[發(fā)明專利]一種電石生產(chǎn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810239805.6
• 申請(qǐng)日: 2008-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101428799A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉振宇;劉清雅;李國(guó)棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B31/32
• 分類號(hào): C01B31/32
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉 萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電石生產(chǎn)系統(tǒng)，具體地講，涉及一種由固體含碳原料和含鈣原料通過(guò)兩段法生產(chǎn)電石的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

碳化鈣俗稱電石(CaC₂)，上世紀(jì)中葉之前被譽(yù)為有機(jī)合成之母。目前主要用于生產(chǎn)氯乙烯基、醋酸乙烯基和丙烯酸基等系列產(chǎn)品，如我國(guó)70％左右的PVC(聚氯乙稀)生產(chǎn)源于電石乙炔。近年來(lái)，石油價(jià)格的高漲刺激了電石工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)電石產(chǎn)量由2002年的425萬(wàn)噸增加到2006年的1177萬(wàn)噸。

傳統(tǒng)的電石生產(chǎn)采用固定床-電弧法，利用電弧產(chǎn)生的高溫將固定床(也稱移動(dòng)床或電爐)中的塊狀氧化鈣和塊狀焦炭加熱至2000℃以上，停留一定時(shí)間而生成熔融態(tài)電石。生產(chǎn)過(guò)程中氧化鈣和焦炭的混合物由電爐上端加入，二者反應(yīng)生成的CO通過(guò)塊狀物料縫隙從爐體上部排出，熔融的產(chǎn)物電石由爐底排出，經(jīng)冷卻、破碎得到成品。

電弧法采用高品位的電能加熱，能耗很高。據(jù)報(bào)道，我國(guó)生產(chǎn)1噸電石的平均電耗達(dá)3250kW·h[唐維成，節(jié)能技術(shù)，1999，17(1)：38]，其中，60％左右用于原料加熱和反應(yīng)，40％左右由高溫電石爐氣(包括CO)放空帶走[鄭國(guó)漢，電石生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展，現(xiàn)代化工，1985：22-25]。除此以外，電爐構(gòu)造復(fù)雜、難以放大、電極消耗量大，導(dǎo)致投入和運(yùn)行成本很高。

據(jù)報(bào)道，電石也可由氧熱法制備，即通過(guò)煤、重油或天然氣等燃燒提供熱量，替代電極供熱[鄭國(guó)漢，電石生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展，現(xiàn)代化工，1985：22-25]。日本(昭61-178412)和德國(guó)有關(guān)資料公開(kāi)了豎爐全焦氧熱法，但由于焦炭消耗量倍增，生產(chǎn)成本還高于電弧法。2005年，我國(guó)(CN1843907A)公開(kāi)了一種以煤、天然氣、重油等相對(duì)廉價(jià)的燃料輔助供熱的氧燃噴吹技術(shù)，通過(guò)加入螢石和碎鐵，同時(shí)生產(chǎn)電石和硅鐵，并將副產(chǎn)氣體CO用于生產(chǎn)煤氣。但截至目前，氧熱法尚未推廣應(yīng)用[化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)，1990，1：20]。

顯然，傳統(tǒng)的電弧法和氧熱法生產(chǎn)電石均采用固定床反應(yīng)器，只能使用塊狀原料(3-20cm)，以保障產(chǎn)物CO氣體的排出，避免氣流不暢導(dǎo)致“崩床”。然而，塊狀原料的反應(yīng)面小、反應(yīng)速率慢，在爐內(nèi)的停留時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)能力小，單位產(chǎn)品能耗很高。另外，塊狀原料在備料中的損失很大，一般約20％以上的原料由于粉碎粒度過(guò)小而不能使用[魏澤民，電石工業(yè)節(jié)能技術(shù)的研究，中國(guó)氯堿，1998，7：31]。因此，電石生產(chǎn)“高投入、高能耗、高污染”的關(guān)鍵原因是采用塊狀原料和電弧供熱的方式、副產(chǎn)氣體CO沒(méi)有合理利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決電石生產(chǎn)“高投入、高能耗、高污染”的問(wèn)題，發(fā)明人通過(guò)大量的研究和創(chuàng)造性的勞動(dòng)，研制出一種粉狀進(jìn)料的氧熱法電石生產(chǎn)系統(tǒng)，生產(chǎn)能力大、節(jié)能降耗。

本發(fā)明提供的一種電石生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：包括原料預(yù)熱單元和反應(yīng)單元；

原料預(yù)熱單元包括原料混合進(jìn)料裝置1、預(yù)熱裝置2、氣體壓縮裝置3和換熱器I?11；原料混合進(jìn)料裝置1包括固體原料混合器12和進(jìn)料器13，固體原料混合器12的出口與進(jìn)料器13的進(jìn)口連通；預(yù)熱裝置2設(shè)有原料入口16、氣體進(jìn)口17、氣體出口I?18和固體物料出口19；原料混合進(jìn)料裝置1的出口與預(yù)熱裝置2的原料入口16連通，氣體壓縮裝置3通過(guò)氣體進(jìn)口17與預(yù)熱裝置2連通；換熱器I?11通過(guò)氣體出口I?18與預(yù)熱裝置2連通；

反應(yīng)單元包括進(jìn)料裝置4、反應(yīng)器5和換熱器II?9；反應(yīng)器5上設(shè)有原料噴口6、氣體出口II?7和產(chǎn)物排出口8；進(jìn)料裝置4的固體物料入口與預(yù)熱裝置2的固體物料出口19連通；進(jìn)料裝置4的固體物料出口與反應(yīng)器5上的原料噴口6連通，原料噴口6上設(shè)有含氧氣體入口；反應(yīng)器5上的氣體出口II?7與換熱器II?9的氣體入口連通，換熱后部分氣體進(jìn)入預(yù)熱單元的氣體壓縮裝置3。

進(jìn)一步，進(jìn)料器13上設(shè)有氣體吹掃口，以防止固體物料堵塞進(jìn)料器。

進(jìn)一步，所述預(yù)熱裝置2包括預(yù)熱器14，預(yù)熱裝置2的固體物料入口16和氣體入口17設(shè)于預(yù)熱器上；預(yù)熱器為流化床反應(yīng)器或氣流床反應(yīng)器。

進(jìn)一步，當(dāng)所述預(yù)熱器14為氣流床反應(yīng)器，預(yù)熱裝置2還包括氣固分離器15，預(yù)熱裝置2的氣體出口I?18和固體物料出口19設(shè)于氣固分離器15上。氣體出口I?18出來(lái)的氣體通過(guò)換熱器I?11排空。

氣固分離器15優(yōu)選為旋風(fēng)分離器。

進(jìn)一步，反應(yīng)單元的進(jìn)料裝置4上設(shè)有氣體吹掃口，以防止物料堵塞進(jìn)料裝置。