天立环保工程股份有限公司
第三代密闭电石炉
技术介绍
天立环保工程股份有限公司
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TEL:010-64320660 / 13567557866 FAX:010-80482498
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主要专有技术介绍
☆ 全程计算机控制及仿真优化技术
☆ 粉料压球利用技术
☆ 节能型不结垢闭式循环冷却水技术
☆ 改进型组合把持器系统
☆ 低压功率因数补偿系统
☆ 电石炉电气参数和几何参数的优化设计
☆ 节能型短网设计及布置
☆ 碳一化工炉气综合利用技术
☆ 高温炉气净化技术
☆ 气烧石灰窑技术
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第三代节能型密闭电石炉技术
我国于八十年代末至九十年代初开始从挪威埃肯公司引进具有
国际先进水平的密闭电石炉技术,至今建有十余套装置,经过电石业
界工程技术人员的不断消化、吸收,密闭电石炉技术已趋成熟。
目前,国际上最先进的密闭电石炉技术当属挪威的“埃肯炉”,
已成功应用十多年,达到了理想的效能,为电石行业公认。
我公司以九十年代初引进的埃肯环保节能型密闭电石炉技术为
基本型,结合参加项目设计的工程技术人员(均来自密闭炉工厂)的丰
富实践经验,
总结
初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf
埃肯密闭电石炉运行十多年的经验和教训,同设计
单位合作,在理论分析的基础上,对全系统存在的设计缺陷进行了几
十项改进设计和优化设计,开发了多项对密闭炉技术经济指标有重大
影响的关键技术,并进行了国产化转化设计,使软硬件国产化率达到
了 100%。通过我们的技术,使埃肯炉成为运行可靠、环保节能、综
合利用、适应我国原料特点的高效密闭电石炉。
我们的目标是和国内同类装置相比,实现:
技术最先进
投资最低
设备开动率最高
运行经济技术指标最好。
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一一、、全全程程计计算算机机控控制制及及仿仿真真优优化化技技术术::
为了使电石炉处于最佳运行
状态,除出炉系统需人工操作外,
其他所有系统都由计算机控制,
如:配料、上料、加料、电极压放、
功率调节、炉压控制、变压器及料
位系统的监控报警、冷却水、烟气
净化控制报警。该系统提高了电石
炉工作负荷和作业率,避免操作失误时炉况波动和设备事故。在该系
统成功运行多年的基础上,我们又独创性地开发了电极工作长度自动
测量控制系统,电石炉计算机仿真自动控制系统和电极运行参数优化
控制专家系统。该系统必将使电石炉控制水平和技术经济指标达到一
个新水平。
该系统有如下特点:
1)解决了电极长度测控行业
难题,为准确控制电极长度和电
极端头至炉底距离,使电石炉处
于最佳热效率提供了条件。该控
制系统根据输入电极焙烧热、运
行负荷、安全间隔、电极设定长
度和电极端头至炉底最佳位置由计算机控制自动压放电极和升降电
极。
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2) 可自动优选最佳操作电阻,
使电气
制度
关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载
和冶炼工艺达到最佳
匹配,电石炉始终保持在正常工艺
条件下高负荷稳定运行。
3)运用计算机仿真技术,在
显示屏上将电石炉内设备工艺状
态和关键参数用图形和颜色及数据适时地以定量和定性两种方法显
示出来,使电石炉操作可视化、简单化、数据化。
4)可以根据电石炉的电气和工艺状态变量数据,自动对炉况运行
状态进行定量分析,随时在一个两
维坐标系中绘制 15 条重要的具有
因果关系的电石炉电热特性动态
曲线。为综合性分析炉况和预见性
地操控电石炉,使之在一定条件下
达到技术和操作最佳状态提供了
操作依据。
电
石
炉
计
算
机
控
制
室
实
景
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二二、、新新型型中中空空电电极极粉粉料料利利用用技技术术
(一)电石行业粉料的情况
在当今电石行业中,电炉法生产电石所用的原料主要有生石灰和
炭素原料,炭素原料中又以焦炭为主,有优质的无烟煤或石油焦,也可
以掺用一部分,以增加固定碳含量和炉料比电阻。
在制造电石时,生石灰也是主要原料之一,直接影响电石生产,
因此对炭素和生石灰这两种主要原料的质量提出各种要求,特别是这
两种原料的粒度要求很严,当电炉容量在 20000KVA 以上的电石生产
生石灰的粒度要求在 5—40mm,焦炭的粒度在 3—20mm,并且合格
率要求在 90%以上。
电石生产过程中产生粉料大致占原料的 15—20%左右,已经较大
程度上影响了电石的生产,可以从几方面说明:1、炉料中粉末多了,
炉料透气性不好,电石生产过程中,产生的 CO 气体不能顺利排出,
减慢了电石生成反应的速度。
2、炉料透气性不良的另一个后果是炉内压力升高到一定时,容易
发生喷料现象,炉料不能有序发生变化,产品质量易降低。
3、粉末多时,易被炉气带走,影响炉料的配比。
4、粉末多了,开放炉容易塌料,影响人身安全,密闭炉则更有害,
造成炉压不稳定,防暴孔爆开,影响安全生产。因此,如何充分的利
用电石生产过程中的粉料,则更需要电石企业在技术与管理上的科学
发展和合理创新。
(二)粉料回收利用的价值
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1、焦炭、兰炭、石油焦、无烟块煤作为电石行业中生产必备的块
状原料,由于市场用途广、用量大,加之各种能源价格一路彪升,给
生产应用企业带来巨大的成本压力,而在生产应用过程中产生的焦
炭、兰炭、石油焦、无烟块煤剩余粉末。用途极其简单,只能作为民
用或工业燃料在使用,市场销售价格与块料相差甚远,极大的浪费了
能源资源。
2、根据一台日产 150 吨电石的电石炉,现需原料在 210 吨左右,
而每日的粉料将会产生 30~40 吨左右,目前绝大部分厂家只将生产
的粉料直接的销售或废弃,没有进行充分的回收利用,不但加大了物
流的运输成本和生产成本,甚至很大程度上污染了环境。
3、在提倡节能环保的今天,将生产中产生的剩余粉料加工成球代
替块料使用,首先需要解决的是高温强压下粉料球团不散不粉并得到
充分燃烧的生产加工工艺。
而我公司利用高分子聚合物生产高温高强度型煤粘合剂来进行粉
煤的有效合成,合成材料中不具有 SiO2、Al2O3等物质使其在高温燃
烧后没有 Si、Al 等分子,杜绝了整个炉体结垢的问题,并且粉料成
型烘干后,强度大 60—140KG,灰熔点大于 1300℃,解决了炉内高
温强压球团爆裂的难题,为电化工、电石、冶金等行业降耗节能、增
收节支找到了新途径。
(三)粉料生产过程
1、粉料配比工艺
将 5mm 以下粉料粗细搭配,以 6:1 的比例与高温高强度型煤粘
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合剂充分搅拌至完全湿润,冷压成球,湿球在高度 1.5m 处自由坠落
不碎烂即可,晾干(如干透则需要 7 天)或烘干(则需在筒内 250℃
以上温度),成球后即可获得冷热强度高的成球。
2、生产工艺
流程
快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计
⑴石灰粉料成型
石灰粉料从电石厂石灰窑破碎筛选后,5mm 以下粉料即可直接通
过高压压球机成型返回皮带机送往电石炉生产即可。
工艺流程图:
皮带输送机 皮带输送机 成品输出
石灰粉
除铁器
筛选
碎末
成型
⑵焦炭粉料经过粉碎、筛选,加入适量比例粘合剂混合搅拌,经
过强力冷压成球后,自然晾干或在 250℃以上温度烘干后,投入电石
炉生产。
工艺流程图:
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(四)经济效益分析
1、技术经济指标
⑴干球强度:>60—140kg
⑵热稳定性:1300~1700℃不粉不散;
⑶灰分增加:≤3%;
⑷干燥条件:烘干或自然干燥均可;
⑸主要原料在当地易购;
⑹成球成本低,80 元左右/T
⑺烘干后共有一定防水性能,可露天堆放及远距离运输。
2、经济效益分析
吨球成本比购买块炭降低 300 元/T 左右,按一台电石炉每天产
出 20T 粉煤计算,每年 60T×330 天=6600T,煤粉将收获 6600×300
元=198 万元的直接经济效益,节省按 100 元/T 的运输费用 66 万元,
合计可获 264 万元的收益。
三三、、节节能能型型不不结结垢垢闭闭式式循循环环冷冷却却水水技技术术
电石炉炉盖系统损坏的主要原因
是开放式循环冷却水带进设备硬垢和
污垢造成的。尤其是以蓝碳为原料的电
石炉,料面温度高达 800 度以上,而料
面设备都是壳程式水道,水流速很低,
开放式循环冷却水带进设备的硬垢和 水冷套结垢现象
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污垢沉积在设备内,这是炉内设备损坏的主要原因,因此对冷却水水
质要求很高。国内目前采用的开放式冷却水系统很难达到水质要求,
各厂普遍存在设备烧损严重,电石炉开动率低,维修费用高的问题。
同时由于设备漏水,对电石炉运行形成安全隐患。
我们设计把电石炉循环水由原设计开式冷却改为脱盐水闭式循
环,换热器换热,冷却塔放热的
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
。水温差提高了一倍以上。循环
水量减少一半多,节省了水泵及管路 12 万投资。由于是闭式循环,
减掉了一个 80 平方米热水池,节省了 5 万投资,同时充分利用了电
石炉 28 米高的位差形成的回水静压力和封闭管道的动压力,使系统
的运行动力降低 50%,一台炉全年水泵电费减少 30 万元。同时电石
炉开动率提高 2%,年效益为 40 万元。由于炉盖、料嘴损坏减少,年
节省维修费 30 余万。
封闭系统杜绝了溶解氧对设备腐蚀问题,杜绝了补充水中的硬
垢、大气中的污垢对设备的损坏,延长了设备使用寿命。该系统年综
合效益 100 余万。循环水系统采用绿色环保型设计和水平衡设计,没
有化学水污染和废水排放,全部由计算机进行管理和监控。该系统用
液位曲线变化直接监控电石炉设备漏水故障,保障了电石炉系统的安
全运行。
闭式循环冷却水系统
1.设备不结垢
2.冷却水循环运行,没有外排水
3.自动化程度高
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电石炉循环水计算机控制自动运行
膜式反渗透制备脱盐水
喷雾冷却塔高效冷却
电石炉系统闭式循环换热系统
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四四、、改改进进型型组组合合把把持持器器系系统统
组合把持器是埃肯型密闭电石炉的核心技术,包括导电把持器
和压放电极夹两部分,它的主要特点是可用于任何直径的电极;加
速电极焙烧;电极壳不会变形;电极压放时不会失控;减少电极断
损;设备质量轻,维修成本低,运行事故少,作业率高,其综合经
济效益可提高 5-10%。组合式电极把持器是密闭电石炉的主要易损
件,我们对组合式电极把持器作了技术改进,根据多年的设备检修
数据统计分析,导电面预设了偏转角,增
加了预磨量,使用寿命提高 30%以上。可
增加年综合经济效益 50 万。
组合把持器接触件
安装完毕的组合把持器
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五五、、低低压压功功率率因因数数补补偿偿系系统统
低压补偿是利用现代控制技术
和短网技术将大容量,大电流的超低
压电力电容器组接入电石炉的二次
侧的无功补偿装置。该装置不仅是无
功功率就地补偿原理的最好体现,还
可以使电石炉冶炼系统的功率因数
在 0.92 以上运行、降低短网和一次
侧的无功消耗、消除 5 次、7 次谐波、
调平三相功率、提高变压器的输出能
力。控制的设计重点是使电石炉的功
率中心,热力中心和炉膛中心相重
合,使钳锅扩大,热量集中,提高熔池温度,使反应加快,达到提
高产品质量,降耗和增产的目的。节电达到 4%以上,增产 10%,使
电石炉的运行参数和消耗指标得到很大改善。收益为:
低压无功补偿柜
控制台
节约电费 80KWH/吨,每年约 100 万元(按 0.25 电费计算、一
年按330天生产、年产5万吨)
提高产量 15 吨/日,增产部分
利润按 500 元计算,年可获收
益 247.5 万,总收益:为 347.5
万元。
设在电炉控制室的变电综合保护系统
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六六、、电电石石炉炉电电气气参参数数和和几几何何参参数数的的优优化化设设计计
埃肯电石炉的先进性主要体现在组合把持器的技术上。经过十
多年运行实践检验和理论分析,埃肯炉总体设计上还存在许多缺陷,
其主要缺陷是电石炉心园直径较传统设计增大了 12.5%,在现有电气
参数条件下,熔池功率偏小,形不成三个熔池圆周相割或相交于圆
心,形不成稳定的电石反应区。只有根据所使用的原料品种和质量
条件,通过调整电气参数和炉体几何参数使之于炉料条件相匹配,
才能使电极稳定在正常位置,达到正常的生产工艺条件,高产低耗
地生产出高质量的电石。我们经过对国内埃肯炉的广泛调研和大量
的理论测算,根据我国原料条件的实际情况,完成了电气参数和炉
体参数相匹配的埃肯炉优化设计。
七七、、节节能能型型短短网网设设计计及及布布置置
为了降低运行电耗,增加入炉有效效率,我们解决了一系列技
术难题,对短网系统进行了 4 项技术改进:
(1)把目前普遍采用的电石炉变压器对称三角形布置改为等边三
角形布置,使三相短网阻抗实现几何意义上的完全对称和平衡,从
而实现炉内三相电极功率
平衡,使设备能力得到最
大利用,实现增产目的,
此项改进每年收益 20 万
元。
(2)三台变压器紧靠炉
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中心布置,使短网长度缩至最短,其中两相变压器前移 2.4 米,三
相平均前移 2.1 米。一台炉效益如下:节省短网投资 9 万元。由于
缩短短网,每小时降低电阻电耗 40.3 度,全年节约电费 10 万元。短
网缩短感抗降低,自然功率因素提高 3%,按一台炉计算相当于节省
了 33 万元的低压补偿器投资,同时入炉有效功率提高 3%,一年可
增利 65 万元。
(3)为降低短网阻抗,根据短网邻近效应理论,我们把短网设计
为反相靠紧间距,同相拉大间距,最大限度地降低了短网阻抗。
(4) 为降低短网损耗,根据短网集肤效应理论,对短网系统断面
积进行了优化设计。其中通水软电缆导电面积加大了一倍。
上述改进构成了新型节能型短网系统,其年综合效益在 150 万
左右。
变压器原设计位置 节能型设计位置
相间距离按最节能方案设计的短网长度最短
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八八、、碳碳一一化化工工炉炉气气综综合合利利用用技技术术
电石炉烟气烟温及烟气量波动较大、粒径细小粘性较强,这都
给烟尘净化带来一定的难度。而密闭电石炉烟尘除具备以上特性外,
还具有粉尘浓度高、含有约 85%CO 及少量的煤焦油。因此密闭电石
炉烟气易燃、易爆,粉尘更显粘性。
CO 是重要的化工原料,可以生产多种化工产品。以年产 5 万吨
密闭电石炉为例。每吨电石产炉气 400Nm3,则全年可产炉气约 2000
万 Nm3,炉气中 CO 含量为 85%以上。
一氧化碳合成 DMC(碳酸二甲酯)高科技项目,已于 2002 年
8 月通过了 4000 吨/年规模的工业化装置验收,现已进入万吨级规模
设计。该项目如用电石炉尾气作原料,比现有 DMC 降低成本 40%,
DMC 将替代多种化工中间体,形成 DMC 产业链和 DMC 产业群。
电石炉尾气作为化工原料销售,电石成本降低 30%,即每吨电石增
加 500 多元利润(和电石平均利润相当),既解决了环保排放问题,
又大幅度降低了电石生产成本,电石和石油的比较优势更加明显。
采用一步气相法工艺合成二甲醚,则全年可产二甲醚 10000 吨
以上。项目总投资估算约 4000 万元,其中固定资产投资约 3400 万
元,投资回收期为 1.35 年,可产甲醇约 6400 吨,同时副产国际食品
级(可口可乐级)CO218000 吨。如精甲醇销售价为 2500 元/吨,CO2
为 1200 元 /吨(成本约 300 元 /吨),则税前利润为:甲醇
0.64*(2500-960)=985.6 万元,CO2 1.8*(1200-300)=1620 万元,利税
合计为 2605.6 万元,其中税金 860 万元,利润为 1745.6 万元。
合成
合成
光气
农药
合成
二胺基甲苯或双酚 A
泡沫塑料、工程塑料
合成
DMC
草酸基草酸酯类
草酰胺
苯乙酸
丙稀酸
乙酐
乙酸
泡沫塑料 加苯二异氰酸酯
合成 涂料、粘合剂
乙二醇
加醇
丙稀酸
密闭电石炉尾气下游产品分析表
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乙缺+加醇
而硝基甲苯
CI 2
H 2
羰基合成
一氧化碳
九九、、高高温温炉炉气气净净化化技技术术
净化密闭电石炉烟气,不但能解决电石行业环保的问题,更能
带来巨大的经济效益,将是电石行业的一次革命。我们设计了干法
和湿法两套炉气净化方案,以供用户选择。
1.干法净化主要工艺
电石炉出口的高温含尘气
体,在水冷烟道冷却下被冷却到
350℃左右后进入微孔高温袋式
除尘器过滤。其中粉尘被阻留在
滤袋的外表面,净化后的炉气大部分经高温风机送到下一工艺。积
聚在滤袋外表面的粉尘达到一定厚度,控制系统自动发出清灰信号,
低压脉冲装置快速喷吹,将滤袋外边的粉尘吹落下来,滤袋得到再
生。喷吹结束,滤袋进入正常过滤状态。被清扫下来的粉尘储存在
除尘器灰斗内,自控系统控制部分粉尘密封卸灰阀以防止空气进入,
而多余的储灰经密闭双层卸灰阀排出,经输灰系统输送经加湿压球
到焚烧炉进行焚烧,除去其中氰化物等有害物质,处理后的粉尘进
入到灰仓可作建材原料或果树肥料。
使用中的高温净化装置
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2.湿法净化主要工艺
电石炉烟气从炉道中先进入惯性沉降室内,进行初级除尘,获
取在压球阶段所需要的干粉。后进入风冷烟道在该阶段,由于粗烟
气温度非常高,直接进入管道和管道外的空气进行热量交换,在该
阶段内使粗烟气的温度下降一百五十度左右。随后进入一体化除尘
器内,由布水器加入大量的冷却水,使粗烟气温度大幅度下降,在
进入 S 型除尘装置前,降至一百度以下,此时由于引风机的作用,
整个系统处于负压状态,而烟气流速非常高,一旦接触 S 型除尘装
置的液面时,立刻与液体形成非常强烈的湍流状态。使气体中的粉
尘与气体快速分离,并且沉降。净化后的气体沿着引风机所产生的
负压方向向上流动,再经过湍球层,进一步除去气体中含有的微尘。
后进入气液分离层(旋流板除雾器),脱去气体中含有的大量水汽。
经过以上处理的净烟气除尘效果可以达到 99.9%后经过引风机引入
电石炉中空电极作为载气,其余炉气作为化工原料综合利用。冷却
水经过缓冲水箱后,将水中所带粉尘浓缩后,上层清水经过喷雾冷
却塔冷却后,再循环打回至除尘器中利用,下层污泥经过压滤机后,
压去多余水分,和惯性沉降室排出的干粉混合进入压球机压球。
十十、、对对其其它它工工艺艺的的改改进进和和优优化化设设计计
理,
我们把主厂房设计得十分紧凑合
基建投资和国外原设计的方案相
比,可减少建筑面积 1000m2。
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十十一一、、气气烧烧石石灰灰窑窑技技术术
在我国,由于工艺、技术落后,原先烧石灰用的都是污染大、
质量
320ml,过、生
烧率
3
石灰已是一个相当成熟的技术,
差、能耗高、产量低的混烧石灰窑。近年来,随着技术的发展
和国家对环境保护、能源利用要求的提高,逐渐在钢厂、焦化厂、
电石厂等行业利用有一定热值的尾气来煅烧石灰已成一个必然的趋
势。利用尾气煅烧石灰产量高、能耗低、活性高。
一台 25500KVA 密闭电石炉,每天需活性度为
为 10%以下的石灰 150 吨。同时生产过程产生烟气量为
2400Nm /h;一氧化碳含量为 85%左右的炉气。85%含量的炉气热值
为 2600 大卡/立方米,根据理论计算,25500KVA 电石炉尾气在全效
率情况下,平均每小时可烧石灰约 6.25 吨,即每天可烧石灰 150 吨,
在钢厂利用高炉煤气煅烧
由 于 其 热 值 较 低 一 般 在
850kcal/Nm3 左右,故很容易解
决石灰的过、生烧率;而电石尾
气的热值为 2600 kcal/Nm3 左
右,高热值炉气燃烧时的火焰温
度高且短,故很容易使石灰窑产
生边缘过烧中间烧不透的现象,
使烧出的石灰活性过低,过、生
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烧率达不到要求。国外的设备虽然在活性和过、生烧率满足要求的
情况下,其价格太昂贵。因此我公司在长期从事矿热炉研究工作的
基础上,与国内院校合作,借鉴国内外先进技术,开发出了矩形气
烧石灰竖窑。
矩形气烧石灰竖窑其是利用矩形截面解决了燃高热值燃气造成
石灰生、过烧这一难题,在保证产量不变的前提下,改变窑截面。
采用外火箱燃烧技术,温度可调且均匀,解决了石灰窑边缘过烧问
题。高热值燃气有火焰较短的缺陷,如内径过大会使中间生烧,矩
形截面设计在电石尾气火焰所能穿透的范围,正好有利于石灰石分
解,解决了生烧问题。本技术在 25500KVA 密闭电石炉工程中有日
产 100 吨的样板工程。
十十二二、、结结束束语语
我们把上述技术全部用在了新疆托克逊鑫源化工有限公司
25500KVA 密闭电石炉工程和云南罗平南磷电冶有限责任公司
2×25500KVA 密闭电石炉工程设计中,在项目评审会上,获得了与
会专家的高度评价。
新疆托克逊鑫源化工有限公司 25500KVA 密闭电石炉工程
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云南罗平南磷电冶有限责任公司 2×25500KVA 密闭电石炉工程
我公司密闭电石炉项目设计的人员均来自国内几家密闭电石炉
工厂,是参与 80 年代末期我国引进埃肯密闭电石炉工程建设的最早
的工程技术人员,曾系统地接受了埃肯公司专业培训, 具有较高的
理论水平。经过十余年的生产实践,对埃肯密闭电石炉技术非常熟
悉,许多重大技术改进均出自该技术群体,国内后续厂家密闭电石
炉的设备调试和人员培训工作基本上都是由该技术群体完成的,为
推动电石工业的科技进步作出了贡献。
我公司具有设备专业制造加工基地,强强联合相关专业单位,
拥有国家甲级设计资质、一级工业设备安装资质和一级建筑施工资
质,拥有强大的密闭电石炉工程总承包能力。我们和有关设计单位
紧密长期合作,以技术为先导,以用户满意为宗旨,可以为业主提
供包括设计、土建、制造、安装、调试、培训、开车、运行管理等
全系列服务或分项服务。