2003年以來(lái)，在下游聚氯乙烯需求持續增長(cháng)的帶動(dòng)下，我國電石行業(yè)獲得了快速發(fā)展，產(chǎn)能、產(chǎn)量年均增幅超過(guò)15%。但在電石產(chǎn)能產(chǎn)量持續增長(cháng)的同時(shí)，電石爐尾氣的回收利用率卻很低。統計數據顯示，2007年，我國電石產(chǎn)能2000萬(wàn)噸，產(chǎn)量1481.89萬(wàn)噸，同比分別增長(cháng)了17.65%和18.43%。但到2007年底，全國電石爐尾氣利用量只有約15億立方米，僅為年產(chǎn)生量的15.6%。
      電石爐尾氣的主要成分是一氧化碳和氫氣，屬高熱值混合氣體，不僅可以作為燃料，還可作為生產(chǎn)合成氨、甲醇、甲酸鈉等化工產(chǎn)品的原料氣，其回收利用的社會(huì )、環(huán)保、經(jīng)濟及節能減排效益十分可觀(guān)。但眾多企業(yè)為何沒(méi)有回收利用？電石爐尾氣的回收利用到底卡在哪兒？
    由于缺乏成熟可靠的尾氣凈化技術(shù)，我國每年有約810億立方米的電石爐尾氣被放空或燒掉。
    技術(shù)上要過(guò)“復雜關(guān)”
    “大家都知道電石爐尾氣是個(gè)寶。但由于其構成復雜，凈化提純難度大，而國內外目前可供企業(yè)選用的真正成熟、可行且實(shí)現了工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)工藝又很少，這是國內電石爐尾氣回收利用率低的最主要原因，也是電石行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的一個(gè)攔路虎�！敝袊�電石工業(yè)協(xié)會(huì )副秘書(shū)長(cháng)、資深專(zhuān)家戎蘭獅對記者說(shuō)。
      據戎蘭獅介紹，電石爐尾氣的構成十分復雜，主要成分有一氧化碳、氫氣、甲烷等。另外還有硫化物、磷化物、碳化物、鈣鎂氧化物、煤焦油等十幾種成分。而且其出爐溫度較高（400℃-800℃）、氣體壓力小、加壓輸送凈化難度大。如果想進(jìn)一步分離其中的一氧化碳、甲烷、氫氣、煤焦油、硫化物、磷酸鹽等組分，使其變成可生產(chǎn)合成氨和甲醇等化工產(chǎn)品的原料氣，不僅投資大，運行成本高，而且可供選擇的成熟技術(shù)很少。目前業(yè)內比較認可和已經(jīng)使用的方法是：先將電石爐尾氣經(jīng)干法除塵除去大量粉塵，然后通過(guò)濕法噴淋工藝除去其他雜質(zhì)和殘余粉塵。其中，西南化工研究院、青海東盛化工有限公司、天津市碳一有機合成工程設計有限公司等單位，在這方面做了有益的嘗試，并取得了可喜成績(jì)。
      但這一研究成果仍存在兩個(gè)問(wèn)題：一是水洗后的煤焦油與碳化物、鈣鎂氧化物沉淀形成煤泥堵塞管道，每隔一段時(shí)間，企業(yè)就得停車(chē)停產(chǎn)清理管道，影響了裝置的長(cháng)周期連續生產(chǎn)。二是凈化后的電石爐尾氣能否達到合成氨、甲醇等化工產(chǎn)品對合成原料氣純度的要求，目前尚無(wú)工業(yè)化裝置加以驗證。寧夏大地冶金化工有限公司的6萬(wàn)噸/年電石爐尾氣生產(chǎn)合成氨裝置尚未正式建成投產(chǎn)，國內外還無(wú)一例采用電石爐尾氣生產(chǎn)甲醇的工業(yè)化裝置。另外，配套建設合成氨、甲醇裝置，只有達到一定的規模才有效益，而一套規模裝置的一次性投資少則幾千萬(wàn)元，多則上億元，比建設密閉電石爐的成本還大。在沒(méi)有成熟可靠的技術(shù)工藝和產(chǎn)業(yè)化示范裝置的情況下，企業(yè)自然不愿冒這種風(fēng)險。
      化工專(zhuān)家、陜西省石化行業(yè)辦公室副主任胡海峰認為，安全技術(shù)問(wèn)題是困擾電石爐尾氣凈化和資源化利用的又一難題。一方面，由于電石爐爐膛內壓力較小，任何部位發(fā)生故障，都可能影響電石爐尾氣的正常排出，繼而引發(fā)爆炸事故；另一方面，電石爐尾氣中除一氧化碳外，還含有少量的氧氣、甲烷、氫氣。隨著(zhù)有用的一氧化碳被分離抽提，剩余氣體中的氧氣、甲烷、氫氣含量會(huì )越來(lái)越高，極易引發(fā)燃燒或爆炸。
      管理上要過(guò)“精細關(guān)”
      “技術(shù)人才缺乏，管理粗放，不注重技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng )新與研發(fā)，不僅影響了電石行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)的正常生產(chǎn)，對電石爐尾氣的回收利用也極為不利�！敝袊�電石工業(yè)協(xié)會(huì )副會(huì )長(cháng)，青海東勝化工有限公司總經(jīng)理孫萬(wàn)軍坦言，電石企業(yè)如果不注重人才，尤其技術(shù)人才的培養和儲備，不注重日常的基礎管理工作，即便配備了先進(jìn)的設備，采用了最先進(jìn)可靠的尾氣回收技術(shù)，同樣可能無(wú)法對尾氣進(jìn)行有效的回收和利用。
      據了解，按照《電石行業(yè)準入條件（2007年修訂）》的規定，目前電石企業(yè)的裝置水平有了很大提高，但現場(chǎng)管理仍然在原地踏步甚至后退。比如，密閉電石爐的爐壓控制是極其重要的一個(gè)環(huán)節，若爐壓過(guò)大，爐內一氧化碳可能從環(huán)加料系統逸出，導致員工中毒。但若爐壓過(guò)小，甚至嚴重負壓，又會(huì )增加爐膛和爐料的溫度，燒損設備，甚至發(fā)生安全事故。
      “但不少電石企業(yè)要么不懂得這些，要么對入廠(chǎng)原料的質(zhì)量和工藝參數沒(méi)有嚴格控制，導致良好的設備經(jīng)常發(fā)生故障，單位產(chǎn)品能耗居高不下，產(chǎn)品質(zhì)量不穩定，安全事故頻發(fā)。在這種情況下，即便建設了先進(jìn)的尾氣凈化與回收裝置，但由于無(wú)法提供足夠且連續供應的尾氣，后續化工裝置照樣無(wú)法正常生產(chǎn)，甚至可能引發(fā)連環(huán)惡性事故�！敝袊�電石協(xié)會(huì )秘書(shū)長(cháng)孫偉善說(shuō)。
      他還指出，對尾氣凈化和資源化利用系統而言，電石爐就相當于造氣爐。如果電石爐生產(chǎn)不穩定，所產(chǎn)生的尾氣數量、成分、含塵量、溫度都將發(fā)生較大波動(dòng)，會(huì )嚴重影響尾氣凈化與資源化利用裝置的正常運行，甚至會(huì )使觸媒中毒、關(guān)鍵凈化除塵設備損壞。這些還在其次。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，電石企業(yè)今后的產(chǎn)品不僅有電石，還可能有合成氨、甲醇、二甲醚、甲酸鈉、草酸等眾多化工產(chǎn)品，而這些裝置及產(chǎn)品大多具有高溫、高壓、有毒、有害、易燃、易爆等特征。而目前絕大多數電石企業(yè)，甚至是擁有先進(jìn)節能的大型密閉電石爐的企業(yè)，其管理水平和人員素質(zhì)都還停留在開(kāi)放爐時(shí)代。有些企業(yè)至今沒(méi)有操作記錄、參數報表、統計分析數據、設備檢維修手冊等最起碼的技術(shù)資料，日常管理更是“哪兒黑了哪兒歇”。這樣的企業(yè)連單一電石爐都開(kāi)不好，又如何能經(jīng)營(yíng)好以電石爐尾氣為原料建設的化工廠(chǎng)？
      政策上要過(guò)“鼓勵關(guān)”
      “相關(guān)政策缺失或不配套、企業(yè)規模偏小、企業(yè)對回收電石爐尾氣缺乏熱情，是電石爐尾氣利用率低的另一原因�！敝袊�電石工業(yè)協(xié)會(huì )會(huì )長(cháng)、內蒙古白雁湖化工股份有限公司董事長(cháng)張玉對記者說(shuō)。
      張玉指出，自2004年國家對電石、鐵合金、燒堿等高耗能行業(yè)實(shí)行差別電價(jià)政策以來(lái)，一大批不符合國家產(chǎn)業(yè)政策要求的落后電石產(chǎn)能被淘汰。但對于剩下的符合國家產(chǎn)業(yè)政策要求的電石企業(yè)，雖然國家將其劃分為允許類(lèi)和鼓勵類(lèi)，卻并無(wú)政策上的差別和傾斜。尤其對新建大型密閉電石爐或經(jīng)改造而成的大型密閉電石爐，具體怎么“鼓勵”，至今沒(méi)有出臺實(shí)施細則。而一些采用密閉電石爐且對尾氣回收利用的企業(yè)，同樣未獲得電價(jià)、稅收等方面的優(yōu)惠。這一現狀嚴重挫傷了企業(yè)回收利用電石爐尾氣的積極性，遲滯了電石爐尾氣回收利用的進(jìn)程。
      另外，從即將獲得國家發(fā)改委重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)項目資金資助的幾家企業(yè)看，無(wú)一例外全是國有或國有控股企業(yè)。目前項目均處于研發(fā)之中，最終能否結出正果暫且不說(shuō)，即便全部研發(fā)出先進(jìn)、可靠的電石爐尾氣凈化工藝技術(shù)，將來(lái)的普及與推廣也是一大難題。原因是建設一套尾氣回收利用裝置，動(dòng)輒要投資好幾千萬(wàn)元，中小電石企業(yè)無(wú)力承受。而目前國內電石行業(yè)90%以上是中小民營(yíng)企業(yè)。
      張玉因此建議，國家應采取“一拉二推三打”的辦法，推動(dòng)電石爐尾氣的回收和資源化利用�！耙焕�”，就是盡快出臺有利于大型密閉爐建設和電石爐尾氣回收利用的政策，引導電石行業(yè)朝大型化、密閉化、集約化、尾氣回收綜合利用化方向發(fā)展�！岸�推”，就是對“允許類(lèi)”和“鼓勵類(lèi)”企業(yè)區別對待，最直接的辦法就是給予鼓勵類(lèi)企業(yè)一定的電價(jià)優(yōu)惠，尤其對那些尾氣綜合利用的企業(yè)，應給予更多的政策傾斜，讓更多企業(yè)“眼紅”鼓勵類(lèi)企業(yè)，感覺(jué)回收電石爐尾氣有利可圖，促使他們由“允許類(lèi)”轉變?yōu)椤肮膭铑?lèi)”�！叭�打”，就是對“限制類(lèi)”或規模較小的企業(yè)堅決關(guān)停，把更多的市場(chǎng)份額讓給符合國家產(chǎn)業(yè)政策要求的企業(yè)，為守法企業(yè)營(yíng)造良好的生存環(huán)境，推動(dòng)電石行業(yè)良性發(fā)展，加快電石爐尾氣的回收與利用的步伐。
 
    補充：
      電石尾氣中含有大量的一氧化碳，經(jīng)過(guò)減溫、除塵、凈化后可用于生產(chǎn)合成氨或甲醇。凈化后的氣體通常采用變壓吸附提取尾氣中的一氧化碳，變壓吸附后的氣體一氧化碳含量達80％，氮氣含量約20％，在經(jīng)過(guò)變換后就可以使用常規合成氨、甲醇工藝生產(chǎn)合成氨或甲醇，但變壓吸附和變換工藝選擇上可能存在難度，變壓吸附須將氣體提壓到10幾公斤，而考慮變換工藝時(shí)，由于一氧化碳含量高的問(wèn)題，反應時(shí)最好采用常壓。先變壓吸附再變換壓力上存在先天不足，是否有其它更合理的工藝來(lái)解決該問(wèn)題。
      利用電石爐尾氣生產(chǎn)合成氨，是實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟、實(shí)現資源再利用、解決廢氣污染環(huán)境的重要項目。目前在國內還尾首創(chuàng )技術(shù)，電石爐尾氣主要成分是CO氣體，占92%以上，經(jīng)過(guò)高度凈化，除溫，合理組合，采用PSA補A，加大變換能力，PSA脫碳等先進(jìn)技術(shù)后可大量生產(chǎn)合成氨。電石爐爐氣中一個(gè)CO分子，通過(guò)變換工藝，變換成為一個(gè)H^₂分子。反應式為：CO + H^₂O（汽）= H^₂ + CO^₂，按以上關(guān)系推算，每生產(chǎn)1噸氨需要電石爐尾氣為2600NM³。根據6萬(wàn)噸生產(chǎn)規模計算，可回收電石爐尾氣1。6億NM³