第四章 电石行业

电石又称碳化钙，因其主要成分是碳化钙，其余为游离氧化钙、碳以及硅、镁、铁、铝的化合物及少量的磷化物、硫化物。是无机化合物，工业品为灰黑色块状物，工业用电石纯度约为70%至80%，电石行业也就是生产碳化钙的行业。电石是基本的化工原料，主要用于生产乙炔。宁夏地区电石产能和产量均位居全国第3位，总装机容量275万千伏安，区内电石总产能546万吨，密闭式电石炉占总装机容量的81%，高于全国平均水平，用其生产的氰氨系列产品总量稳居世界首位。

一、生产原理及主要工艺

工业制取电石原理来自生石灰与含碳原料在高温反应下生产电石（反应方程式：CaO+3C CaC2+CO↑），电石炉是电石生产的主要设备，它是获得高温的最好设备，能量十分集中，能够为电石生产提供足够的热能。按照炉型来分，电石炉可分为开放式电石炉、半密闭式电石炉和全密闭式电石炉。相比于开放式电石炉和半密闭式电石炉，其中全密闭式电石炉性能更为优越。

电石的生产方法有氧热法和电热法。一般多采用电热法生产电石，即生石灰和含碳原料（焦炭、兰炭①）在电石炉内，依靠电弧高温熔化反应而生成电石。

电石制取主要生产过程详解：

图4-1 电石制取生产过程图

（1）原料加工。将石灰石用转窑烧制成生石灰，烧好后进行破碎、筛分，炭材（焦炭、兰炭）用沸腾炉烘干脱水后进行筛分。

（2）配料。对生石灰和炭材按照一定比例混合配料。

（3）生产电石。通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右，生石灰与炭材发生反应，大量反应生产碳化钙，最后将熔化了的碳化钙从炉底取出。

（4）成品处理。将合格的碳化钙进行冷却、破碎，包装为成品。

二、区内该行业用电特性与电力成本

1．用电特性

（1）石嘴山市地区该行业某110千伏接入用户分别在春、夏、秋、冬四季中各取一日用电曲线对比图（见图4-2）。

图4-2 某110千伏接入用户4日用电曲线对比图

图4-3 某110千伏接入用户4日用电曲线对比图

（2）石嘴山市地区该行业某110千伏接入用户分别在春、夏、秋、冬四季各取一日用电曲线对比图（见图4-3）。

以上为宁夏地区该行业具代表性企业用电曲线，区内电石企业因生产设备不适合随意启停，普遍采用24小时生产制度保持全年生产，无峰、谷、平时段不同生产方式，无错峰生产，24小时生产负荷较为平稳，变化不大。夏季为生产旺季，企业会启动多台电石炉同时运行，用电量会上升，部分设备启停使负荷变化较大。冬季用电量较少，电石炉运行数量减少，负荷较平稳，个别月份为检修时间，企业会停产或减少生产。常用低压生产设备有传输皮带电机、泵电机、风机等。高压生产设备以电石炉为主且用电量最高。

2．用电成本

企业用电占总成本50%至60%，电石炉的用电量占企业生产用电的80%左右。企业主要采用网购电，个别企业有自备电厂。2018年区内规模以上企业电石生产电耗统计为3060.5千瓦时/吨。

三、该行业对环境影响分析

大气污染是电石行业的主要污染。电石生产企业，从原料石灰石、焦炭进来到电石生成成品出去，始终伴随着固体破碎、固体分筛和固体运输等工艺过程，这些过程都会有粉尘产生，带来污染，电石生成反应时生成的炉气也带出粉尘。原材料加工过程、运输过程中产生的粉尘，会给环境带来很严重的影响，尤其是电石炉尾气一氧化碳的排放。

四、区内该行业主要原料来源及销售途径

1．主要原料来源

主要原料为石灰石与炭类材料，均为外省购进，石灰石主要采购于内蒙古，炭类材料主要采购于陕西。

2．产品销售途径

主要产品电石销往省外化工行业，聚氯乙烯（PVC）生产企业，地区以国内华北、华南、华东为主，部分销往东南亚。2018年电石售价波动在3000元/吨左右。

①兰炭：又称半焦、焦粉，利用精煤烧制而成，是一种新型的碳素材料，以其固定炭高、比电阻高、化学性高、含灰粉低、铝低、硫低、磷低的特性，以逐步取代冶金焦而广泛运用于电石、铁合金、铁、碳化硅等产品的生产，成为一种不可替代的碳素材料。