CN103703110B - 副产品熟石灰排出装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种结构简单，维护次数少的副产品熟石灰排出装置。一种副产品熟石灰排出装置，包括：使其与乙炔发生机的副产品熟石灰排出口连接，用于对从乙炔发生器来的副产品熟石灰中含有的未反应的电石进行搅拌，使其进行其反应的，内部设置桨叶搅拌器的熟成机；用于对该熟成机进行加热的加热装置；与所述该熟成机的出口相连接，上部有入口，下部有出口，保留好从乙炔发生机出来的副产品熟石灰的密封罐；用于从所述罐的出口取出副产品熟石灰的排出机；用于对所述罐以及排出机进行加热的加热装置；对所述罐的重量进行计测的秤量器；根据所述秤量器计测出的所述罐的重量，控制副产品熟石灰的取出速度的控制机构。

Description

副产品熟石灰排出装置
技术领域
本发明涉及一种干式乙炔制造设备，更具体的是涉及一种干式乙炔发生设备附属的副产品熟石灰排出装置。
背景技术
从很久以前，作为在工业上制造乙炔的方法，是使钙电石(CaC2，以下称为「电石」。)和水反应(CaC2+2H2O→C2H2+Ca(OH)2)。如对所述方法粗分，可以分为湿式法和干式法。湿式法因相对于电石需要使用10当量以上的水，所以作为副产品的熟石灰和水的混合物变为泥浆状，其处理麻烦。干式法为，在比化学当量稍微过量的水的存在下进行反应的方法，成为副产品的熟石灰是一种只含有几个百分点的水分的粉状物，其处理容易进行。
以往的干式乙炔发生设备例如图6所示。其为日本特公昭31-7838号公报(专利文献1)的附图中记载的一种干式乙炔发生设备，其中1为电石运送车，2为斗式提升机，3为料斗，4为斗式提升机，5为乙炔发生机，蜿蜒设置的棚板6、7的上面有搅拌臂8旋转，由斗式提升机4供给的电石以及供水口9散布的水被一边搅拌，一边向下方运送。10为螺旋推压式的熟石灰取出口，11为可以实现的大口径的乙炔取出管，12为挡板型集尘装置，13、14为水洗型集尘装置，15为乙炔流量计，16为水封安全装置，17为乙炔送出管，18为供水泵，19为供水管，20为供水控制装置，21为防爆用氮气管。
在此，专利文献1记载的发明中，生成的熟石灰从螺旋推压式的熟石灰取出口10回收。由此，熟石灰可以将出口充分地堵塞，从而可以防止空气进入乙炔发生机内。
日本特公昭33-285号公报(专利文献2)中，记载了设置在乙炔发生装置等所使用的密封装置后段的粉体排出装置。所述文献中，记载了一种粉体排出装置，其特征为：粉体时常保持一定的密封力，将密封装置内的气压和大气压隔开，为了达到使粉体的排出顺利地连续进行的目的，排出粉体的螺旋输送器1被架设为与发条2的力相抗，并且可以向轴方向移动，这样作用的轴方向的压力通过环3、4、5传动给与排出口相对的排出阀6的同时，由重锤10对所述排出阀6施加外力，根据粉体的排出阻力来对排出阀6的开度以及压缩力进行自动控制。专利文献2记载的第1图如图7所示。
根据专利文献2记载的发明，粉体的密封力是由粉体的含水率和加在粉体上的外力所决定的。含水率小时，施加大的外力；含水率的大时，施加小的外力，以此来常时保持一定的密封力。由此，排出的粉体依据粉体的含水率，其压缩度有所不同。
进一步，日本特公昭33-632号公报(专利文献3)中，记载了对乙炔发生装置底部发生的残渣以及未反应电石进行强力混合以及压搾，对熟石灰覆盖壳覆盖的残渣中残留的未反应电石进行压搾搅拌，使其完全反应的螺旋输送器装置3。进一步，还记载了从螺旋输送器装置3出来的残渣被排出用的螺旋输送器装置5进一步混合搅拌后，从具有圆锥形截面的开口20排出。在开口20设置了具有由重锤22产生适当荷重的压盖21，由此，开口20内的残渣时常受到适当的压搾力，残渣层使发生装置与外气完全隔开，并可以将残渣连续地排出。专利文献3记载的附图如图8所示。
日本特公昭45-26629号公报(专利文献4)中，从残渣出口11出来的副产品熟石灰中含有的少量未反应电石在桨叶式搅拌机19内被搅拌，从而进行完全的反应。从桨叶式搅拌机l9中出来的副产品熟石灰由连续排出机20排出体系外。专利文献4记载的附图如图9所示。
(专利文献)
专利文献1：日本特公昭31-7838号公报
专利文献2：日本特公昭33-285号公报
专利文献3：日本特公昭33-632号公报
专利文献4：日本特公昭45-26629号公报
如此，以往的乙炔发生设备，为了使副产品熟石灰中混入的未反应的电石进行反应，在乙炔发生机的后段设置螺旋输送器装置以及桨叶式搅拌机。进一步，副产品熟石灰的排出作业由螺旋推压器以及螺旋输送器来进行，在副产品熟石灰取出口设置排出阀以及压盖，来确保乙炔发生设备保持密封状态。
但是，所述的手法机构复杂，必须进行频繁的维护。因此，本发明课题是提供一种可以解决所述问题的副产品熟石灰排出装置。另外，本发明的另一个课题是提供具有这种副产品熟石灰排出装置的乙炔发生设备。
发明内容
为了解决所述课题，本发明的一个侧面是一种副产品熟石灰排出装置，包括：
与乙炔发生机的副产品熟石灰排出口连接，对从乙炔发生机出来的副产品熟石灰中含有的未反应电石进行搅拌并使其反应的，内部设置桨叶搅拌器的熟成机；
用于对该熟成机进行加热的加热装置；
与所述该熟成机的出口相连接，上部有入口，下部有出口，保留好从乙炔发生机出来的副产品熟石灰的密封罐；
用于从所述罐的出口取出副产品熟石灰的排出机；
用于对所述罐以及排出机进行加热的加热装置；
对所述罐的重量进行计测的秤量器；
根据用所述秤量器计测的所述罐的重量，控制副产品熟石灰的取出速度的控制机构。
在本发明的副产品熟石灰排出装置的一个实施方式中，所述的桨叶搅拌器为2轴桨叶搅拌器。
在本发明的副产品熟石灰排出装置的另一个实施方式中，所述桨叶搅拌器包括：
搅拌轴；
在所述搅拌轴的周围安装的多个环；
在该环上，介于支轴安装的桨。
在本发明的副产品熟石灰排出装置的另一个实施方式中，所述排出机为比所述罐的出口还要高的位置，将副产品熟石灰排出的上升坡度的倾斜型螺旋输送器。
本发明的另一个侧面，为具有本发明的副产品熟石灰排出装置的乙炔发生设备。
在本发明的另一个侧面中，是一种从乙炔发生机出来的副产品熟石灰排出方法，包括：
对从乙炔发生机的副产品熟石灰排出口排出的副产品熟石灰中含有的未反应电石用桨叶搅拌器边搅拌，边使其在100-120℃进行反应的工序；
将未反应电石发生反应后的副产品熟石灰从设置在密封罐上部的入口导入，并保持在100-120℃温度的工序；
以及，将密封罐内的副产品熟石灰用排出机从设置在下部的出口取出的工序，在此，将副产品熟石灰的取出速度根据所述罐的重量进行控制。
在本发明的副产品熟石灰排出方法的一个实施方式中，所述的桨叶搅拌器为2轴桨叶搅拌器。
在本发明的副产品熟石灰排出方法的另一个实施方式中，具有
搅拌轴；
在所述搅拌轴的周围安装的多个环；
在该环上安装的桨。
在本发明的副产品熟石灰排出方法的另一个实施方式中，所述排出机为倾斜型螺旋输送器，所述倾斜型螺旋输送器运送的副产品熟石灰直至比所述罐的出口还高的位置上设置的取出口，其温度一直被保持在100-120℃。
根据本发明，提供了一种结构简单，特别是对用于取出副产品熟石灰的排出机的维护频度少的副产品熟石灰排出装置。
附图说明
[图1]本发明的一个实施方式的干式乙炔发生设备的概略图。
[图2]本发明的一个实施方式的副产品熟石灰排出装置的概略图(侧面图)。
[图3]本发明的一个实施方式的副产品熟石灰排出装置的概略图(平面图)。
[图4]熟成机内设置的二轴桨叶搅拌器的构成例。
[图5]安装到桨搅拌轴上的安装方法的一个例子的截面图。
[图6]日本特公昭31-7838号公报(专利文献1)记载的干式乙炔发生设备的附图。
[图7]日本特公昭33-285号公报(专利文献2)记载的粉体排出装置的附图。
[图8]日本特公昭33-632号公报(专利文献3)记载的干式乙炔发生装置的附图。
[图9]日本特公昭45-26629号公报(专利文献4)记载的干式乙炔发生装置的附图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式参照附图进行详细地说明，但是本发明的内容并不限于这些实施方式。
图1为本发明的一个实施方式的干式乙炔发生设备l00的概略图。本实施方式的干式乙炔发生设备100，包括：原料密封罐101、乙炔发生机102、除尘冷却塔103、脱硫塔104以及副产品熟石灰排出装置105。粉碎的钙电石和必要最小量(例：对电石为2.8-3.2当量)的水进行反应而发生乙炔气，将其经除尘等处理后再进行回收。另一方面，副产品的熟石灰以含有7-10重量%左右的水分的干燥状态进行回收。以下，对各工序各装置的动作以及目的进行说明。
1.原料供给工序
原料料斗(未图示)储藏着用破碎设备进行了预粉碎的电石。如电石的粒度过小，则易于发生温度上升、乙炔聚合等的副反应，另一方面，如粒度过大，则反应不能够充分地进行，所以将电石粉碎为4mm以下，平均粒径约为0.8-1.3mm左右的粒度为优选。从原料料斗的底部被取出的电石，例如，用螺旋输送器、斗式提升机以及移动输送器等，输送到原料密封罐101。作业中，为了防止从乙炔发生机102出来的乙炔的逆流，优选在原料密封罐101内用充分的量的电石时常装满。
原料密封罐101总是被电石装满，过量的电石可以用移动输送器反送到原料料斗。另外，为了安全，要使原料料斗、运送机械以及原料密封罐101内为氮氛围。也可使用稀有气体(He、Ne、Ar、Kr、Xe以及Rn)等的惰性气体。但是，因为是对钙类的物质进行处理，所以用二氧化碳不适合。从原料密封罐101的底部，通过螺旋运送器向乙炔发生机102进行电石供给。
2.乙炔发生工序
乙炔发生机102为多段搅拌方式，一般为圆筒状。在上段完成大部分的反应。在下段进行粉碎混合，使未反应的电石发生反应，来提高转换效率。图1所示的乙炔发生机102为10段构成，第1段以及第2段为反应段，第3至第10段为混合段。反应段加入电石，从喷口供给反应用水。对于从每个喷口喷雾出的反应水的流量，可以进行独立控制。由此，例如，将离原料投入口近的喷口的流量提高，越远的地方将流量控制得越小，或者发生机开机进行原料投入时，喷口的下部可以控制为等待原料到达时再开始喷水等等。供给的反应水可以为例如电石的2.8-3.2当量。反应水吸收反应热后蒸发，也有防止发生机102内温度上升的冷却效果。电石从第1段以及第2段棚上的外周部投入，以旋转轴106为中心旋转的旋转臂(未图示)上装有的多个搅拌叶片(未图示)将原料向中心部扩散移送，与上面来的雾状散布的反应水混和，边产生乙炔气，边从中心部的旋转轴106周边向第3段棚上落下。第3段中，与第1段相反，是从中心向外周部边反应边移送。此后，未反应的电石以及副产品熟石灰同样地反复蜿蜒移动，顺次到达下段，在最下段乙炔发生机102的反应结束。发生机102内，为了抑制乙炔的分解爆炸，优选控制在140℃以下，更优选控制到90-130℃左右。其后，乙炔气被送往除尘工序，同时副产品熟石灰被送往副产品熟石灰排出工序。
3.除尘工序
发生机102产生的乙炔气被送往除尘冷却塔103。此时，为了不让大粒径的副产品熟石灰进入除尘冷却塔103，在除尘冷却塔103的前段分上下两段安装带状螺旋107，由此在确保气道的同时，将大粒径的副产品推回发生机102。
流入除尘冷却塔103的乙炔气为80-95℃程度的温度，带状螺旋107不能除去的粉尘熟石灰与乙炔气同时存在。除尘冷却塔103分为下段的喷水室108和填满充填物的上段的充填室109。从除尘冷却塔103的下段流入的乙炔气，在喷雾室108内向上方流动的同时，粉尘熟石灰被雾状分散的喷雾水在洗涤的同时被冷却。接着，乙炔气在被环状、片状或者蜂窝状等形状的充填物充填的充填室109内进一步蜿蜒上升。冷却水110从充填室109的上方供给，冷却水110被分散板111在塔内均一分散后流入充填室109。乙炔气在通过充填室109期间，在喷雾室108中没有被冲洗掉的粉尘熟石灰被除去。气体的冷却也进一步进行，冷却到20-30℃左右。本实施方式中，为了减少使用水量；供给至充填室109内的冷却水110为新水，使用后的水被除尘水槽112接受，通过除尘水槽循环泵113，在喷雾室108进行再使用。在乙炔通过除尘冷却塔103期间，为了防止乙炔气在水中溶解而损失，排水温度优选保持在70-80℃左右的高温。
4.脱硫工序
通过除尘冷却塔103的乙炔，接着流入脱硫塔104。一般来说，原料电石中混有杂质硫化钙，会在乙炔发生机102与水进行反应，产生硫化氢。因此，在脱硫塔104中使用氢氧化钠(以下称NaOH)的水溶液将硫化氢去除。脱硫塔104内被充填物114填满，乙炔气中含有的少量硫化氢在脱硫塔104内蜿蜒上升期间，与从脱硫塔104的上方散布的NaOH水溶液发生反应，生成硫化钠被冲掉。使用后的NaOH水溶液进入脱硫水槽115，由脱硫循环泵117送返脱硫塔104，被脱硫水槽废液泵118送入废水处理系统。只要尚有脱硫効果，水就可以循环使用，从而就可以减少水的使用量。NaOH水溶液以外的碱液也可以使用，但是钙类的碱液有析出的可能性，所以NaOH水溶液为优选。
5.水封安全器
经过脱硫工序的乙炔气，为了防止逆流，使乙炔气通过水封安全器116，被送往储藏用的储气罐。
6.副产品熟石灰排出工序
另一方面，乙炔发生工序中产生的副产品熟石灰，经过本发明的副产品熟石灰排出装置105后被回收。副产品熟石灰排出装置具有熟成机、密封罐、排出机、加热装置、秤量器。以下，对各构成机器进行详述。
(1)熟成机
副产品熟石灰从乙炔发生机102的最下段，经过副产品熟石灰排出口119，落在熟成机120中。在熟成机120中，副产品熟石灰含有的未反应电石进行反应。未反应电石的表面被副产品熟石灰覆盖处于难以反应的状态，所以熟成机120内，对未反应电石与副产品熟石灰同时进行强烈搅拌。由此，表面的副产品熟石灰层被破坏，未反应电石的反应被促进，由此得到高的乙炔的收率。所述反应中，由于利用副产品熟石灰附着的水分，所以没有必要对熟成机再次供应反应水。
熟成机120中，让在乙炔发生机102的中没有反应完的微量的未反应电石进行反应，其发热量少。因此，为了防止副产品熟石灰附着在熟成机l20的内壁和搅拌轴上，优选进行加热。如加热温度过高，则会对机器的寿命有影响，如过低，则不能得到充分的附着防止效果，所以以100-120℃的加热为优选。加热装置没有特别的限定，例如可以进行水蒸气加热以及电热等。在这其中，因轴的加热比较容易，所以，以水蒸气加热为优选。搅拌装置没有特别的限定，可以例举桨混合器、螺旋输送器等。在这其中，从选择适当的条件，使熟成机内的粉体水平以及流体的流动均一的观点来说，二轴桨混合器为优选。
在图4中，表示了设置在熟成机内的二轴桨混合器200的构成例。熟成机120主要由外套205以及被收纳于该外套205内的桨混合器200构成。桨混合器200内，在中空的搅拌轴201的周围安装有多个桨202，搅拌轴201按图中所示的方向旋转。由此，从熟成机120的入口206投入的副产品熟石灰以及未反应的电石，由二轴桨混合器200按图中所示的方向边搅拌边被送往熟成机120的出口208。可以对桨202的安装角度以及安装位置进行调整，以不使入口滞留以及径流发生。也可以在桨混合器的出口附近，设置堰板207。通过设置堰板207，使未反应的电石在熟成机内的停留时间变长，从而使反应高效地进行。作为将桨202安装在搅拌轴201上的方法，如进行直接焊接，则会产生由热变形造成的破裂，所以以通过搅拌轴201的周围安装的环203进行安装的方法为优选。在图5中，表示了有关桨202安装在搅拌轴201的状态的一个例子中，沿着搅拌轴201的中心轴的截面看到的概略图(a)以及从垂直于搅拌轴201的中心轴的截面看到的概略图(b)。在搅拌轴201的周围，安装有规定宽度的环203。圆柱状的支轴从环203，沿着搅拌轴201的中心轴的半径方向向外延伸。在支轴204的前端，板状的桨202沿着以支轴204为中心的半径方向横向设置。搅拌轴201、环203、支轴204以及桨202分别通过焊接来固定。另外，为了桨202能耐磨损，可以在其外缘部，用科尔莫诺伊(Colmonoy)合金等进行表面焊接。
(2)密封罐
从熟成机120的出口208出来的副产品熟石灰，落入密封罐121。密封罐121上部有入口，下部有出口，规定量的副产品熟石灰在保留一定期间后排出。应保留在密封罐121内的副产品熟石灰的基准量只要设定为后段的排出机出口漏出的乙炔气是容许值以下的量，并且比密封罐的容量少即可。气体漏出量和密封罐内的副产品熟石灰的量的关系，可以按经验得出。可以利用Kozeny-Carman的式子等，并考虑乙炔的粘度，用工学的方法算出。因此，本实施方式的副产品熟石灰排出装置中，为了把握密封罐121内收容的副产品熟石灰的量，设置有对所述罐的重量连续地或断续地进行自动计测的秤量器。本发明中，所谓「计测罐的重量」，其概念中包括：只要能够称量密封罐121内保留的副产品熟石灰的重量，就可以称量除了密封罐121本身的重量之外的，包括称量与其相连接的各种机器(例如排出机以及附属品)在内的重量。
通过基准量的增减，可以反馈控制排出机的放出速度(例如螺旋输送器的转速)(如密封罐内的副产品熟石灰的量比基准量多，则提高转速增加取出量。另一方面，如比基准量少，则降低转速，减少或停止去除量)。用重量基准来进行副产品熟石灰的管理，其好处是可以从外部实施检查而不会泄漏乙炔气。用水平计等时，检查时有漏气的危险，并且由于副产品熟石灰的附着等的理由，有必要提高检查的频度。作为秤量器，例如可以使用称量传感器等。乙炔气的容许排放量，不能超过放气侧的机器的安全条件，在此前提下，适当设定即可。
(3)密封罐取出部(倾斜型螺旋输送器)
密封罐121的出口123，安装有可以调整副产品熟石灰取出量的排出机122。排出机122的种类没有特别的限制，螺旋输送器、旋转阀门等，通常使用之物都可以使用，但是如果使用螺旋输送器，就能提高机器设置的自由度。进而，优选副产品熟石灰取出口124设置为比密封罐的出口l23还要高的位置，这样可以防止密封罐121的内容物的喷出。
从密封罐121取出副产品熟石灰的量，例如排出机122选择螺旋输送器时，由螺旋输送器的转速来决定。因此，本实施方式的副产品熟石灰排出装置具有控制装置，通过秤量器计测出的密封罐121的重量，来对螺旋输送器的转速进行控制，使密封罐121内保持规定量的副产品熟石灰。螺旋输送器的转速控制，可以用变频器控制以及拜耳减速机控制等已知的方法进行，但是从操作性以及维护的观点来看，变频器控制为优选。
密封罐121以及排出机122，为了防止副产品熟石灰附着于内壁及搅拌轴，优选进行加热。加热温度过高则对机器的寿命有影响，如过低则不能得到充分的附着防止效果，优选加热到100-120℃。加热装置没有特别的限定，例如可以用水蒸气加热、电加热等。在这其中，由于轴的加热比较容易，水蒸气加热为优选。
图2以及图3为，排出机采用上升倾斜的倾斜型螺旋输送器时的模式图。121为密封罐，122A为螺旋输送器，125为称量传感器，126为加热套，127为密封罐的入口，123为密封罐的出口，128为螺旋输送器悬吊用加强部件，129为架台，124为副产品熟石灰取出口，130为加强部件。图2表示的实施方式中，由称量传感器对密封罐121以及螺旋输送器122A的合计重量进行计测。
符号的说明
100干式乙炔发生设备
101原料密封罐
102乙炔发生机
103除尘冷却塔
104脱硫塔
105副产品熟石灰排出装置
106旋转轴
107带式螺旋
108喷雾室
109充填室
110冷却水
111分散板
112除尘水槽
113除尘水槽循环泵
114充填物
115脱硫水槽
116水封安全器
117脱硫循环泵
118脱硫水槽废液泵
119副产品熟石灰排出口
120熟成机
121密封罐
122排出机
122A螺旋输送器
123密封罐的出口
124副产品熟石灰的取出口
125称量传感器
126加热套
127密封罐的入口
128螺旋输送器悬吊用加强部件
129架台
130加强部件
200桨叶搅拌器
201搅拌轴
202桨
203环
204支轴
205外装
206熟成机入口
207堰板
208熟成机出口

Claims (7)

1.一种副产品熟石灰排出装置，包括：
熟成机，使其与乙炔发生机的副产品熟石灰排出口连接，用于对从乙炔发生机出来的副产品熟石灰中含有的未反应电石进行搅拌，使其进行反应，所述熟成机内部设置桨叶搅拌器；
加热装置，用于对所述熟成机进行加热；
密封罐，与所述熟成机的出口相连接，上部有入口，下部有出口，保留从乙炔发生机出来的副产品熟石灰；
排出机，用于从所述罐的出口取出副产品熟石灰；
加热装置，用于对所述罐以及排出机进行加热；
秤量器，用于对所述罐的重量进行计测；
控制机构，用于根据所述秤量器计测出的所述罐的重量，对副产品熟石灰的取出速度进行控制，
其中，将4mm以下、平均粒径为0.8-1.3mm的电石投入乙炔发生机；
所述熟成机和密封罐的保持温度为100-120℃；并且
所述桨叶搅拌器具有搅拌轴、在该搅拌轴的周围设置的多个环、和在该环上通过支轴安装的桨。
2.如权利要求1所述的副产品熟石灰排出装置，其中，所述的桨叶搅拌器为2轴桨叶搅拌器。
3.如权利要求1或2所述的副产品熟石灰排出装置，其中，所述排出机为比所述罐的出口还要高的位置将副产品熟石灰排出的上升倾斜的倾斜型螺旋输送器。
4.一种乙炔发生设备，具有如权利要求1-3的任一项所述的副产品熟石灰排出装置。
5.一种乙炔发生机出来的副产品熟石灰排出方法，包括：
对从乙炔发生机的副产品熟石灰排出口排出的副产品熟石灰中含有的未反应电石用桨叶搅拌器边搅拌，边使其在100-120℃进行反应的工序；
将使未反应的电石反应后的副产品熟石灰从设置在密封罐上部的入口导入，并保持在100-120℃温度的工序；
以及，将密封罐内的副产品熟石灰用排出机从设置在下部的出口取出的工序，在此，将副产品熟石灰的取出的速度根据所述罐的重量进行控制，
其中，将4mm以下、平均粒径为0.8-1.3mm的电石投入乙炔发生机；并且
所述桨叶搅拌器具有搅拌轴、在该搅拌轴的周围设置的多个环、和在该环上通过支轴安装的桨。
6.如权利要求5所述的副产品熟石灰排出方法，其中，所述的桨叶搅拌器为2轴桨叶搅拌器。
7.根据权利要求5或6所述的副产品熟石灰排出方法，其中，所述排出机为倾斜型螺旋输送器，所述倾斜型螺旋输送器运送的副产品熟石灰直至比所述罐的出口还高的位置上设置的取出口，其温度一直维持在100-120℃。
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