[發(fā)明專利]一種用于生產(chǎn)電石的混合料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510080429.0
• 申請(qǐng)日: 2015-02-13
• 公開（公告）號(hào): CN104591186A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任中山;曹志成;薛遜;吳道洪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): C01B31/32
• 分類號(hào): C01B31/32
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電石生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種用于生產(chǎn)電石的混合料。

背景技術(shù)

電石主要用于生產(chǎn)乙炔以及乙炔基化工產(chǎn)品，是有機(jī)合成工業(yè)的重要原料，其主要成分為CaC₂，主要采用電熱法和氧熱法生產(chǎn)。目前工業(yè)上生產(chǎn)電石全部采用電熱法，雖電熱法工藝經(jīng)過不斷地改進(jìn)，但仍存在以下缺點(diǎn)：1)采用優(yōu)質(zhì)碳素原料(焦炭、無煙煤等)，生產(chǎn)成本較高；2)生產(chǎn)中采用塊狀碳素原料和石灰，傳質(zhì)和傳熱效率低，反應(yīng)速率較低；3)采用電弧加熱，發(fā)電過程的熱電轉(zhuǎn)換效率僅為40％左右，一般電耗為3200～3600kwh/t電石，能耗較高，嚴(yán)重阻礙了電石行業(yè)的發(fā)展。

氧熱法是通過燃料(煤、重油或天然氣等)燃燒提供熱量，替代電弧供熱來生產(chǎn)電石，但截至目前此法無工業(yè)化應(yīng)用。為了進(jìn)一步優(yōu)化電熱法工藝，達(dá)到降低成本，節(jié)能降耗，縮短生產(chǎn)周期的目的，制備電石時(shí)開始采用劣質(zhì)煤，并將煤和石灰磨細(xì)到毫米級(jí)甚至更細(xì)粒度，進(jìn)行混合并壓塊或壓球，再經(jīng)過或者不經(jīng)過熱解后在2000℃左右的高溫下制備電石。在現(xiàn)有技術(shù)中，一般需要在碳素原料中添加有機(jī)粘結(jié)劑，才能夠獲得制備電石的原料。但由于有機(jī)粘接劑在高溫下會(huì)揮發(fā)或失效，混合料經(jīng)熱解后經(jīng)常發(fā)生粉化或者沒有強(qiáng)度，使得下一步電石的制備流程無法進(jìn)行，因此，為了實(shí)現(xiàn)新電熱法工藝的實(shí)施，本領(lǐng)域亟需一種能夠滿足工業(yè)為電石生產(chǎn)需要的原料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中用于生產(chǎn)電石的混合料經(jīng)熱解后粉化或者強(qiáng)度弱的缺陷，提供一種成本低、強(qiáng)度高的生產(chǎn)電石的混合料。

本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)電石的混合料；所述混合料由包含碳素原料、生石灰、糖蜜和磷酸二氫鋁的原料、經(jīng)壓制成型和高溫?zé)峤庵苽涠伞?/p>

具體的，各原料的重量份為：碳素原料與生石灰共100份，糖蜜1～5份，磷酸二氫鋁2～10份。

優(yōu)選地，各原料的重量份為：碳素原料與生石灰共100份，糖蜜2～3份，磷酸二氫鋁5～8份。

所述碳素原料與生石灰的重量比以C：CaO計(jì)為1:1～1.8，優(yōu)選為1:1.2～1.4。

本發(fā)明所述碳素原料可選用長焰煤或褐煤，以實(shí)現(xiàn)劣質(zhì)煤的高效利用，降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明糖蜜作為有機(jī)粘結(jié)劑，粘度較大，能促進(jìn)石灰和煤粉的聚合成型，同時(shí)使混合料在冷態(tài)下具有較好的強(qiáng)度。本發(fā)明所述磷酸二氫鋁作為無機(jī)粘結(jié)劑，在加熱時(shí)會(huì)脫水縮聚并燒結(jié)，經(jīng)過350℃～500℃烘干后就具有高抗折、抗壓、抗水化性能，可以使所得混合料擁有很高的強(qiáng)度。本發(fā)明所使用的磷酸二氫鋁可以是固體，也可以是液體。

本發(fā)明提供的糖蜜與磷酸二氫鋁以特定比例添加到混合料中，可以發(fā)揮協(xié)同作用，使混合料的強(qiáng)度增加。

為了使混合料獲得良好的強(qiáng)度，本發(fā)明使用的各固體原料均可進(jìn)行研磨預(yù)處理，從而減小顆粒的粒徑；具體而言，各固體原料中，粒徑150μm以下的顆粒優(yōu)選為總量的85％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為總量的92％以上。各固體原料還可以進(jìn)行干燥預(yù)處理；具體而言，各固體原料的含水量優(yōu)選為小于1％。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的混合料由包含如下重量份的原料、經(jīng)壓制成型和高溫?zé)峤庵苽涠桑禾妓卦吓c生石灰共100份，糖蜜2～3份，磷酸二氫鋁5～8份；其中，碳素原料與生石灰的重量比以C：CaO計(jì)為1:1.2～1.4；所述碳素原料為粒徑150μm以下顆粒占總量的85％以上的、含水量小于1％的長焰煤或褐煤；所述生石灰中粒徑150μm以下的顆粒占生石灰總量的85％以上。

本發(fā)明提供的混合料對(duì)具體原料以及原料之間的用量配比進(jìn)行了優(yōu)化，各成分之間協(xié)同作用，可以使制備而成的混合料具有良好的強(qiáng)度和優(yōu)異的綜合性能，適于生產(chǎn)電石。

本發(fā)明進(jìn)一步保護(hù)所述混合料的制備方法。具體而言，所述制備方法包含以下步驟：

(1)壓制成型：將各原料按重量比混合均勻后，壓制成厚度12～20mm的成型產(chǎn)物；

(2)高溫?zé)峤猓喝〔襟E(1)所得成型產(chǎn)物，在以高純氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣、溫度450～750℃條件下，熱解20～60min，即得混合料。

本發(fā)明步驟(1)中，將成型產(chǎn)物的厚度控制在12～20mm，以便于成型并使產(chǎn)物具有一定強(qiáng)度，且在熱解時(shí)易于熱解充分；所述成型產(chǎn)物的形狀可以是塊狀、球狀、不規(guī)則形狀等；

本發(fā)明步驟(2)中，所述熱解溫度優(yōu)選為680～700℃，熱解時(shí)間優(yōu)選為30～40min；在熱解的同時(shí)，可以同時(shí)收集逸出的揮發(fā)性成分。所述揮發(fā)性成分用于加工其他產(chǎn)品，帶來額外的經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明進(jìn)一步保護(hù)所述混合料在電石生產(chǎn)中的應(yīng)用。