CN104477916B - 一种电石生产工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电石生产工艺及设备，该电石生产工艺包括以下步骤：（1）送料装置向电石炉内送入原料；（2）原料在电石炉内部反应产生液态电石；（3）电石炉排出液态电石并输送到用于收集液态电石余热的集热装置中；（4）集热装置通过输热装置将收集到的液态电石余热输送到送料装置对原料进行预热。这种生产工艺能够大大降低电石生产过程中电石炉内消耗的电能，降低了能耗，降低了生产成本。

Description

一种电石生产工艺及设备

技术领域

本发明涉及一种电石生产工艺及设备。

背景技术

电石，即碳化钙，作为生产乙炔的主要原料，在工业生产中占据着十分重要的地位。电石的生产是将一定比例的生石灰和碳通过送料装置、下料装置送入电石炉中并通过电石炉的高温加热发生化学反应得到。

现有的电石生产工艺一般是将储料仓中的生石灰和碳通过输送装置输送到混合原料下料仓中，并通过下料仓将混合原料投放到电石炉中，电石炉内设有三个加热电极以供混合原料反应所需的热量，为了保证下料仓的混合原料能够均匀的分布在三个电极周围，下料仓一般设有十二个，十二个下料仓平均分为三组，每组四个下料仓的出料口分别对应连通在相应的一个电极周围，下料仓将混合原料投放至电石炉内后，三个电极通电发热，混合原料发生化学反应，生成液态电石。然而，这个生产过程中，混合原料反应消耗了大量的电能，生成的液态电石直接冷却，液态电石的余热直接散发到外界环境中，浪费了大量的电能，这样就大大增加了能耗，不仅加重了生产厂家的生产成本，同时，这也与国家的节能减排政策相悖。

公告号为CN102491329B的中国发明专利公开了一种电石炉热进料方法及装置，该发明公开了一种直接将石灰窑焖化出来的高温氧化钙不经冷却、破碎和筛分直接投放到投料管中与焦炭混合并送入电石炉的生产工艺，这样混合原料在进入电石炉内时就具有较高的初始温度，为了满足混合原料反应所需要电石炉电极提供的热能就大大降低，从而达到降低能耗的效果，同时，该发明还提供了一种适用于该生产工艺的热进料装置，包括位于电石炉上方的环形料仓以及用于将从石灰窑中排出的高温氧化钙输送到环形料仓中的密闭保温窄轨斗车，窄轨斗车通过吊车提升至环形料仓上方并将高温原料投放至环形粮仓内。这种电石生产工艺确实能够降低电石炉的电极耗能，然而，这种不经过破碎和筛分的氧化钙在直接投放入电石炉中后与焦炭的混合不够均匀，同时含有较多的杂质，反应过程中会产生或残留大量的非电石产物，这就直接影响了电石的质量，大大降低了电石的品质，同时，适用于这种电石生产工艺的热进料装置结构复杂，斗车需要极好的保温性能，吊车在使用过程中需要严格的安全操作规程，还需要消耗大量的人力和电力，综合来看，使用这种电石生产工艺和热进料装置并没有降低能耗，反而还比现有的生产方法消耗的能耗较多，而生产出来的电石又不能保证具有较高的品质，实在是提高了生产厂家的生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电石生产工艺，以解决现有的电石生产方法能耗高，生产成本高的问题；同时，本发明还提供了一种适用于该电石生产工艺的生产设备。

本发明的电石生产工艺采用如下技术方案：一种电石生产工艺，包括以下步骤：

（1）送料装置向电石炉内送入原料；

（2）原料在电石炉内部反应产生液态电石；

（3）电石炉排出液态电石并输送到用于收集液态电石余热的集热装置中；

（4）集热装置通过输热装置将收集到的液态电石余热输送到送料装置对原料进行预热。

所述步骤（1）中的送料装置包括输送装置和电石炉下料仓，输送装置将原料输送至电石炉下料仓内并通过电石炉下料仓将原料投放至电石炉内部。

所述步骤（3）中的集热装置包括密封保温腔体，所述密封保温腔体上设有供液态电石进出的开口和用于连接输热装置的连接口，电石炉排出的液态电石通过保温接料箱输送到密封保温腔体中。

所述步骤（4）中输热装置将液态电石余热输送到电石炉下料仓中对原料进行预热，所述电石炉下料仓上设有用于与输热装置连通的进气口和供热气排出的出气口，所述输热装置包括连接于电石炉下料仓的进气口和密封保温腔体之间的密封保温输热管以及连接在电石炉下料仓出气口的抽风机。

所述步骤（4）中在电石炉下料仓内的原料经过预热后温度没有达到预热要求的标准温度时，调大抽风机，使单位时间内通过电石炉下料仓内的热气量增大；反之，在电石炉下料仓内的原料经过预热后温度高于预热要求的标准温度时，调小抽风机，使单位时间内通过电石炉下料仓内的热气量减小。

本发明的电石生产设备采用如下技术方案：一种电石生产设备，包括送料装置以及电石炉，所述电石生产设备还包括用于收集电石炉排出的液态电石释放的余热的集热装置，所述集热装置与送料装置之间连通有输热装置。

所述送料装置包括输送装置和电石炉下料仓，所述电石炉下料仓内设有用于使原料和热气进行热交换的热交换结构，所述电石炉下料仓上设有用于与输热装置连通的进气口以及供热气经过人交换后排出的出气口。

所述集热装置包括密封保温腔体，所述密封保温腔体设有用于电石进出的开口以及连接输热装置的连接口。

所述输热装置包括连接于电石炉下料仓的进气口和密封保温腔体上的连接口的密封保温输热管以及连接在电石炉下料仓的出气口上的用于将密封保温腔体内的热气抽进电石炉下料仓中的抽风机。

本发明的电石生产工艺中通过将电石炉排出的电石输送至集热装置中收集后返回来输送至送料装置内对原料进行预热，这样只需要在初始生产时电石炉内的电极提供给原料从常温上升至反应温度的热能，在第一次生产出来的电石出炉后即可通过生产出来的电石余热对送料装置内的原料进行预加热，使其具有较高的初始温度，在送料装置将原料输送至电石炉内部时从初始温度上升至反应温度消耗的电能就相对减少，这样一方面生产出来的电石的余热没有浪费，同时，又降低了电极供热的电能消耗，这种生产工艺合理的利用了整个生产过程的能源，达到了节能减排的目的，大大提高了生产厂家的生产成本。

进一步地，该生产工艺在电石炉下料仓内对原料进行预热时采用负压抽风，调节抽风机的大小可以实现对电石炉下料仓内的原料温升的要求，这样可以调整抽风机到合理的运行状态，使电石炉下料仓的原料的温升和从集热装置中收集的热风的温降达到合理的比例，以使生产过程中对电石余热的利用达到最大化。

进一步地，该电石生产设备的集热装置包括一个设有开口和密封保温输热管的密封保温腔体，结构简单，不需要投入大量的设备资金，同时不存在安全隐患，具有较高的安全性。

附图说明

图1为本发明一种电石生产工艺的实施例流程图；

图2为本发明电石生产设备中一种电石炉下料仓的实施例结构示意图；

图3为图2中A-A面剖视图；

图4为图2中B-B面剖视图；

图5为图2中C处的结构放大图；

图6为图3中D处的结构放大图。

具体实施方式

本发明的一种电石生产工艺的实施例：如图1所示，包括以下步骤：

（1）储料仓4通过物料输送装置将混合原料输送至电石炉下料仓10中，电石炉下料仓10通过下端的出料口将混合原料输送至电石炉5的内部并分别将混合原料均匀投放至三个电极51的四周位置；

（2）电极51通电发热提供混合物料发生反应生成电石的温度条件，混合物料受热反应生成液态电石；

（3）电石炉5排出液态电石并由接料箱6接收并放置于集热窑7中；

（4）连通在电石炉下料仓10的出气口位置的抽风机83开始工作抽风，将集热窑7中的液态电石凝固放出的热量抽到电石炉下料仓10内部与混合原料发生热交换，对混合物料预热；

（5）抽风机83通过输气管道82将发生过热交换的废气送至除尘器9中除尘，并通过排气烟囱100输送至大气中。

其中，在步骤（4）中，集热窑7中的液态电石在与混合物料发生热交换的过程中，根据热交换前后混合物料和热气的温度变化并通过计算能够得到将物料加热的标准温度，再将物料加热到该标准温度时，热风的热量能够得到充分利用，同时，物料在该标准温度时进入电石炉反应所消耗的电能比较少，达到最合理的资源利用率和生产效率。在具体实施时，如果电石炉下料仓内的原料经过预热后温度没有达到预热要求的标准温度时，调大抽风机，使单位时间内通过电石炉下料仓内的热气量增大，物料的加热温度就会升高；反之，在电石炉下料仓内的原料经过预热后温度高于预热要求的标准温度时，调小抽风机，使单位时间内通过电石炉下料仓内的热气量减小，物料的加热温度就会减小。

本实施例中，送料装置包括输送装置和电石炉下料仓，输送装置将原料输送至电石炉下料仓内并通过电石炉下料仓将原料投放至电石炉内部，在其他实施例中，可以现将原料在电石炉下料仓中预热，然后通过输送装置输送至电石炉内部，此时电石炉下料仓可以不设在电石炉的上方。

本实施例中，电石炉下料仓的出风口处连通有抽风机，通过抽风机将集气窑的热气抽到电石炉下料仓中，在其他实施方式中，可以在电石炉下料仓的进气口出连通鼓风机，将集气窑的热气从进气口充入电石炉下料仓内部。

本实施例中，集热装置包括一个密封保温腔体，密封保温腔体上设有开口并连通有密封保温输热管，液态电石通过接料箱输送至密封保温腔体内，在其他实施例中，可以在密封保温腔体内设有一个大体积料车，电石炉的排料口可以直接与料车连通，这样不需要在移动接料箱，也减少了液态电石在转移过程中热量的散失。

本发明的一种电石生产设备的实施例：如图1-6所示，包括储料仓4，储料仓4通过物料输送装置将混合原料输送至十二个电石炉下料仓10中，电石炉下料仓10通过下端的出料口将混合原料输送至电石炉5的内部，电石炉5的内部设有三个电极51，每四个电石炉下料仓将混合原料均匀输送至一个电极的四周位置，电极通电发热提供混合物料发生反应生成电石的温度条件，混合物料受热反应生成液态电石后排出电石炉5并由收料箱6接收并放置与集热窑7中，集热窑7连接有另一端连接在十二个电石炉下料仓10上的密封保温输热管81，集热窑7中的由液态电石冷却产生的热气流通过密封保温输热管81输送至电石炉下料仓10中并对其中的常温物料进行预加热，这样，从电石炉下料仓10中送入电石炉5中的混合物料具有一定的高于常温的初始温度，在这些被预加热的混合原料进入电石炉5中时，能够很快达到反应条件温度，同时，也减少了电极通电生热所消耗的电能，降低能耗。电石炉下料仓10上还连接有一端连接在除尘器9上的废气输送管道82，废气输送管道82上连接有用于驱动热气从集气窑中流动至电石炉下料仓10并派出的抽风机83，从集热窑7中收集的热气流在电石炉下料仓10中经过热交换后温度降低且含有很多混合原料的颗粒，这些废气经过废气输送管道82输送至除尘器9中除尘并通过与除尘器9连接的烟囱100排放至大气中。

以下对本发明电石生产设备的实施例中的电石炉下料仓10及其内部的热交换结构做详细描述：如图2-6所示，包括上下延伸的外筒体1，外筒体1的上端设有与输送混合原料的输送管路连通的进料口131，下端设有与电石炉内部连通的倒锥形出料口132，外筒体1的内部中心位置通过三个周向均布的支撑臂3同轴固定设有内筒体2，外筒体1的侧壁和内筒体2的侧壁围成了供混合原料流动的落料空间，内筒体2的下端设有径向延伸且一端伸出外筒体1的外部一端连接内筒体2的供热气流进入的进气口21，内筒体2的上端设有防止混合原料落入内筒体2中的锥形顶盖22，锥形顶盖22不仅具有聚集上升的热流气的效果，还能在混合原料由进料口131进入下料仓时起到分料的作用，使混合原料均匀落进下料仓中，内筒体2的侧壁上设有供由进气口21进入到内筒体2内部的热气流进入到落料空间的通气孔，通气孔最好是周向且轴向均匀分布在内筒体2的筒壁上，外筒体1的侧壁上设有供由内筒体2的通气孔进入到内、外筒体之间的热气流流出的排气孔15，这样在混合原料由输送机输送至下料仓并由下料仓引导进入电石炉内的过程中，下料仓内部能够提前发生一侧热交换，通过下料仓中的热交换结构对混合原料进行预热，在混合原料进入电石炉内发生反应时降低了电石炉内电极所消耗的电能。

外筒体1的筒壁上的排气孔15轴向且周向均匀设置，排气孔15在上下方向上排成与外筒体轴线平行的六列，在圆周方向上组成上下间隔、垂直于外筒体轴线的若干圆环，最优的，外筒体1的筒壁外侧还设有与外筒体1的筒壁上的排气孔15相连通且用于引导在下料仓内进行过热交换的气体排出的半圆形排气通道11，排气通道11有六个且分别对应于筒壁上的六列排气孔于上下方向贯通延伸，外筒体1的外筒壁上于六个排气通道11的上端设有分别依次连通六个排气通道的环形连接通道12，环形连接通道12具有径向延伸的出气口121，这样，由内筒体2的下端进气口21进入的热气流能够在通过通气口进入落料空间，再由落料空间通过排气孔15排除后通过排气通道11和环形连接通道12引导并从出气口121排出，形成一个完整的气流流动通道，同时，也避免了参与热交换后的气体之间排放到空气中污染环境。

外筒体1的筒壁内侧还设有多个上下间隔设置、上大下小的锥筒状挡料板14，挡料板14的上端大口固连在外筒体的内壁面上且与外筒体的内壁面吻合，下端靠近外筒体轴线倾斜并与圆柱形外筒体的筒壁构成环形的挡料空间，外筒体筒壁上的挡料板14分别对应设于每个由排气孔15组成的圆环上方并使处于同一圆环上的排气孔15均位于挡料空间内，这样在混合原料从上落下时由于挡料板的作用而不会落入排气孔中，避免了混合原料从排气孔中漏出，也防止混合原料进入排气孔而堵塞排气孔造成热气流流动不通畅。

本实施例中，电石炉下料仓内的热交换结构如上述所述，在其他实施例中，电石炉下料仓可以是其他结构，由于现有技术中热交换结构多种多样，此处不再赘述。

本实施例中，集热装置包括设有供电石进出的开口并连接有密封保温输热管的密封保温腔体，在其他实施例中，集热装置可以为其他结构，如设有引风装置的热交换器，引风装置通过热交换器后将热风送入电石炉下料仓中。

本实施例中，废气输送管道上设有抽风机，通过抽风机将集气窑的热气抽到电石炉下料仓中，在其他实施方式中，可以在电石炉下料仓的进气口出连通鼓风机，将集气窑的热气从进气口充入电石炉下料仓内部。

本实施例中，电石生产设备还包括与电石炉下料仓的出气口连通的除尘器和排气烟囱，在其他实施例中，可以连接其他废气净化装置或排气装置，为了避免污染最好不要直接排放入大气中。

Claims (7)

1.一种电石生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

（1）送料装置向电石炉内送入原料；

（2）原料在电石炉内部反应产生液态电石；

（3）电石炉排出液态电石并输送到用于收集液态电石余热的集热装置中；

（4）集热装置通过输热装置将收集到的液态电石余热输送到送料装置对原料进行预热；

所述步骤（1）中的送料装置包括输送装置和电石炉下料仓，输送装置将原料输送至电石炉下料仓内并通过电石炉下料仓将原料投放至电石炉内部，电石炉下料仓包括上下延伸的外筒体，外筒体的上端设有与输送混合原料的输送管路连通的进料口，下端设有与电石炉内部连通的倒锥形出料口，外筒体的内部中心位置通过三个周向均布的支撑臂同轴固定设有内筒体，外筒体的侧壁和内筒体的侧壁围成了供混合原料流动的落料空间，内筒体的下端设有径向延伸且一端伸出外筒体的外部一端连接内筒体的供热气流进入的进气口，外筒体的侧壁上设有供由内筒体的通气孔进入到内、外筒体之间的热气流流出的排气孔，排气孔轴向且周向均布，排气孔在上下方向上排成与外筒体轴线平行的六列，在圆周方向上组成上下间隔、垂直于外筒体轴线的若干圆环，内筒体的上端设有锥形顶盖，内筒体侧壁上设有供由进气口进入到内筒体内部的热气流进入到内、外筒体形成的落料空间的通气孔，通气孔周向且轴向均布在内筒体的筒壁上，外筒体的筒壁外侧设有与对应列的排气孔相连通且用于引导在下料仓内进行热交换的气体排出的半圆形排气通道，排气通道有六个且分别对应于筒壁上的六列排气孔于上下方向贯通延伸，外筒体的外筒壁上于六个排气通道的上端设有分别依次连通六个排气通道的环形连接通道，环形连接通道具有径向延伸的出气口，外筒体与内筒体之间设有多个上下间隔设置、上大下小的锥筒状挡料板，挡料板的上端大口固连在外筒体的内壁面上且与外筒体的内壁面吻合，下端靠近外筒体轴线倾斜并与外筒体的筒壁构成环形的挡料空间，挡料板分别对应设于每个由排气孔组成的圆环上方并使处于同一圆环上的排气孔均位于挡料空间内。

2.根据权利要求1所述的电石生产工艺，其特征在于，所述步骤（3）中的集热装置包括密封保温腔体，所述密封保温腔体上设有供液态电石进出的开口和用于连接输热装置的连接口，电石炉排出的液态电石通过保温接料箱输送到密封保温腔体中。

3.根据权利要求2所述的电石生产工艺，其特征在于，所述步骤（4）中输热装置将液态电石余热输送到电石炉下料仓中对原料进行预热，所述电石炉下料仓上设有用于与输热装置连通的进气口和供热气排出的出气口，所述输热装置包括连接于电石炉下料仓的进气口和密封保温腔体之间的密封保温输热管以及连接在电石炉下料仓出气口的抽风机。

4.根据权利要求3所述的电石生产工艺，其特征在于，所述步骤（4）中在电石炉下料仓内的原料经过预热后温度没有达到预热要求的标准温度时，调大抽风机，使单位时间内通过电石炉下料仓内的热气量增大；反之，在电石炉下料仓内的原料经过预热后温度高于预热要求的标准温度时，调小抽风机，使单位时间内通过电石炉下料仓内的热气量减小。

5.一种电石生产设备，包括送料装置以及电石炉，其特征在于，所述电石生产设备还包括用于收集电石炉排出的液态电石释放的余热的集热装置，所述集热装置与送料装置之间连通有输热装置，所述送料装置包括输送装置和电石炉下料仓，所述电石炉下料仓内设有用于使原料和热气进行热交换的热交换结构，所述输热装置分别与电石炉下料仓和集热装置连接，电石炉下料仓上设有用于与输热装置连通的进气口以及供热气经过人交换后排出的出气口，电石炉下料仓包括上下延伸的外筒体，外筒体的上端设有与输送混合原料的输送管路连通的进料口，下端设有与电石炉内部连通的倒锥形出料口，外筒体的内部中心位置通过三个周向均布的支撑臂同轴固定设有内筒体，外筒体的侧壁和内筒体的侧壁围成了供混合原料流动的落料空间，内筒体的下端设有径向延伸且一端伸出外筒体的外部一端连接内筒体的供热气流进入的进气口，外筒体的侧壁上设有供由内筒体的通气孔进入到内、外筒体之间的热气流流出的排气孔，排气孔轴向且周向均布，排气孔在上下方向上排成与外筒体轴线平行的六列，在圆周方向上组成上下间隔、垂直于外筒体轴线的若干圆环，内筒体的上端设有锥形顶盖，内筒体侧壁上设有供由进气口进入到内筒体内部的热气流进入到内、外筒体形成的落料空间的通气孔，通气孔周向且轴向均布在内筒体的筒壁上，外筒体的筒壁外侧设有与对应列的排气孔相连通且用于引导在下料仓内进行热交换的气体排出的半圆形排气通道，排气通道有六个且分别对应于筒壁上的六列排气孔于上下方向贯通延伸，外筒体的外筒壁上于六个排气通道的上端设有分别依次连通六个排气通道的环形连接通道，环形连接通道具有径向延伸的出气口，外筒体与内筒体之间设有多个上下间隔设置、上大下小的锥筒状挡料板，挡料板的上端大口固连在外筒体的内壁面上且与外筒体的内壁面吻合，下端靠近外筒体轴线倾斜并与外筒体的筒壁构成环形的挡料空间，挡料板分别对应设于每个由排气孔组成的圆环上方并使处于同一圆环上的排气孔均位于挡料空间内。

6.根据权利要求5所述的电石生产设备，其特征在于，所述集热装置包括密封保温腔体，所述密封保温腔体设有用于电石进出的开口以及连接输热装置的连接口。

7.根据权利要求6所述的电石生产设备，其特征在于，所述输热装置包括连接于电石炉下料仓的进气口和密封保温腔体上的连接口的密封保温输热管以及连接在电石炉下料仓的出气口上的用于将密封保温腔体内的热气抽进电石炉下料仓中的抽风机。