CN102225765A - 一种生产电石的精煤粉与石灰石粉混合球团 - Google Patents
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Abstract
一种生产电石的精煤粉与石灰石粉混合球团，由精煤粉与石灰石粉混合组成，采用精煤粉或焦炭颗粒与石灰石粉按1∶2.2～2.8的重量百分比比例混合，再采用与该混合物重量比为4.6～5.6%的粘结剂和8～12%的水将混合物搅拌匀化；其中精煤粉或焦炭颗粒的灰份在15%以下，固定炭在85%以上；石灰石颗粒的碳酸钙含量在97%以上。本发明通过成形设备将搅拌匀化的混合物原料压制成符合电石生产工艺的球团，干燥后投入电石炉生产，代替传统的块状炭材和块状石灰。本发明省去了繁杂的煅烧石灰的过程，生产成本大大降低，具有节能减排，增加电石产量、提高发气量、降低电炉电耗、操作、维护方便的显著优点。
Description
技术领域
本发明属于煤化工电石原材料生产加工技术领域，具体涉及到用一种粘结剂将电石生产的原料，精煤（焦）粉和石灰石粉压制成符合电石生产工艺的球团，最终投入电石炉生产，代替传统的以块状炭材和石灰原料。
背景技术
随着全球石油供应日益紧张、石油价格不断攀升，电石作为替代石油生产有机产品的重要原料，正发挥着越来越重要的作用，因此电石被称为“初级产品，高级能源”。而从电石生产半个世纪以来的经验看，主要应优化四大要素，才能取得较好的经济技术指标，这四大要素是：优良的设备性能、合理的工艺参数、高品质的原料、精细的操作方法。就近年的电石发展趋势看，电石炉已逐步实现设备的大型化密闭化、工艺参数的自动化、操作水平的专业化，但唯有电石原料质量在逐年降低，在电石原材料上进行改良创新的很少。传统的以块状炭材和石灰原料生产电石存在的缺陷是具有繁杂的煅烧石灰的过程，生产成本太高，电炉电耗的能耗大、排放难以达标，同样的能耗电石产量也低、发气量少，操作、维护困难。
发明内容
本发明的目的正是为了克服上述现具有节能减排，增加电石产量、提高发气量，降低电炉电耗，操作、维护方便的生产电石的精煤粉与石灰石粉混合球团。
本发明是通过如下技术方案来实现的。
一种生产电石的精煤粉与石灰石粉混合球团，本发明的特征是，由精煤粉与石灰石粉混合组成，采用精煤粉或焦碳颗粒与石灰石粉按1：2.2～2.8的重量百分比比例混合，再采用与该混合物重量比为4.6～5.6%的粘结剂和8～12%的水将混合物搅拌匀化；其中精煤粉或焦碳颗粒的灰份在15%以下，固定碳在85%以上；石灰石颗粒的碳酸钙含量在97%以上。
本发明精煤粉或焦碳颗粒与石灰石颗粒的颗粒度为：1mm以下占80%， 1-2mm占20%。
本发明粘结剂采用腐植酸干粉，这种粘结剂能在炉内温度1500～1700度时散开。具有较好的冷强度，并能耐高温，这样便于电石炉内料层结构的形成。
本发明的有益效果是，与传统电石生产工艺比较，主要有以下优点：
1、节能减排方面
（1）本发明利用石灰石粉代替块状石灰，省去了传统电石生产过程中烧石灰的过程，仅此一项，节省了燃料，降低了二氧化碳及其它有害气体的排放。
（2）新型电石原料由于采用了石粉和精碳粉，而且球团形状规则，接触表面积大，增加了炉内比电阻，电极容易下行。电极控制容易，节电，在10%～15%左右。
（3）新型电石球团为成品原料，降低了粉尘的排放量，减少了环境污染，可成为电石行业的节能减排新技术。
2、生产成本方面
（1）直接成本优势
新型电石原料代替传统的块状原料，其直接成本优势主要体现在：
石粉代替了石灰，省去煅烧石灰的过程。根据当前市场，外购石灰300元/吨，而外购石灰石20元/吨，粘结剂吨成本80元，干燥吨成本50元，其它吨成本50元，这样可以节省300-20-80-50-50=100元，即采用新型原料每吨仅碳可以节约100元。
在电石行业微利时代，单项原料就有100元的降低实属不易。以我厂16500KVA的电石炉来计算，一年3万吨，直接成本可节约300万。
（2）隐形成本优势
电石生产的隐形效益主要从电石产量、电石发气量、电炉电耗、操作方式、设备维护等方面体现在以下几点：
第一、由于新型电石原料按配比预制成球团后，形状规则，原料的接触面积增大，反应速度快，增加了电石产量（7%左右）；
第二、原料配比均一、反应均匀，电石发气量高（同样配比可提高5～10个发气量）；
第三、使用新型电石原料后，电极深入到位，电炉电耗低（省电10%），操作上也更容易；
第四、传统工艺经常出现电极不易插深，造成表面温度高，损伤设备，停炉频繁等原因，使用此种新原料，电极容易控制，工人操作简便舒适，设备损伤少，停炉时间少。提高了设备运转率，降低了设备维护成本。
一、本发明电石原料的生产
1、生产条件：石灰石粉中碳酸钙含量≥54-56%、精煤（焦）粉固定碳≥84%、一种粘结剂、新原料球团入炉水份≤5%。
2、产品质量以310L/kg计算。
3、原料配比。电石炉料的配比通常是以100公斤石灰配合多少公斤碳素原料来表示。
CaO + 3C → CaC2 + CO
分子量： 56 36 64
纯度： A C B
但在实际生产中不可能采用纯原料，炉料配比时必须考虑原料的杂质含量，下式是我国电石生产中，通过较长时间的生产实践，积累起来的经验公式。
（1）干基炉料配比（X）= （56.3÷C×B＋F）/（87.5÷A×B＋D＋E）
式中：A─石灰中所含的氧化钙（CaO%）
B─电石成分（CaC2%）
C─碳素原料中所含的固定碳（C%）
D─电石中游离氧化钙含量（见下表）
E─投炉石灰损失量（公斤）
F─投炉碳素原料的损失量（公斤）
| 发气量（L/kg） | CaC2（%） | 游离CaO |
| 260 | 69.86 | 20 |
| 270 | 72.54 | 18 |
| 280 | 75.23 | 16 |
| 290 | 77.91 | 14 |
| 300 | 80.6 | 12 |
| 310 | 81.36 | 10 |
| 320 | 83.99 | 8 |
游离CaO与电石成份和发气量的关系
（2）湿基炉料配比（湿）= 干基配比/（1－水份）
（3）企业生产条件：
本地石灰石所含CaCO3为54%，石灰中的CaO含量为92%，选用精碳粉，固定碳含量为84%，水份含量为12%，电石发气量按310L/kg计算，炉料的配比为：
查上表可知310L/kg的电石含CaC2为81.36%，即B=0.8136，游离CaO含量为10%，即D=10，
故知A=0.9，B=0.8136，C=0.84，D=10，E=7，F=4，代干基炉料配比公式得
X=(56.3÷0.84×0.8136＋4）/（87.5÷0.9×0.8136＋10＋7）=0.6220。即100公斤石灰需要62.2公斤精煤粉，而精煤粉水份为12%，所示炉料配比（湿）=62.2/（1－0.12）=70.68，即石灰：精煤粉（湿）=100：70.68
而煅烧石灰石的反应为：CaCO3 → CaO + CO2
分子量： 100 56 44
即生产100公斤石灰需要CaCO3含量为97%的石灰石184.09公斤。所以根据以上计算可知，生产发气量为310L/kg的电石，原料配比为：
石灰石粉（含量97%）：精煤粉（湿）=184.09：70.68=2.61：1
4、成型干燥。将以上两种原料按计算好的配比加入搅拌机，并加入5%的粘结剂，加10%的水（以可以用手捏紧为适），搅拌均化。经成型设备压制成球团，球团直径为30-35mm。球团通过烘干后，提高冷强度，满足原料输送的要求。
5、投料入炉，本工厂使用的炉型为16500KVA内燃式电石炉。第一、入炉新型电石原料水份在5%以内，通过加料口将原料投入到炉内；第二、确保炉内料层结构不发生改变，利用炉内CO燃烧产生的热量，使球团原料中的碳酸钙变成氧化钙；第三、新型电石原料不宜过早裂开（在1600度的高温较适宜），因此粘结剂的选择很重要，这样才能使原料的反应速度适中，形成电石。
具体实验方式
实施一：将固定碳为84%的煤焦粉与碳酸钙含量为97%的石灰石粉，按质量比1：2.8混合,再采用与该混合物重量比为5%的粘结剂和10%的水将混合物搅拌匀化；其中精煤粉或焦碳颗粒的灰份在15%以下，固定碳在85%以上；石灰石颗粒的碳酸钙含量在97%以上。采用的精煤粉或焦碳颗粒与石灰石颗粒的颗粒度为：1mm以下占80%， 1-2mm占20%。将搅拌匀化的混合物压制成型后得到10吨此种新原料，投入16500KVA电石炉，得到发气量为245L/KG的成品电石。
实施二：将固定碳为88%的煤焦粉与碳酸钙含量为97%的石灰石粉，按质量比1：2.4混合,再采用与该混合物重量比为5.5%的腐植酸干粉粘结剂和12%的水将混合物搅拌匀化；其中精煤粉或焦碳颗粒的灰份在15%以下，固定碳在85%以上；石灰石颗粒的碳酸钙含量在97%以上。采用的精煤粉或焦碳颗粒与石灰石颗粒的颗粒度为：1mm以下占80%， 1-2mm占20%。将搅拌匀化的混合物压制成型后得到100吨此种新原料，投入16500KVA电石炉，得到发气量为285L/KG的成品电石，三根电极电流由原来的320A左右降低为260A左右。有生产电石技术存在的缺陷而提供一种生产成本大大降低。
Claims (3)
1.一种生产电石的精煤粉与石灰石粉混合球团，其特征是，由精煤粉与石灰石粉混合组成，精煤粉或焦碳颗粒与石灰石粉按1：2.2～2.8的重量百分比比例混合，再采用与该混合物重量比为4.6～5.6%的粘结剂和8～12%的水将混合物搅拌匀化；其中精煤粉或焦碳颗粒的灰份在15%以下，固定碳在85%以上；石灰石颗粒的碳酸钙含量在97%以上。
2.根据权利要求1所述的一种生产电石的精煤粉与石灰石粉混合球团，其特征是，精煤粉或焦碳颗粒与石灰石颗粒的颗粒度为：1mm以下占80%， 1-2mm占20%。
3.根据权利要求1所述的一种生产电石的精煤粉与石灰石粉混合球团，其特征是，粘结剂采用腐植酸干粉。
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