔ)存的過(guò)程與水發(fā)生反應(yīng),，在密閉空間里會(huì)造成乙炔富集,，其濃度不斷升高。

2  存在的安全問(wèn)題及事故案例

   與傳統(tǒng)的濕法乙炔生產(chǎn)工藝不同,，干法乙炔工藝是將水以霧態(tài)噴在3-6毫米電石顆粒上使之水解,，反應(yīng)熱由水汽化帶走，經(jīng)由洗滌塔進(jìn)行水洗降溫除塵,。這種生產(chǎn)方法具有低成本,、污染小的優(yōu)越性，其廢棄物電石渣為含水量3%～10%干粉末,，作為新型干法水泥熟料生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)原料,。如果乙炔生產(chǎn)裝置出現(xiàn)生產(chǎn)故障時(shí)，很容易使原料電石渣中含有乙炔氣體,，特別是干法乙炔生產(chǎn)的含水4%以下的干電石渣,，乙炔氣更易溶在其內(nèi)。同時(shí),，可能會(huì)存在未參與反應(yīng)電石顆?；烊腚娛＝陙?lái)在全國(guó)范圍內(nèi)新型干法電石渣水泥生產(chǎn)線(xiàn)的試生產(chǎn)和投產(chǎn)過(guò)程中,，發(fā)生過(guò)因乙炔氣體富集超標(biāo)而引起閃爆或火災(zāi)事故屢見(jiàn)不鮮,，造成人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)社會(huì)產(chǎn)生重大安全影響,。

案例1：2008年1月,，我公司120萬(wàn)噸干法乙炔法PVC項(xiàng)目配套電石渣水泥一期項(xiàng)目試生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，電石渣入庫(kù)NE板鏈?zhǔn)教嵘龣C(jī),，在輸送電石渣的過(guò)程中時(shí),，發(fā)生一起乙炔氣爆炸事故，造成提升機(jī)機(jī)身部分解體,，殼體飛離原安裝現(xiàn)場(chǎng)20-30米,，殼體大多裂成碎片，爆炸威力巨大，部分原本長(zhǎng)方形殼體,，直接擴(kuò)張成圓形,，所幸沒(méi)有人員造成傷亡。

事故直接原因：我公司首期干法乙炔生產(chǎn)聚氯乙烯,，是全國(guó)首條干法乙炔制備生產(chǎn)線(xiàn),，在干法乙炔發(fā)生領(lǐng)域，處于試驗(yàn)摸索階段,，對(duì)生產(chǎn)安全的控制上,，認(rèn)識(shí)不夠深刻，大顆粒的電石沒(méi)有反應(yīng)完全,，在輸送的過(guò)程中逐步反應(yīng),，并富集于入電石渣庫(kù)的提升機(jī)殼體內(nèi)，達(dá)到爆炸極限,。提升機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中鏈條和鏈輪摩擦火花引燃,、引爆乙炔與空氣形成的爆炸性混合氣體，是導(dǎo)致乙炔氣體發(fā)生這次爆炸事故的主要原因,。

吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：1,、嚴(yán)格控制乙炔發(fā)生的用水量，保證乙炔發(fā)生器的出口電石完全反應(yīng),。2,、嚴(yán)格控制電石的粒度大小，防止大顆粒電石混入乙炔發(fā)生器,，造成生電石混入電石渣,，造成安全隱患。3,、設(shè)備必須采用防爆電機(jī),，防止因電極打火等原因造成爆炸點(diǎn)火源。

案例2：2009年10月我公司二期新型干法水泥3000t/d電石渣水泥生產(chǎn)線(xiàn),，試產(chǎn)初期,，在電石渣干燥與分離系統(tǒng)的硅鐵倉(cāng)發(fā)生閃爆事故，在投料試產(chǎn)期間完善系統(tǒng)的過(guò)程中,，生產(chǎn)車(chē)間準(zhǔn)備在裝有防爆系統(tǒng)的硅鐵倉(cāng)上面安裝排氣通風(fēng)口,，在割槍開(kāi)口動(dòng)火的瞬間，發(fā)生爆燃,，雖然沒(méi)有造成破壞,，但巨大的聲浪，給我們極大的警惕,，事故最終認(rèn)定直接原因是：硅鐵倉(cāng)中的硅鐵中含有部分未反應(yīng)完全的電石顆粒,，雖然硅鐵倉(cāng)是排空的,，但生電石反應(yīng)后生成的乙炔氣體殘留在倉(cāng)內(nèi)，乙炔氣體與空氣混合達(dá)到燃爆臨界點(diǎn),，遇到明火，發(fā)生爆燃,。

吸取的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：1,、試投產(chǎn)期間，在危險(xiǎn)因素辨識(shí)上存在經(jīng)驗(yàn)上的不足,，沒(méi)有意識(shí)到電石渣干燥與分離系統(tǒng)會(huì)含有未反應(yīng)完全的電石顆粒,，發(fā)氣后在倉(cāng)內(nèi)持續(xù)富集。2,、現(xiàn)場(chǎng)管理及安裝人員無(wú)安全意識(shí),，未按照我公司安全規(guī)程操作，進(jìn)行動(dòng)火審批,。未進(jìn)行乙炔濃度現(xiàn)場(chǎng)取樣分析,。3、硅鐵倉(cāng)中殘留電石渣顆粒,，未對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性的管理,，做好防雨及定期排空硅鐵倉(cāng)等措施。

3  乙炔易燃易爆特性分析

電石與水反應(yīng)生成乙炔,，乙炔在常溫下是氣態(tài),，純乙炔為無(wú)色無(wú)味的易燃、有毒氣體,。工業(yè)生產(chǎn)的乙炔含有磷,、硫等雜質(zhì)，乙炔因混有硫化氫H2S,、磷化氫PH3,、砷化氫，帶有刺激性臭味,，性質(zhì)活潑,，熔點(diǎn)（118.656kPa）-80.8℃，沸點(diǎn)-84℃,，相對(duì)密度0.6208(-82/4℃),，閃點(diǎn)（開(kāi)杯）-17.78℃，自燃點(diǎn)305℃,，乙炔氣與空氣混合,，可形成易燃易爆氣體，一旦遇上火源,、靜電,、局部高溫,、摩擦等就會(huì)發(fā)生爆炸，在空氣中爆炸極限為2.3%-72.3%（vol）,。以電石渣為原料的干法水泥生產(chǎn)工藝中主要存在易燃易爆物質(zhì)乙炔氣體,，如果乙炔濃度超標(biāo)，一旦遇到火源,，即可發(fā)生火災(zāi)爆炸事故,。乙炔還可以和銅、銀發(fā)生反應(yīng)生成不穩(wěn)定具有爆炸性的乙炔銅,、乙炔銀,，在與重金屬礦渣一起配料時(shí)，注意不得混合密閉存放,，混合粉磨后需要采取相應(yīng)的技術(shù)安全措施,。

4干法電石渣制水泥安全防爆技術(shù)措施

4.1加強(qiáng)乙炔源頭控制

4.1.1入乙炔發(fā)生器電石粒度的控制

嚴(yán)格控制電石渣的破碎粒度，采用適宜的篩分裝置和工藝,，必要時(shí)采用多次篩分,，防止大顆粒電石混入，杜絕大顆粒電石進(jìn)入乙炔發(fā)生器,，保證電石在發(fā)生器內(nèi)的完全反應(yīng),。我公司電石破碎粒度控制在5mm以下，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),，嚴(yán)格控制篩分過(guò)程,，防止大顆粒電石混入乙炔發(fā)生器。

4.1.2入乙炔發(fā)生器用水量控制

根據(jù)電石的品位,，雜質(zhì)和CaC2含量,，通過(guò)長(zhǎng)久試驗(yàn)，確定并實(shí)際合理控制乙炔發(fā)生器中的加水量,，在保證出乙炔發(fā)生器電石渣的水分不超過(guò)規(guī)定值的情況下,，適當(dāng)過(guò)量加入反應(yīng)用水量，確保電石完全反應(yīng),。我公司干排電石渣的水分控制在3-12%,，在此范圍內(nèi)，基于安全考慮,，實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)際水分靠上限控制,。

4.1.3電石渣儲(chǔ)存庫(kù)中乙炔濃度的管控

干排電石渣儲(chǔ)存庫(kù)是乙炔氣體富集的關(guān)鍵場(chǎng)所，在庫(kù)頂要設(shè)置排氣裝置,，定時(shí)不定時(shí)的進(jìn)行排氣,，對(duì)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行及時(shí)通風(fēng)置換，確保將乙炔氣體濃度控制到爆炸下限以下,。保持定時(shí)常態(tài)化監(jiān)測(cè)并重點(diǎn)監(jiān)控,。同時(shí)建立雙向溝通機(jī)制,，發(fā)現(xiàn)氣體濃度超標(biāo)，除了加強(qiáng)通風(fēng)外,，及時(shí)通知前道生產(chǎn)工序,，對(duì)乙炔發(fā)生過(guò)程進(jìn)行檢查，分析問(wèn)題,、解決問(wèn)題要及時(shí)準(zhǔn)確,、徹底，杜絕未反應(yīng)完全的電石顆粒出現(xiàn),。同時(shí),，當(dāng)乙炔生產(chǎn)不穩(wěn)定時(shí),，及時(shí)通知水泥生產(chǎn)系統(tǒng),，做好應(yīng)急處理預(yù)案。

4.2使用防爆裝置

電石渣儲(chǔ)運(yùn)相關(guān)的電機(jī),、排風(fēng)扇,、電源箱、操作柱,、電動(dòng)葫蘆,、收塵器等電氣設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)就采用防爆等級(jí)符合安全規(guī)范要求的裝置。不得隨意在電石渣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備區(qū)域內(nèi)使用如手槍電鉆,、磨光機(jī)等易產(chǎn)生電火花的工具,、電器,使用的低壓型燈也應(yīng)選用防爆型。相關(guān)設(shè)備采取接地,、防靜電和防雷措施,。重點(diǎn)防爆崗位的入口設(shè)置人體除靜電裝置，崗位操作人員應(yīng)穿防靜電工作服和工作鞋,。電石渣儲(chǔ)存庫(kù)和提升機(jī)等設(shè)施的最高點(diǎn)裝設(shè)避雷針等避雷裝置,，并獨(dú)立接地。在儲(chǔ)存庫(kù),、鋼倉(cāng),、輸送裝置、除塵裝置等位置,，設(shè)置若干防爆膜,，防止意外事故發(fā)生，損壞設(shè)施及裝置,。崗位操作人員在電石渣庫(kù)清堵通料作業(yè)時(shí)不得使用鐵錘等敲擊鋼鐵倉(cāng)壁,，應(yīng)使用木錘或橡膠錘操作。

4.3對(duì)儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)設(shè)備及系統(tǒng)采取密閉措施,，增加充氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置

在電石渣庫(kù),、矽鐵倉(cāng)等場(chǎng)所密閉管理,，防止因雨雪漏入而造成殘余電石顆粒的分解，使空間的乙炔濃度迅速升高,，給生產(chǎn)安全控制帶來(lái)困難,。干電石渣宜采用密閉輸送，如采用埋刮板輸送機(jī)或者斗式提升機(jī),、鋼絲膠帶提升機(jī)等,，應(yīng)當(dāng)設(shè)置專(zhuān)用充氮?dú)饣蚨栊詺怏w等保護(hù)氣體的設(shè)施，當(dāng)受限空間內(nèi)的乙炔濃度升高時(shí),，及時(shí)充氣置換,。此外，電石渣輸送設(shè)備需采用備用系統(tǒng),，保證干法乙炔產(chǎn)生的干電石渣能源源不斷的輸送到新型水泥生產(chǎn)裝置用于生產(chǎn),，確保生產(chǎn)運(yùn)行連續(xù)性。

4.4乙炔濃度在線(xiàn)監(jiān)測(cè)

從干法乙炔制備裝置到新型干法水泥的電石渣輸送線(xiàn)路上,，設(shè)置多個(gè)乙炔濃度采集點(diǎn),，特別是電石渣庫(kù)和硅鐵倉(cāng)等重點(diǎn)部位，加強(qiáng)采集頻率,，安裝在線(xiàn)乙炔檢測(cè)分析儀及在線(xiàn)氧氣分析儀,，實(shí)施不間斷時(shí)時(shí)分析，分析數(shù)據(jù)傳輸至DCS控制室,，設(shè)置預(yù)警限值和報(bào)警界面,，進(jìn)行全程在線(xiàn)監(jiān)控。一般將報(bào)警濃度定為氣體爆炸下限的25%,。

4.5動(dòng)火審批制度

傳統(tǒng)水泥的生產(chǎn)裝置及設(shè)施除煤粉制備系統(tǒng)均為非防爆場(chǎng)所,，而新型干法電石渣生產(chǎn)水泥系統(tǒng)，防爆要求等級(jí)大大提高,。對(duì)生產(chǎn)廠區(qū)實(shí)行全員,、全區(qū)域防火防爆，禁止煙火,。所有動(dòng)火作業(yè)必須進(jìn)行分級(jí)管理,，逐級(jí)審批，對(duì)電石渣輸送設(shè)備,、儲(chǔ)存庫(kù),、倉(cāng)、罐等場(chǎng)所維修動(dòng)火,，氧,、電焊作業(yè)實(shí)行最高等級(jí)動(dòng)火管理制度，并且采取相應(yīng)的應(yīng)急措施,。動(dòng)火作業(yè)申請(qǐng)審批完畢后,，先進(jìn)行乙炔濃度檢測(cè),，分析結(jié)果合格后，方能進(jìn)行動(dòng)火作業(yè),。

4.6作業(yè)場(chǎng)所的動(dòng)火控制

電石渣貯運(yùn)場(chǎng)所維修,、檢修作業(yè)時(shí)，需簽動(dòng)火審批表,，其中必須要寫(xiě)明動(dòng)火原因及具體的動(dòng)火位置,，及應(yīng)急措施，動(dòng)火指標(biāo)要求乙炔濃度小于0.25%,，但現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)火作業(yè)要求乙炔氣體取樣分析濃度為0,，方可進(jìn)行動(dòng)火作業(yè)，防止因乙炔爆炸,，損毀生產(chǎn)裝置,、建筑物，甚至造成人身傷害,。

4.7干電石渣的除矽鐵裝置及系統(tǒng)重點(diǎn)防范

電石渣中含有3-5%的顆粒狀硅鐵,，硅鐵易磨性差,，難磨難燒,，但具有更高的附加值，多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)對(duì)其進(jìn)行分離,，其中離心或重力等分離方法分離出來(lái)的硅鐵中會(huì)有未反應(yīng)完全的電石顆粒,，在潮濕或遇水環(huán)境繼續(xù)發(fā)氣，應(yīng)對(duì)儲(chǔ)存?zhèn)}定期排放灰渣,，不宜長(zhǎng)時(shí)間存放,，倉(cāng)內(nèi)應(yīng)充氮?dú)獗Ｗo(hù)。對(duì)排出的含有電石渣顆粒的灰渣需單獨(dú)堆放管理,，防止乙炔氣體富集,，發(fā)生爆炸事故。

4.8電石渣與多種重金屬混合使用管理

含有生電石的電石渣嚴(yán)禁和與乙炔發(fā)生反應(yīng)的重金屬混合使用,，因?yàn)橐胰材芘c多種金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng),，在一定條件下生成較危險(xiǎn)的金屬炔化物，如乙炔銅,、乙炔銀或乙炔汞等受到撞擊,、劇烈摩擦或在外界加溫都可導(dǎo)致強(qiáng)烈的分解、爆炸,。在水泥生產(chǎn)中與乙炔氣體接觸的設(shè)備,、管道、管件,、閥門(mén),、儀表等應(yīng)采用鋼材,、鑄鐵或鑄鋼等常用材料，嚴(yán)禁使用銅,、銀(包括銅焊,、銀焊)、汞等材質(zhì)的裝置,。

結(jié)束語(yǔ)

利用氯堿化工產(chǎn)生的工業(yè)廢渣電石渣生產(chǎn)水泥,，是電石渣的資源化利用的一種規(guī)模方式，與傳統(tǒng)石灰石制水泥在工藝方式有安全本質(zhì)上的差別,。以上提出干法電石渣制水泥防火防爆安全技術(shù)措施,，只要把安全技術(shù)措施落實(shí)到生產(chǎn)過(guò)程中，特別是不可忽視多種廢渣共用時(shí)的安全管理,，就可大大地提高干法電石渣制水泥系統(tǒng)的安全性,，有效地防止事故的發(fā)生。可實(shí)現(xiàn)變廢為寶,，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與環(huán)境,，環(huán)境與資源的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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