CN102746086A - 干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，包括电石破碎系统、干法乙炔反应系统、水泥生产系统；由电石炉出来的液态电石通过重力作用送往密闭装置，密闭装置设置气流喷嘴，通入加压的二氧化碳击碎液态电石，经破碎的电石通过除铁、破碎、除铁工序，再次送往干法乙炔反应器，经过计量的小粒径电石落入干法乙炔反应器内，在干法乙炔反应器隔板二段位置处设置开口，加入风积沙或炉渣，在搅拌装置作用下风积沙或炉渣与电石渣一起由干法反应器出口排出干法乙炔反应系统，后送往水泥生产系统，解决现有技术中电石破碎成本高、干法乙炔工段电石反应不完全、电石资源被浪费、乙炔收率低、反应器容易堵塞、工艺复杂等问题。

Description

干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置

技术领域

本发明属于化工领域，涉及干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置。

背景技术

工业上生产乙炔的方法有两种，即电石法和烃类裂解法。国外于20世纪70年代已基本转向烃类裂解法，电石法尤其涉及的干法乙炔由于其耗水量小、电石消耗低、电石渣含水低且综合利用效益明显也被国内外广泛关注并被大量投入工业化应用，其特点均是采用小块电石（粒度小于3mm）为原料，喷入稍大于理论水量的水，以及获得含水量约10%左右的副产品氢氧化钙以干粉状排出。但在工业应用中仍然电石不能完全反应，下料不畅，反应器容易堵塞，排出电石渣夹带乙炔气等问题。

美国专利2862805公开了一种干式乙炔发生器，它通过电石原料在发生器内循环往返使用，来解决大颗粒电石充分水解的问题，以获得较高的乙炔收率，但其结构十分复杂，同时，其乙炔气体出口采用滤布进行乙炔气体的过滤和净化，十分容易因细小的电石渣造成滤布的阻塞，从而影响生产。

四川宜宾天原股份有限责任公司申请了管道式结构的乙炔干式发生器专利，其采用大块电石为原料并设置电石渣乙炔分离装置、间歇式排渣；中国专利200710088002.0公开以一种干法乙炔发生系统，解决已有技术存在的乙炔收率低，工作环境恶劣，连续运行不稳定，副产品利用效益低，水资源浪费和污染环境的问题。李耀文等先后公开了中国专利201010596091.1“一种干法乙炔发生器”；201110071673.2 “乙炔发生器下料装置”； 200620159673.2 “一种干法乙炔发生装置 ”，上述专利技术均解决了电石与水反应乙炔收率低、反应器容易堵塞等问题。但在工艺应用中由于反应器中电石遇水逐渐反应，反应的电石渣包裹在电石颗粒，造成电石反应不完全，电石资源被浪费，乙炔收率降低，并且给前序电石破碎造成巨大负担，现有的技术手段主要是在反应器中加入耙子、减小电石粒度、改进电石进料方式并充分搅拌等方式来解决这一技术难点的，中国专利200920019565.9公开了一种干式乙炔发生器电石破碎装置，中国专利200820063490.X自动除铁电石破碎机都集中解决电石破碎问题，从而有效缓解上述问题，但即便经上述方法及装置破碎的电石参与后续反应仍存在反应不完全、反应器容易堵塞，投资大，设备损耗严重，尤其对破碎工艺提出了更高的技术要求。

因此如何提高干法乙炔工艺中电石反应完全，防止反应器堵塞，减轻破碎负荷是当前工程技术人员关注的焦点，此外，由于干法乙炔产生的大量废渣严重抑制了工业化连续生产，国内现有的电石法PVC企业都是将电石渣生产为水泥，解决电石渣的污染问题，大部分工艺都是将反应后的电石渣经输送或运送到水泥生产工序经过旋风干燥后与其他配料进行煅烧制得水泥，中国专利200810092920.5公开了一种干电石渣干法制水泥工艺，包括原料储存、输送、混合、煅烧、粉磨等阶段；其最大的优点在于对干法乙炔产生的电石渣进行了综合利用，变废为宝；并解决了现有技术中对电石渣制水泥过程中电石渣掺加量低，设备容易损坏、操作上不易控制、经济效益较低、污染环境等问题，专利200810072854.5公开的干排电石渣100%替代天然石灰质原料生产水泥熟料工艺方法”也是利用废渣生产水泥，使废电石渣可全部利用窑尾废气烘干，熟料烧成热耗降低约25%，不仅可消除环境污染，实现电石渣的资源化处理，但是其配料系统所用原料调配装置都是按照传统制水泥工艺所设计，造成原料下料不畅、成分波动大的现象，产品合格率低等不良后果。因此，提供一种全新的干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，是该领域技术人员渴望解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中电石破碎成本高、干法乙炔工段电石反应不完全、电石资源被浪费、乙炔收率低、反应器容易堵塞、工艺复杂等问题，进而提供了一种工艺简单、电石反应完全、乙炔收率高，水泥生产连续稳定的干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置。

一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，包括电石破碎系统、干法乙炔反应系统、水泥生产系统；由电石炉出来的液态电石通过重力作用送往密闭装置，密闭装置设置气流喷嘴，通入加压的二氧化碳击碎液态电石，经破碎的电石依次通过电磁除铁、破碎机、电磁除铁工序，再次通过输送装置、筛分装置、细电石料仓、输送计量装置送往干法乙炔反应器，经过计量的小粒径电石落入干法乙炔反应器内，由搅拌频率与加料量成比例关系的搅拌装置将小粒径电石平均分布在隔板上，在干法乙炔反应器隔板二段位置处设置开口，通过动力输送装置、输送计量装置按水泥生产中风积沙或炉渣参与配料的比例，从开口处加入风积沙或炉渣，在搅拌装置作用下风积沙或炉渣与电石渣一起由干法反应器出口排出干法乙炔反应系统，后送往水泥生产系统，经干燥管干燥后，重力较大的风积沙或炉渣由干燥管排出，经除铁后被送往水泥研磨工段，干燥的电石渣被送往水泥均化系统，再与研磨工段研磨好的水泥配料依次送往预热器、分解炉、水泥窑进行煅烧，后加入石膏或煤矸石和柠檬酸渣、脱硫石膏、石灰渣一并送往水泥磨研磨。

所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其干法乙炔反应器由外壳，搅拌器，隔板，耙子和喷水装置组成，耙子设置在搅拌器上，并与隔板层数相对应，干法乙炔反应器隔板二段位置外壳处设置开口，通过动力输送装置、输送计量装置按比例从开口处加入风积沙或炉渣，由于加入风积沙或炉渣比重比电石大，在电石颗粒下方，当干法乙炔反应器内开始反应时，电石渣会不断的包裹在电石颗粒上，阻止其电石完全反应，加入风积沙或炉渣在搅拌器旋转的过程中，与包裹电石渣的电石颗粒形成摩擦，不断脱去电石渣，使电石能够充分的与水反应，并且由于风积沙或炉渣的存在使下料更加平稳，防止了反应器堵塞。

所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其干法乙炔反应器喷水装置设于反应器顶部，喷水装置由进水管和喷水管及喷水管上的喷头组成；水被均匀雾状形态喷洒在电石颗粒上，节约水资源。

所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其隔板水平或向上倾斜设置，耙子由刮刀与钢筋棒间隔垂直固定在隔板上；对电石颗粒不断搅拌和破碎，使电石颗粒充分与水接触，防止电石堆积堵塞，增加乙炔收率。

所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其电石破碎系统采用二氧化碳气体击碎熔融电石液体，也可将液态电石置于体积等同的电石锅中冷却后进行破碎；二氧化碳气体不与高温液态电石液体反应，不会产生新的杂质，体积较小的电石有利于除去铁杂质及减轻后续电石破碎装置的负荷。

所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其水泥生产系统中水泥配料为净化灰和炉渣、石灰石渣、硫酸渣、铜渣、粉煤灰组成；全部由100%废渣生产水泥，实现了资源再利用。

本发明所述一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其干法乙炔反应系统设置除尘洗涤装置，除尘洗涤装置由管状壳体和其上的进水口、若干个伸入内部的喷头组成。

本发明所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，在干法乙炔反应器底部设置出渣绞龙或星形下料器或两者单独使用，并对其进行密封处理，保证乙炔气不会泄露，同时星形下料器可适用于含水量2%～20%的电石渣，降低了整个工艺的操作要求。

本发明所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，粗乙炔气从干法乙炔发生器出来用水喷淋洗涤，脱除乙炔气中夹带的泥浆，然后经正水封和冷却器，进入冷却塔，用清净塔底来的废次氯酸钠液进一步冷却，冷却后的乙炔气去清净系统或气柜。洗涤废水不断排出，经过渣浆泵打至沉降池沉淀，并用浆料泵送至压滤机压滤，滤液全部返回供水罐供乙炔气洗涤。

本发明所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，干法乙炔反应系统采用自动控制系统精确确定电石与水的配比，并根据水泥配比的量加入风积沙或炉渣，使反应温度、压力、电石渣含水量实现可控。

本发明所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，干法乙炔反应系统还可采用将乙炔气出口的部分乙炔经换热器及热水后再次通入干法乙炔反应器底部。高温含水饱和的乙炔气由于通入干法乙炔反应器，水分被冷凝下来，进一步促进未反应的电石反应完全。

本发明所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其密闭装置为密封的箱体装置，防止电石破碎过程飞溅，经加压的气体破碎电石后被加热，产生的热气流经引风装置进入余热锅炉，产生蒸汽，将热量回收利用。

本发明的有益效果是。

采用将风积沙或炉渣参与干法乙炔反应系统，加入风积沙或炉渣在搅拌器旋转的过程中，与包裹电石渣浆的电石颗粒形成磨察，不断脱去电石渣，使电石能够充分的与水反应，并且由于风积沙或炉渣的存在使下料更加平稳，防止了干法乙炔反应器排出电石渣管道的堵塞，风积沙或炉渣在参与反应工序后直接应用于水泥生产。

因现有技术中电石破碎工序难度大，易造成设备损坏，造成系统终止，本发明采用二氧化碳气体击碎熔融电石液体，减轻了后续破碎的负荷，有利于除去电石中的铁杂质，为水泥生产工序提供合格的电石渣。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺流程图。

图2是实施例的干法乙炔反应器结构示意图。

具体实施方式

参照附图1-2，一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，包括电石破碎系统、干法乙炔反应系统、水泥生产系统；由电石炉1出来的液态电石通过重力作用送往密闭装置2，密闭装置2设置气流喷嘴，通入加压的二氧化碳击碎液态电石，经破碎的电石依次通过电磁除铁3、破碎机4、电磁除铁3工序，再次通过输送装置、筛分装置、细电石料仓、输送计量装置送往干法乙炔反应器5，干法乙炔反应器5由外壳15，搅拌器13，隔板16，耙子14和喷水装置12组成，耙子14设置在搅拌器13上，并与隔板16层数相对应；经过计量的小粒径电石落入干法乙炔反应器5内，由搅拌频率与加料量成比例关系的搅拌装置将小粒径电石平均分布在隔板16上，干法乙炔反应器5隔板16二段位置外壳15处设置开口6，通过动力输送装置、输送计量装置按比例从开口6处加入风积沙或炉渣，在搅拌装置作用下风积沙或炉渣与电石渣一起由干法乙炔反应器5出口排出干法乙炔反应系统，后送往水泥生产系统，经干燥管7干燥后，重力较大的风积沙或炉渣由干燥排出，经电磁除铁3后风积沙或炉渣被送往水泥研磨工段，干燥的电石渣被送往水泥均化系统8，再与研磨工段研磨好的水泥配料依次送往预热器9、分解炉10、水泥窑11进行煅烧，后加入石膏或煤矸石和柠檬酸渣、脱硫石膏、石灰渣一并送往水泥磨研磨。

实施例2与实施例1的不同之处在于干法乙炔反应器5隔板16三段或四段位置外壳15处设置开口6。

实施例3与实施例1或2的不同之处在于电石破碎系统采用置于体积等同的电石锅中冷却后进行破碎。

Claims (8)

1.一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，包括电石破碎系统、干法乙炔反应系统、水泥生产系统；其特征在于经电石破碎系统破碎的电石通过除铁、破碎和再次除铁工序，依次经输送装置、筛分装置、细电石料仓和输送计量装置送往干法乙炔反应器，由搅拌装置将电石平均分布在干法乙炔反应器隔板上，在干法乙炔反应器外壳上设置开口，从开口处加入含二氧化硅的固体颗粒，在搅拌装置作用下反应完成后，含二氧化硅的固体颗粒与电石渣一起由干法反应器出口排出系统，送往水泥生产工段，经干燥管干燥后，含二氧化硅的固体颗粒由干燥管排出，除铁后被送往水泥研磨工段；干燥后的电石渣被送往水泥均化系统，再与研磨工段研磨好的水泥配料依次送往预热器、分解炉和水泥窑进行煅烧，最后加入水泥缓凝剂送往水泥磨。

2.按权利要求1所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其特征在于干法乙炔反应器由外壳，搅拌器，隔板，耙子和喷水装置组成，隔板水平或向上倾斜设置，耙子设置在搅拌器上，并与隔板层数相对应。

3.按权利要求1所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其特征在于干法乙炔反应器喷水装置设于反应器顶部，喷水装置由进水管和喷水管及喷水管上的喷头组成。

4.按权利要求1所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其特征在于所述的电石破碎系统采用加压的气体破碎方式，所述的气体破碎方式由电石炉出来的液态电石送往密闭装置，密闭装置设置气流喷嘴，通入加压的气体击碎液态电石。

5.按权利要求1所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其特征在于所述的电石破碎系统采用置于体积等同的电石锅中冷却后进行破碎。

6.按权利要求1所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其特征在于水泥生产系统中水泥配料为净化灰和风积沙或炉渣、石灰石渣、硫酸渣、铜渣和粉煤灰组成。

7.按权利要求4所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其特征在于加压的气体为二氧化碳或惰性气体。

8.按权利要求1所述的一种干法乙炔联产电石渣水泥工艺及装置，其特征在于含二氧化硅的固体颗粒为风积沙或炉渣。

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