CN104355312A - 一种利用废气生产电石的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用废气、粉尘、废热生产电石的工艺技术，属于电石工业生产技术领域。本发明是根据电石生产的化学原理，将电石生产的废气中的粉尘，回收作电石生产部分原料，补充新的粉状原料，加入性能良好的旭光牌电石粘结剂做成球团，电石球团烘干的热源是通过燃烧电石废气中的一氧化碳产生大量热能以及炉气显热获得，燃烧一氧化碳产生二氧化碳含量≥70%的尾气，通过变压吸附气体分离技术或膜分离技术分离二氧化碳气体，根据市场需要，通过深冷技术制成高附加值的液体二氧化碳，或进一步加工为干冰。此工艺技术有效利用了电石废气、粉尘、废热，节能降耗，综合提高电石企业经济效益。

Description

一种利用废气生产电石的方法

技术领域

本发明属于电石工业生产技术领域，具体涉及一种通过生产电石充分利用废气改变了传统生产电石的生产工艺技术。

背景技术

传统生产电石的工艺，是将生石灰(氧化钙)块料、焦炭(还原剂)放入电石炉内，通过电弧高温溶化反应生产碳化钙，即电石。这一生产过程产生含大量一氧化碳尾气，尾气中含有氧化钙和碳粉尘。

长期以来，人们对电石尾气的利用有各种各样的方案，如利用电石尾气一氧化碳烧锅炉，利用电石尾气一氧化碳发电等，但均不是最理想的综合利用方案。因此如何克服现有技术的不足是目前电石工业生产技术领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种与传统生产完全不同的工艺技术，根据电石生产的化学反应原理，利用电石尾气回收中含有氧化钙和碳的粉尘，补充加入碳酸钙和提纯碳粉，加入粘结性能良好的旭光牌粘新型复合工业气化型煤粘结剂，制成高强度的电石炉料球团，通过燃烧电石尾气中的一氧化碳，一方面可降低电石炉能耗，另一方面将其热能回收利用于烘干电石球团，最后电石尾气含70％的二氧化碳气体，通过变压吸附气体分离技术制成99.99％的液体二氧化碳、干冰高附加值化工产品，满足饮料工业或人工降雨干冰的需要。这一生产工艺技术，有效综合利用电石尾气，节能降耗，大大降低电石生产成本，提高电石企业市场竞争能力。

本发明采用的技术方案如下：

一种利用废气生产电石的方法，包括电石炉料球团生产系统、电石废气回收利用系统、电石生产系统和液体二氧化碳生产系统，

所述的电石炉料球团生产系统包括如下步骤：

步骤(1)，电石炉料球团原料的选择：一是回收的电石生产废气粉尘中的氧化钙粉尘和碳粉；二是选择钙含量≥50％的石灰石；三是选择无烟煤经选矿处理，固定碳≥90％，灰份≤2.5％的提纯碳粉；四是选择粘结剂；

步骤(2)，将步骤(1)选择好的电石炉料球团原料经原料处理工序处理，送入智能配料工序配料，按照质量百分含量为：石灰石粉和回收氧化钙粉共占70％～80％，石灰石粉和回收氧化钙粉的具体比例不做要求；提纯碳粉和回收碳粉共占16％～26％，提纯碳粉和回收碳粉的具体比例不做要求，粘结剂占2％～4％，配料后，混合均匀，得到电石炉料混合料；所述的原料处理工序为将石灰石破碎到粒径为2.9-3.1mm，其他原料分类储存；

步骤(3)，步骤(2)所述的电石炉料混合料经笼式破碎工序破碎机进一步破碎和混合后，送至搅拌工序，在一级搅拌机入口处补充加入水，使总水份的质量分数为物料的7％～14％，通过三级混料、搅拌和搓碾，让粘结剂充分浸润到物料颗粒表面；

步骤(4)，将步骤(3)得到的物料送入成型工序，压制成生球，即电石球团；

步骤(5)，将步骤(4)得到的电石球团送至烘干工序烘干至电石球团含水份为2％～4％，即得成品球团；

步骤(6)，将步骤(5)所得到的成品球团输送至球团储存仓储存，生产电石时将其送至电石生产系统，即电石炉，生产电石；

所述的电石废气回收利用系统包括如下步骤：

在电石炉顶部将电石废气点燃，得到的电石尾气进入空气预热器中加热空气，加热的空气进入电石炉料球团生产系统烘干工序作为热源，而通过空气预热器中的电石尾气通过除尘设备回收其中的氧化钙、碳粉和焦油后，进入液体二氧化碳产品生产系统，生产为液体二氧化碳或干冰；回收的氧化钙和碳粉送至电石炉料球团生产系统的原料处理工序。

上述技术方案，进一步优选的是步骤(4)所压制成的电石球团抗压强度为30-50N/个。

进一步优选的是所述的利用废气生产电石的方法，所述的电石炉料球团生产系统包括如下步骤：

步骤(1)，电石炉料球团原料的选择：一是回收的电石生产废气粉尘中的氧化钙粉尘和碳粉；二是选择钙含量≥50％的石灰石；三是选择无烟煤经选矿处理，固定碳≥90％，灰份≤2.5％的提纯碳粉；四是选择球团粘结剂；

步骤(2)，将步骤(1)选择好的电石炉料球团原料经原料处理工序处理，通过皮带机输送至智能配料工序配料，按照质量百分含量为：石灰石粉和回收氧化钙粉共占70％～80％；提纯碳粉和回收碳粉共占16％～26％，粘结剂占2％～4％，配料后，混合均匀，得到电石炉料混合料；所述的原料处理工序为将石灰石破碎到粒径为2.9-3.1mm，其他原料分类储存；

步骤(3)，步骤(2)所述的电石炉料混合料通过皮带机输送至笼式破碎工序，在这一工序进一步将物料破碎，粘结剂充分与各种物料均匀混合；经笼式破碎工序破碎机进一步破碎和混合后，通过皮带输送机送至搅拌工序，在一级搅拌机入口处补充加入水，使总水份的质量分数为物料的7％～14％，通过三级混料、搅拌和搓碾，让粘结剂充分浸润到物料颗粒表面；搅拌工序对球团成型很重要，物料加水充分混合均匀，揉捏，搓碾，改变物料粒表面弹性系数，让粘结剂充分浸润到物料颗粒表面；

步骤(4)，将步骤(3)得到的物料，通过皮带机送入成型工序，压制成生球，即电石球团，生球成球率≥95％，抗压强度30-50N/个；

步骤(5)，将步骤(4)得到的电石球团从压球机出来通过皮带输送机送烘干工序的立式烘干窑烘干，立式烘干窑热风通过空气预热器从电石尾气显热回收获得，烘干窑入口温度150℃～200℃，中部温度120℃～150℃，出口温度60℃～90℃，烘干至球团电石含水份1～5％，即得成品球团；成品球团冷态抗压强度1000～1200N/个；

步骤(6)，将步骤(5)所得到的成品球团通过皮带机输送至球团储存仓，再通过皮带机送至电石炉生产电石。

进一步优选的是所述的利用废气生产电石的方法，所述的电石废气回收利用系统包括如下步骤：

步骤(a)，在电石炉顶部将含高浓度一氧化碳的电石废气点燃，产生600℃～800℃含二氧化碳的电石尾气，尾气中含氧化钙和碳粉尘；这个工艺步骤的目的是降低电石炉生产能耗，并为生产液体二氧化碳所需原料创造条件；

步骤(b)，步骤(a)要求所得到的电石尾气通过热风管从电石炉引出，通过空气预热器间接加热空气，加热的空气通过热风管引到电石炉料球团生产系统烘干工序，并将温度调节到≥200℃，用作立式烘干窑烘干电石球团的热源；

步骤(c)，通过空气预热器中的电石尾气再通过管道送入除尘设备，通过除尘设备回收其中的氧化钙、碳粉和焦油，氧化钙和碳粉送至电石炉料球团生产系统的原料处理工序，回收作电石球团生产原料；

步骤(d)，经步骤(c)除尘的电石尾气，含≥70％的二氧化碳气体，这是高纯液体二氧化碳生产的重要原料，通过管道送液体二氧化碳产品生产系统，采用变压吸附气体分离技术或膜法分离技术，生产高附加值99.99％的液体二氧化碳或进一步加工为干冰，满足饮料工业或人工降雨干冰市场的需求；

进一步优选的是所述的球团粘结剂为旭光牌新型复合工业气化型煤粘结剂。

本发明步骤(1)所述的选矿为物理选矿和化学选矿。

本发明中电石炉用球团生产电石，操作条件与传统用生石灰和焦炭相同，但是产生的废气，此发明工艺全部加以回收利用。

本发明电石炉料球团生产系统、电石废气回收利用系统、电石生产系统和液体二氧化碳生产系统，通过一个中心控制室智能控制操作。生产规模可大可小，根据企业要求可设计5万吨/年、10万吨/年、20万吨/年电石生产装置。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

本发明的生产工艺技术是一种科学先进的电石生产工艺技术，它不仅科学合理地开发利用了电石尾气，还利用较廉价的原料，生产电石球团，将电石尾气中的粉尘、热源全部回收利用于电石球团生产系统，还利用废气CO₂生产高附加值的化工产品，节能降耗，提高电石企业经济效益十分显著，对电石工业来说，有巨大的经济和环保效益。

发明人已在实验室对此新工艺技术反复研究，已为成套技术推向市场创造了有利条件。

附图说明

图1为本发明的利用废气生产电石的方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明中旭光牌新型复合工业气化型煤粘结剂为2012年至2014年云南旭光节能有限公司承担完成国家科技型中小企业技术创新基金项目—“新型复合工业气化型煤粘结剂”开发的新产品。

本发明其他所使用的原料、仪器均为普通市售产品。

本发明中所述的搅拌工序为三级搅拌，三级搅拌是本领域常用的混料机械。

实施例1

如图1所示，一种利用废气生产电石的方法，其特征在于包括电石炉料球团生产系统、电石废气回收利用系统、电石生产系统和液体二氧化碳生产系统，

所述的电石炉料球团生产系统包括如下步骤：

步骤(1)，电石炉料球团原料的选择：一是回收的电石生产废气粉尘中的氧化钙粉尘和碳粉；二是选择钙含量≥50％的石灰石；三是选择无烟煤经物理选矿和化学选矿处理，固定碳≥90％，灰份≤2.5％的提纯碳粉；四是选择旭光牌新型复合工业气化型煤粘结剂；

步骤(2)，将步骤(1)选择好的电石炉料球团原料经原料处理工序处理，通过皮带机输送至智能配料工序配料，按照质量百分含量为：石灰石粉和回收氧化钙粉共占76％；提纯碳粉和回收碳粉共占21％，粘结剂占3％，配料后，混合均匀，得到电石炉料混合料；所述的原料处理工序为将石灰石破碎到粒径为3mm，其他原料分类储存，石灰石粉和回收氧化钙粉混合单独放入储存仓，提纯碳粉和回收碳粉混合单独放入储存仓；

步骤(3)，步骤(2)所述的电石炉料混合料通过皮带机输送至笼式破碎工序，经笼式破碎工序破碎机进一步破碎和混合后，通过皮带输送机送至搅拌工序，在一级搅拌机入口处补充加入水，使总水份的质量分数为物料的13％，通过三级混料、搅拌和搓碾，让粘结剂充分浸润到物料颗粒表面；搅拌工序严格控制水份，水份偏高不脱膜，球团强度不够，水份偏低粘结剂不充分发挥作用，球团强度也不能满足电石生产工艺需要，这一工序通过三级搅拌、搓碾，不仅让各种料混合均匀，更重要的是改变物料颗粒表面强度系数，制成粘性良好的混合料；

步骤(4)，将步骤(3)得到的物料，通过皮带机送入成型工序，压制成生球，即电石球团，抗压强度30-50N/个；本发明压出的球团，成球率高，生球韧性好；

步骤(5)，将步骤(4)得到的电石球团从压球机出来通过皮带输送机送烘干工序的立式烘干窑烘干，烘干窑入口温度150℃～200℃，中部温度120℃～150℃，出口温度60℃～90℃，烘干至球团电石含水份2％，即得成品球团；成品球团冷态抗压强度1000～1200N/个；

步骤(6)，将步骤(5)所得到的成品球团通过皮带机输送至球团储存仓，再通过皮带机送至电石炉生产电石。

所述的电石废气回收利用系统包括如下步骤：

步骤(a)，在电石炉顶部将含高浓度一氧化碳的电石废气点燃，产生600℃～800℃含二氧化碳的电石尾气，尾气中含氧化钙和碳粉；

步骤(b)，步骤(a)要求所得到的电石尾气通过热风管从电石炉引出，通过空气预热器间接加热空气，加热的空气通过热风管引到电石炉料球团生产系统烘干工序，并将温度调节到≥200℃，用作立式烘干窑烘干电石球团的热源；

步骤(c)，通过空气预热器中的电石尾气再通过管道送入除尘设备，通过除尘设备回收其中的氧化钙、碳粉和焦油，氧化钙和碳粉送至电石炉料球团生产系统的原料处理工序，回收作电石球团生产原料；

步骤(d)，经步骤(c)除尘的电石尾气通过管道送液体二氧化碳产品生产系统，采用变压吸附气体分离技术或膜法分离技术，生产高附加值99.99％的液体二氧化碳或进一步加工为干冰。

本发明整个电石炉料球团生产系统，需要大量的热能烘干球团，这部份热能全部来自电石废气的回收，大大降低了生产能耗。

本发明电石尾气除提供烘干球团的热能外，回收的粉尘用作电石炉料，最后的二氧化碳气体，用变压吸附气体分离技术生产高能纯液体二氧化碳化工产品，满足饮料工业或人工降雨对干冰的需要。

以上整个生产工艺先进，节能效益显著。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于：

步骤(2)中按照质量百分含量为：石灰石粉和回收氧化钙粉共占80％；提纯碳粉和回收碳粉共占16％，粘结剂占4％；所述的原料处理工序为将石灰石破碎到粒径为2.9mm；

步骤(3)中在一级搅拌机入口处补充加入水，使总水份的质量分数为物料的14％；

步骤(5)中烘干至球团电石含水份5％；

其余与实施例1相同。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于：

步骤(2)中按照质量百分含量为：石灰石粉和回收氧化钙粉共占70％；提纯碳粉和回收碳粉共占26％，粘结剂占4％；所述的原料处理工序为将石灰石破碎到粒径为3.1mm；

步骤(3)中在一级搅拌机入口处补充加入水，使总水份的质量分数为物料的10％；

步骤(5)中烘干至球团电石含水份3％；

其余与实施例1相同。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于：

步骤(2)中按照质量百分含量为：石灰石粉和回收氧化钙粉共占75％；提纯碳粉和回收碳粉共占23％，粘结剂占2％；

步骤(3)中在一级搅拌机入口处补充加入水，使总水份的质量分数为物料的9％；

步骤(5)中烘干至球团电石含水份4％；

其余与实施例1相同。

Claims (5)

1.一种利用废气生产电石的方法，其特征在于包括电石炉料球团生产系统、电石废气回收利用系统、电石生产系统和液体二氧化碳生产系统，

所述的电石炉料球团生产系统包括如下步骤：

步骤（1），电石炉料球团原料的选择：一是回收的电石生产废气粉尘中的氧化钙粉尘和碳粉；二是选择钙含量≥50%的石灰石；三是选择无烟煤经选矿处理，固定碳≥90%，灰份≤2.5%的提纯碳粉；四是选择粘结剂；

步骤（2），将步骤（1）选择好的电石炉料球团原料经原料处理工序处理，送入智能配料工序配料，按照质量百分含量为：石灰石粉和回收氧化钙粉共占70%~80%；提纯碳粉和回收碳粉共占16%~26%，粘结剂占2%~4%，配料后，混合均匀，得到电石炉料混合料；所述的原料处理工序为将石灰石破碎到粒径为2.9-3.1mm，其他原料分类储存；

步骤（3），步骤（2）所述的电石炉料混合料经笼式破碎工序破碎机进一步破碎和混合后，送至搅拌工序，在一级搅拌机入口处补充加入水，使总水份的质量分数为物料的7%~14%，通过三级混料、搅拌和搓碾，让粘结剂充分浸润到物料颗粒表面；

步骤（4），将步骤（3）得到的物料送入成型工序，压制成生球，即电石球团；

步骤（5），将步骤（4）得到的电石球团送至烘干工序烘干至电石球团含水份为2%~4%，即得成品球团；

步骤（6），将步骤（5）所得到的成品球团输送至球团储存仓储存，生产电石时将其送至电石生产系统，即电石炉，生产电石；

所述的电石废气回收利用系统包括如下步骤：

在电石炉顶部将电石废气点燃，得到的电石尾气进入空气预热器中加热空气，加热的空气进入电石炉料球团生产系统烘干工序作为热源，而通过空气预热器中的电石尾气通过除尘设备回收其中的氧化钙、碳粉和焦油后，进入液体二氧化碳产品生产系统，生产为液体二氧化碳或干冰；回收的氧化钙和碳粉送至电石炉料球团生产系统的原料处理工序。

2.根据权利要求1所述的利用废气生产电石的方法，其特征在于步骤（4）所压制成的电石球团抗压强度为30-50N/个。

3.根据权利要求1所述的利用废气生产电石的方法，其特征在于所述的电石炉料球团生产系统包括如下步骤：

步骤（1），电石炉料球团原料的选择：一是回收的电石生产废气粉尘中的氧化钙粉尘和碳粉；二是选择钙含量≥50%的石灰石；三是选择无烟煤经选矿处理，固定碳≥90%，灰份≤2.5%的提纯碳粉；四是选择球团粘结剂；

步骤（2），将步骤（1）选择好的电石炉料球团原料经原料处理工序处理，通过皮带机输送至智能配料工序配料，按照质量百分含量为：石灰石粉和回收氧化钙粉共占70%~80%；提纯碳粉和回收碳粉共占16%~26%，粘结剂占2%~4%，配料后，混合均匀，得到电石炉料混合料；所述的原料处理工序为将石灰石破碎到粒径为2.9-3.1mm，其他原料分类储存；

步骤（3），步骤（2）所述的电石炉料混合料通过皮带机输送至笼式破碎工序，经笼式破碎工序破碎机进一步破碎和混合后，通过皮带输送机送至搅拌工序，在一级搅拌机入口处补充加入水，使总水份的质量分数为物料的7%~14%，通过三级混料、搅拌和搓碾，让粘结剂充分浸润到物料颗粒表面；

步骤（4），将步骤（3）得到的物料，通过皮带机送入成型工序，压制成生球，即电石球团，抗压强度30-50N/个；

步骤（5），将步骤（4）得到的电石球团从压球机出来通过皮带输送机送烘干工序的立式烘干窑烘干，烘干窑入口温度150℃~200℃，中部温度120℃~150℃，出口温度60℃~90℃，烘干至球团电石含水份1%~5%，即得成品球团；成品球团冷态抗压强度1000~1200N/个；

步骤（6），将步骤（5）所得到的成品球团通过皮带机输送至球团储存仓，再通过皮带机送至电石炉生产电石。

4.根据权利要求1所述的利用废气生产电石的方法，其特征在于所述的电石废气回收利用系统包括如下步骤：

步骤（a），在电石炉顶部将含高浓度一氧化碳的电石废气点燃，产生600℃~800℃含二氧化碳的电石尾气，尾气中含氧化钙和碳粉；

步骤（b），步骤（a）要求所得到的电石尾气通过热风管从电石炉引出，通过空气预热器间接加热空气，加热的空气通过热风管引到电石炉料球团生产系统烘干工序，并将温度调节到≥200℃，用作立式烘干窑烘干电石球团的热源；

步骤（c），通过空气预热器中的电石尾气再通过管道送入除尘设备，通过除尘设备回收其中的氧化钙、碳粉和焦油，氧化钙和碳粉送至电石炉料球团生产系统的原料处理工序，回收作电石球团生产原料；

步骤（d），经步骤（c）除尘的电石尾气通过管道送液体二氧化碳产品生产系统，采用变压吸附气体分离技术或膜法分离技术，生产高附加值 99.99%的液体二氧化碳或进一步加工为干冰。

5.根据权利要求1~4任意一项所述的利用废气生产电石的方法，其特征在于所述的球团粘结剂为旭光牌新型复合工业气化型煤粘结剂。