[發明專利]多級熱源電石生產新工藝及裝置

有效

• 申請號: 200710035963.5
• 申請日: 2007-10-26
• 公開（公告）號: CN101172604A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 尹小林
• 申請（專利權）人: 尹小林
• 主分類號: C01B31/32
• 分類號: C01B31/32
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司
• 代理人: 魏國先

技術領域：

本發明涉及電石制備方法及裝置，具體涉及一種利用鈣質材料和含碳材料采用多級熱源的立式爐制備電石的節能新工藝方法。

背景技術：

電石生產的任務是將鈣質原料用碳作還原劑還原成CaC₂的過程，電石生產要求以最小的投入獲得最大的產出，即做到高產、優質、節能、低耗、環保、有良好的經濟效益。

國內外現有的電石生產工藝可概括為電熱法電石生產工藝和氧熱法電石生產工藝，目前生產全部采用電熱法電石生產，其電耗高，先進的也達3200kw.h/t電石，一般的電耗在3500～3800kw.h/t電石，且對石墨電極糊消耗也高，還必須采用塊狀生石灰和塊狀焦炭，其綜合能耗非常高，雖然采用了空心電極技術及自動控制技術、密閉生產技術等先進技術，仍不利于節能和社會經濟的可持續發展。

氧熱法電石生產目前仍處于實驗階段，雖然國內外關于氧熱法電石生產的改進有大量的專利文獻，但至目前為止，在世界電石生產中還未得到推廣，主要原因是在立式爐中生產電石時，除大量消耗氧氣外，還消耗比電熱法高三倍及三倍以上的焦炭，其中70％用以供給氧熱法生成電石的熱源，且仍以塊狀生石灰和焦炭為原料，其制氧能耗也不低，綜合能耗仍很高，亦不利于節能和經濟的可持續發展。

另一方面，無論是氧熱法還是電熱法，電石的產量和質量(品位)同樣受爐內反應速度和稀釋速度兩種速度的影響，其爐內的反應速度被焦炭的有限的反應表面積所限制，因為電石的實際反應速度，除受爐溫的高低、焦炭的化學活性影響外，不僅要由化學反應的速度來決定，且還決定于石灰的滲透速度、焦炭的崩裂分散和擴散速度，因此除確保爐內料層的透氣性外，需要新的理念來大幅度提高電石反應速度或為提高電石反應速度創造條件，以提高電石的產量和品位，降低生產能耗和成本。

發明內容：

本發明所需解決的技術問題是：解決現有電熱法電石生產和氧熱法電石生產存在的高能耗、低產量問題，提供一種可連續加料和卸料、產量高、投資少、能耗低的多級熱源電石生產新工藝及裝置。

本發明采用的技術方案是：采用中上部氧化燃燒供熱、下部電爐供熱的立式爐，物料從上部連續加入，物料在重力作用下，從上往下經過預熱、分解、部分熔融、熔融反應及電石提純、電石液排出幾個層段，立式爐中上部由供風裝置提供預熱空氣或富氧空氣使爐內氧化燃燒升溫至1400℃以上，立式爐下部主要由電爐提供熱源升溫至1800℃～2400℃。

上述的物料指采用鈣質原料和碳質原料及添加劑制成的料棒或料球，包括采用塊狀的石灰石或生石灰或電石渣塊和焦炭或塊煤或各類炭棒、炭塊。

上述的鈣質原料指CaO含量＞48％的石灰石和/或CaO含量≥65％的電石渣干基及其它含鈣高的無機鹽和/或無機礦物；碳質原料指灰份＜18％的無煙煤和/或煙煤、褐煤、焦炭、石油焦、瀝青、樹脂；添加劑指電石生產專用ZC-1型、ZC-2型、ZC-3型專用添加劑。

上述的料棒或料球指為改善爐內透氣性，大幅度提高電石反應速度而將一起粉磨的或單獨粉細后再混合均勻的鈣質和碳質原料的含添加劑混合物，利用滾輪擠壓成型機或對滾成型機或成球盤或其它擠出成型機制成的料棒或料球，料棒為Φ5mm～Φ100mm同一規格的圓柱體，料球規格Φ3mm～Φ60mm。混合料的配比為鈣質原料∶碳質原料∶添加劑＝1.5～5∶1～5∶0.01～0.5。

本發明的多級熱源電石生產裝置由二級以上機構配置構成整體的立式爐，爐體頂部安裝有鎖風加料、布料及抽風裝置，中上部配有供預熱空氣或富氧空氣和燃料的氧熱裝置，下部安裝有電爐加熱裝置，底部具有電石液排料裝置，此外，還包括必要的測溫、測壓及電氣自動化控制系統，采用不同的電爐加熱裝置，立式爐其機構配置有較大差異。

上述立式爐中物料的預熱、分解、部分熔融其熱源由一層或幾層腰風裝置供預熱空氣或富氧空氣、促使爐內部分C和CO等氧化燃燒供熱，升溫至1400℃以上，一般升溫至1500℃～1800℃，氧熱主要燃料為爐內化學反應產生的CO和揮發份，立式爐采用頂部抽風運行，抽出的CO及揮發份高含量的煙氣經處理做為立式爐氧熱燃料或另作他用，立式爐噴吹腰風利用出爐高溫電石余熱熱交換預熱或熱風爐預熱，熱風爐燃料可采用爐頂抽出煙氣作燃料或采用燃煤；立式爐內氧熱燃料也可另行采用燃油、燃氣或煤粉噴吹。