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电石炉气在循环经济的综合利用论文

[摘要] 本文简述了电石炉气的特性和利用价值，从电石炉气成分主要为CO和H2(约90%)可以看出，电石炉气可以作为燃料及化工原料来利用。然而简单地将电石炉气作为燃料使用并没有使其价值最大化，而以其为原料发展高附加值的化工产品则更有意义。因此，本文重点介绍了利用密闭电石炉尾气生产碳一化工产品的工艺，并与煤化工中煤造气工艺进行对比，发现以电石炉气为原料的工艺不仅可以全部利用电石炉气中的有效气体成分，还减少了碳的排放量，减轻了对环境的污染，同时可以有效降低碳一化工产品的生产成本和建设投资。

[关键词] 电石炉气；循环经济；碳一

电石是有机化工的基础原料，由它制得的乙炔可生产醋酸、醋酸乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙炔炭黑等一系列数千种有机产品。在国内电石行业，无论是全密闭式电石炉、内燃式半密闭电石炉还是开放式电石炉，其尾气一直以来没有得到很好的利用，有的甚至直接放空烧掉，造成了资源的极大浪费。

1电石炉气特性及利用价值

电石炉气特性

使用密闭炉生产电石，每吨电石副产炉气量约400Nm3[1-2]，其典型组成及物理性质如表1所示。从表1可以看出，炉气中含尘量大，具有黏、轻、细、不易捕集等特点；炉气内含微量焦油，它在温度大于225℃时呈气态，在温度小于225℃时容易析出，会使除尘布袋黏结堵塞；炉气本身温度很高，同时含有难以除净的大量粉尘，治理难度比较大，在利用前需要对炉气进行充分的净化处理。

电石炉气利用价值

从电石炉气成分可以看出，炉气中含有大量的CO和H2，是很好的燃料和化工原料，利用好这部分气体可以产生巨大的经济效益和社会效益。以我国2017年电石产量2500万吨计算，副产的电石炉气总量达到100亿Nm3左右，如能全部回收，可得到约75亿Nm3CO和亿Nm3H2。因此，炉气净化利用对实现能源回收利用、降低生产成本、提高经济效益，都具有重要的意义。

2电石炉气在化工中的利用及经济性分析

目前，部分企业的电石炉气只是经过简单处理后，作为燃料烧石灰、烧锅炉等使用，并没有将炉气价值最大化利用。电石炉气的主要成分是CO和H2，在经过深度净化处理后，可利用CO和H2发展后续高附加值化工产品，可用于生产合成氨、甲醇、乙二醇、二甲醚、甲酸钠等较高附加值的化工产品[4]，目前国内已成功建成生产甲酸钠、合成氨、乙二醇的装置，详见表2。

合成氨和甲醇

[3]根据原料气分析以及物料平衡计算，电石尾气中氮气的体积分数约为5%，如单产甲醇，5%的氮气将作为无效气被放空，增加了压缩机的无效功；如单产合成氨，需要向系统中补充氮气，新增制氮装置，增加投资。综合考虑，如果采用以醇-氨联产工艺，即甲醇生产中串入合成氨生产，将炉气中的N2与H2合成氨，避免了合成甲醇过程中排放惰性气体而造成大量有效气体损失。醇-氨联产工艺不仅最大限度地利用了电石炉气，减少了排放量，又创造了经济效益。醇-氨联产工艺的流程示意图1所示。以电石炉气为原料，醇-氨联产工艺有以下几个优点：(1)充分利用了电石炉气中的气体成分，炉气的利用率更高；(2)利用甲醇合成后的尾气副产液氨，既最大限度利用了电石炉气，又创造了经济效益；(3)能耗低，与国内煤头制甲醇工艺相比能耗明显降低；(4)成本低，与国内煤头制甲醇工艺相比成本明显降低。

乙二醇

乙二醇合成气为高纯度的H2(，vol)和CO(99%，vol)，且H2和CO的体积比约为。若以电石炉气作为乙二醇合成气，与以煤为原料相比，省去了煤制气的过程，消耗低，原料成本大幅下降，无疑是一种优于单纯以煤为原料的生产乙二醇的原料路线。以电石炉气为原料合成乙二醇的工艺流程见图2。2中可以看出，电石炉气只需要经过适当的变换及分离制氢后即可作为乙二醇的原料，不需要煤造气过程，可以节省大量的投资，具有良好的经济效益和社会效益。从国内电石炉气的在化工产品上的利用情况来看，新疆天业集团已经取得了成功。新疆天业以电石炉气为原料，采用煤制乙二醇技术，于2011年7月在新疆石河子开工建设了25万吨/年煤制乙二醇项目一期工程，规模为年产5万吨乙二醇。一期工程在2013年1月份建成并成功产出优等品乙二醇，产品纯度均超过国标优等品标准。在一期获得成功的基础上，二期工程20万吨/年乙二醇于2013年5月开工建设，并于2015年9月建成投产。

聚氯乙烯

[4]除了在碳一化工中利用外，在烧碱-PVC生产路线中，电石法PVC有两个重要的化学反应过程：(1)氢气和氯气反应合成氯化氢；(2)氯化氢和乙炔反应合成氯乙烯。在合成氯化氢过程中，为了避免氯化氢中的游离氯含量过高遇乙炔发生爆炸，参加反应的氢气一般过量10%左右。但电解氯化钠时，产生的氯气和氢气量是相同的，这样就需要过量的氢资源。而氯碱企业一般靠生产液氯来平衡氢气的不足，或者采用如水电解制氢或天然气制氢来补充氢气，这样都会带来投资增加和生产成本上升的问题。而从电石炉气成分可知，炉气中除含有体积分数80%左右的CO外，还有体积分数5%~10%的H2，这样可将炉气回收后经过等温变换、变压吸附等工艺分离出H2，用于合成氯化氢，剩余的CO可以继续作为碳一化工的原料来利用。炉气回收利用工艺流程如图3所示。在氯碱行业利润普遍不高的情况下，炉气回收利用不仅降低了电石生产成本，而且为PVC生产提供了氢气，具有显著的经济效益。

炉气回收利用的`经济性分析

采用煤与电石炉气为原料生产乙二醇合成气，主要的成本差异体现在合成气的原料气制备上，因此主要比较煤制合成气成本与电石炉气做为合成气处理成本。比较前提(1)生产相同规格和相同量的合成气(H2+CO)；(2)煤制气按水煤浆气化工艺考虑；(3)电石炉气按项目外供给，按元/Nm3计价；(4)比较范围截至合成气的原料气，即不考虑后续变换、分离等。消耗比较基于的比较前提，对煤制气和电石炉气生产合成气的过程进行计算和分析，得到两种工艺过程原材料消耗和公用工程消耗情况，如表3所示。从表3中明显可以看出，采用电石炉气为原料，原料气直接由电石厂供应，消耗已计入电石生产中，因此对于化工装置来说原料气是已经制备好的；而采用煤气化，在造气环节要增加公用工程消耗和原料煤消耗，对项目所在地的煤资源保证有要求，同时还需要为煤气化配套建设公用工程。成本比较根据表3的消耗情况可知，电石炉气为原料气只需要计算原料电石炉气的成本，实际上电石炉气是电石生产副产品，因而其成本可认为是0。本比较考虑电石炉气从项目外电石厂外购，需按购买价计入原料气成本。成本比较结果见表4。从表4的比较结果来看，采用电石炉气为原料，每1000Nm3合成气成本可降低200元以上，折每吨乙二醇成本下降500元左右，成本降低非常显著。如果电石炉气能够实现内部供给的话，则电石炉气成本可以忽略，合成气成本下降更为可观。投资比较因合成气来源不同，投资差异会比较大。对煤制气与电石炉气两种原料过程进行了投资差异上的比较估算，其比较结果见表5。从表5可以看出，若煤制气投资基准值为0，以93750Nm3/h(可满足30万吨/年乙二醇生产)合成气规模计算，则采用电石炉气为原料一次性投资可减少约亿。

电石规模的影响

虽然电石炉气作为合成气原料，无论从投资上还是运行成本都较煤制气路线要低很多，但要利用好电石炉气还要看电石装置规模的大小。例如，利用电石炉气生产甲酸钠，10万吨/年电石可配套7万吨/年甲酸钠装置；而利用电石炉气生产合成氨、甲醇、乙二醇等高附加值的化工产品，10万吨/年电石仅能配套万吨/年甲醇或合成氨装置。如此小的化工装置很难产生经济效益，相当于利用了电石炉气的资源，但在配套建设的化工装置上多消耗了能源，使电石炉气回收利用的社会、经济、环保、节能效益大打折扣。因此，利用电石炉气必须要考虑电石装置规模。目前从新疆、内蒙等地电石企业来看，规模一般都在60万吨/年以上，如新疆天业电石产能已达到200万吨/年以上，这样的规模可以为化工生产提供足够的原料气。所以，若新建碳一化工项目无充足的电石炉气，可考虑与周边大型电石企业合作，由电石企业向化工企业提供电石炉气，从而实现资源互补，循环利用。

3结论

综合以上分析，利用电石炉气来生产化工产品，无论从一次性投资还是产品成本上都优势明显。电石炉气的开发利用已经引起了越来越多的关注，尤其是在化工领域已经取得了重大突破。电石炉气在碳一化工产品中的应用，目前行业内已经获得了成功，如果逐步推广到更多的化工产品中将会大大降低相关产品成本和投资，节能减排，提高经济效益，是循环经济发展的一大亮点。此外，除了生产电石外，冶金行业中生产铁合金、工业硅、黄磷、刚玉等过程都会产生一氧化碳为主的炉气，且其炉气排放量大约是电石炉气的两倍。如果将电石炉气在化工产品上应用成功的范例，推广到整个冶金行业，将对整个国民经济能源节约、资源利用、环境保护有着重大贡献。

联系气候变化给人类带来的影响谈谈在低碳经济时代我们肩负的责任与使命气候作为人类赖以生存的自然环境的一个重要组成部分，它的任何变化都会对自然生态系统以及社会经济系统产生影响。目前面对日益恶化的气候现象，它的负面影响更受关注，因为不利影响可能会危及人类社会未来的生存与发展。现今低碳经济成为热点问题，应该说是意料之中的事情。内外因的综合作用力，正推动着我国走向低碳经济的时代。今年世界环境日6月5日，中国的主题就是“低碳减排，绿色生活”，作为中国公民和地球村的一员，我们每个人都必须肩负起应有的责任与使命，共建我们的绿色家园！也许，很多人到现在还没有弄明白“哥本哈根”和“哈根达斯”的区别，或许还有很多人认为《后天》、《2012》只是纯粹虚构的美国大片，全球气候变暖会议只是和自己没有多少关系的国际新闻……而实际上，当全球的政治精英们在丹麦首都哥本哈根为人类争取最后一个机会时，地球变暖衍生的恶魔已悄悄地走近了你我，走进了洛阳，走进了河南，它并不遥远，它就在你我身边瞪着狰狞的眼睛，制造着一个接一个祸端……“现在的天气预报工作越来越难做了。怪异的天气总是违反规律，让人难以捉摸，以前所谓的规律总是被现实改变！”河南省气候中心副主任王纪军博士感叹道，“每一次准确的预报，都凝结着气象预报员的智慧和汗水！”王纪军博士可以轻松地为他的感叹找来佐证——2009年11月初的郑州，秋天似乎根本不愿离去，太阳温暖，绿树葱茏，大街上还能看见穿短袖的人。但11月10日，气温骤降，当晚突降暴雪。11日晚9时10分左右，大雪漫天中，突然电闪雷鸣！12日，郑州降雪量和积雪深度均创下“历史新高”——超过了有气象记录以来的一日最大纪录。2010年的4月14日，来洛阳参观牡丹花会的游客们都会因看到雪中牡丹这一“奇观”而惊叹不已。而在这天的前后几天洛阳都是阳光明媚，春意甚浓。全球暖化，不仅带来了沙尘，还有暴风雪、寒流，暴雨、热浪等等极端天气接踵而来。专家预测，全球气候还会进一步变暖，并且变暖的幅度有可能加大，美国的《科学》杂志，刊登了一项最新研究成果，称2009年之后，至少有一半的年份，全球平均气温将超过历史上最高的1998年，将有更多的极端天气频繁出现，人类不得不面临南北半球冰火两重天的考验。同时联合国评估报告提醒，人类如果不重视环保，到本世纪末，平均气温最多将上升摄氏度，这是一个怎样可怕的数字？简单讲，如果平均气温上升3摄氏度，仅在亚洲，每年就有700多万人，面临洪水侵袭。如果气温上升4摄氏度，全球就会有30多亿人，面临缺水问题。去年入秋以来，我国西南、江南、华南部分地区发生了严重干旱。在我国降雨量最为丰富的西南，大部分地区干旱少雨，旱魃肆虐。农田龟裂、塘坝干涸、河溪断流……3月23日，来自国家防总的统计数据显示，因干旱造成饮水困难的人数已达2271万，其中旱情最严重的云、贵、川、桂、渝五省份达1805万人；我国耕地受旱面积亿亩，其中，作物受旱面积8796万亩(重旱2798万亩，干枯1381万亩)；待播耕地缺水缺墒2612万亩。其中西南五省份耕地受旱面积达9654万亩，占85%。除了干旱、气候反常、全球变暖之外，水资源短缺、居住环境恶化 、经济损失加剧 、海平面上升、 人类健康受威胁、 物种变化加剧等等众多问题都亟待解决。面对全球暖化的大危机，作为大学生的我们也要为祖国、为世界来自己的一份力。我们不能阻止气温的上升，不能控制两极冰川的融化，不能避免云南的干旱。因为它们是已经发生的事实了，我们只能尽量减少灾难对我们造成的影响。随着被誉为“改变地球命运”的哥本哈根会议召开，两会“低碳经济”关键词的热化，电视、报纸、网络等媒体对低碳的宣传，使得“低碳”的概念已经深入人心，被社会各方面以及广大老百姓所详知。发展低碳经济、构建低碳城市不仅是政府、专家的事，积极树立低碳生活理念也是每一个公民的责任。“低碳经济”不仅意味着制造业要加快淘汰高能耗、高污染的落后生产能力，推进节能减排的科技创新，而且意味着引导公众反思哪些习以为常的消费模式和生活方式是浪费能源、增排污染的不良嗜好，从而充分发掘服务业和消费生活领域节能减排的巨大潜力。低碳生活，是一种自然而然去节约身边各种资源的习惯。我们应该积极提倡并去实践，注意节电、节油、节气、垃圾回收以及绿色出行，从点滴做起，从身边的每个节能细节做起。很多低碳生活方式，大家都是可以做到的，即使是再小的一份力量，都是对发展低碳经济、构建低碳社会的一种支持。我们要实现宏大的节能降耗战略，或许要取决于很多细微之处。人们应看到，这“细微之处”不只是制造业、建筑业中许多节能技术改进的细节，也包括日常生活习惯中许多节能细节。对于世界第一人口大国来说，每个人生活习惯中浪费能源和碳排放的数量看似微小，一旦以众多人口乘数计算，就是巨大的数量。科技工作者和社会科学工作者都有责任从日常生活的方方面面向公众开展低碳经济、低碳生活的创意活动和普及工作，使党的十七大提出的“节能减排”，“建设资源节约型、环境友好型社会”，“加强应对气候变化能力建设，为保护全球气候做出新贡献”的科学发展决策，变为全民的实际行动。发展低碳经济，是中国的“世界公民”责任担当，也是中国可持续发展，转变经济发展模式的难得机遇。因此，倡导低碳经济、改善生活方式，是我们的责任和使命。低碳生活代表着更健康、更自然、更安全，同时也是一种低成本、低代价的生活方式。低碳不仅是企业行为，也是一项符合时代潮流的生活方式。作为在校大学生的我们，可以随手做到的就是：少上网，去上课时电脑别待机，出去的时候关掉一切电源。多用电邮，MSN等即时通讯工具，少用传真打印机；尽量少使用和不用一次性牙刷、一次性塑料袋、一次性水杯……因为制造他们所使用的石油也是一次性的；出门尽量步行，低碳从身边做起，从自己做起。同时，主动参加全国大学生节能减排大赛，充分利用所学知识贡献自己的一份力量。在全球气候变暖的背景下，以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”成为全球热点。节能减排势在必行，低碳发展已经逐渐成为社会发展的必然趋势，低碳生活不仅是一种态度、一种义务，更是一种责任。中国是一个负责任的大国，一个负责任的国家必然要有负责任的公民。我们不仅要倡导低碳生活，更应该主动践行低碳生活。因为人类只有一个共同地球，选择低碳绿色的生活方式是我们共同的责任和使命。青年大学生知识广博、充满朝气、思想认识趋于理性、践行低碳热情高涨，有着‘承前启后’的社会责任，是‘低碳发展’的生力军和先锋力量,是最好的的践行者、宣传者。节约每一滴水，让我们拥有更蔚蓝的海洋！节约每一度电，让更多的角落洒满光明！倡导节能低碳环保，需要你我齐心协力。让我们行动起来，用我们的智慧和双手，积极加入到节能低碳低碳的行列之中，将节能低碳低碳的环保意识传播给身边的每一个人。让我们携手并肩、共同努力，以心系家国的使命感，积极行动起来，为绿色节约型华园的构建做出表率，贡献自己的一份力量。

循环经济时代中国对外贸易的机遇与挑战循环经济时代,外贸快速发展中的资源消耗和浪费、环境严重破坏问题越来越受到世界各国的重视。本文分析了循环经济给中国对外贸易的可持续发展所带来的机遇与挑战,并对协调好贸易与环境的关系提出了相应的对策。给你找了篇文献，还有相关的，需要我可以给你下载