CN105084361A - 一种煤气供热多段电石反应器及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种煤气供热多段电石反应器及其工艺，包括电石反应器的主炉、预热系统、煤气发生炉，以及前炉，所述预热系统包括原料仓以及多个加料斗，所述每个加料斗均连接有电石尾气管道；所述煤气发生炉与前炉均匀分布在主炉底部的周围，所述煤气发生炉和前炉均设置有煤粉喷嘴和氧气喷嘴，细煤粉在燃烧室内与氧气反应产生的高温煤气通过煤气通道为主炉提供所需热量。本发明首次将煤的燃烧气化与电石反应分离，先在燃烧室或煤气发生炉中使煤部分燃烧生成一氧化碳，然后再将高温的一氧化碳引入电石炉中燃烧为电石反应供热。如此可将煤中的灰分排除在电石炉外而极大地提高电石产品的品质。

Description

一种煤气供热多段电石反应器及其工艺

【技术领域】

本发明涉及一种氧热法制备电石的工艺及其反应器，具体涉及粉状含碳原料和粉状含钙原料成型、原煤部分燃烧制煤气、煤气燃烧供热、原料经两段反应生成电石及电石尾气预热反应原料的工艺和装置。

【背景技术】

碳化钙(CaC₂)俗称电石，是有机合成工业重要的基础原料，在化学工业中占有重要的地位。工业上电石主要用来生产乙炔、氰胺化钙和钢铁脱硫剂等，目前PVC行业是电石乙炔气的主要消费领域。我国电石产能长期位居世界第一，2014年底我国的电石产量达到2580万吨，同比增长12.9％。目前电石的工业生产全部采用电热法，其基本原理是块状含碳原料和块状生石灰(粒度严格控制在3～20mm)在高温电弧炉中(炉温超过2000℃)吸热反应生成熔融态的电石产品。

电热法发展至今已经有了一百多年的历史，其间技术经过了多次重大改进，比如密闭型电石炉的发明、空心电极技术的引入以及自动控制技术的广泛应用等，使整个工艺过程日趋成熟。但目前该工艺的产品吨电耗仍在3500kWh左右，电力成本接近总成本的50％。另外电弧炉所固有的结构复杂、难以放大等问题也一直无法解决，导致该技术的建设投入和运行成本都非常高。在石油价格下降后，电石法PVC路线相对石油乙烯PVC路线的经济性将降低。但我国“富煤少油”的资源秉赋以及煤炭和水资源逆向分布的现实情况，又使得石油和煤制烯烃PVC路线难以替代电石法PVC，因此国内对提升电石工艺经济性具有很强烈的需求。

国内大部分的电石产能都分布在煤炭资源丰富的西部地区，电石生产中电弧炉所消耗的大量电能都是当地热电厂供应。目前煤燃烧发电的效率大多在40％左右，在电弧炉中电能再转化为热能，造成了巨大的能源转化损失。因此国内外很早就开始了对使用煤炭直接燃烧供热的氧热法电石工艺的研究。前联邦德国的巴登苯胺公司在1939年就建成了氧热法半工业化电石生产装置，电石产能为70～100吨/天。该工艺使用块状焦炭、氧化钙和富氧空气在竖炉中完成燃烧反应过程。由于反应原料均为固体块状，使得固体反应物之间的接触传质速率低，原料在竖炉内停留时间长而热利用率低。该工艺的焦炭耗量达到了电炉法的四倍，成本还高于电热法工艺，故当60年代石油价格下降后便停止了生产。

国内对氧热法电石工艺和装备的研究也多有报道。中国专利第201210569784.0号和第201220723905.8号公布了一种粉状原料在气流床中氧热法生产电石和合成气的方法与装置，所述电石反应器由上部的预热室、中部的气化室和下部的反应室构成。其具体流程是：将经磨粉与干燥的含碳原料和含钙原料由进料口送入预热室内进行预热，在气化室中煤粉和富氧空气混合燃烧的热量将原料进一步加热，在反应室中一部分煤粉与氧气混合燃烧产生1700℃以上的高温，使剩余的含碳原料与氧化钙在高温下反应生成电石和一氧化碳。

该工艺的反应过程非常复杂，包含石灰石受热分解、煤粉燃烧气化和电石生成三个反应过程，这些反应相互间会造成影响。比如电石的生成反应需要稳定可靠的强热源，而当炉内的煤粉气化燃烧过程发生波动时就会影响电石反应的速率，由此造成炉内状态调控困难。另外煤的燃烧及电石的生成反应都在炉内进行，增加了炉内的灰分含量，灰分含量的增加本身不利于电石的生成反应，更重要的是影响了电石产品的品质。粉状含碳和含钙原料由炉顶进料口加入与上升的电石气逆向换热，不可避免地会被上升气流夹带离开反应器，造成原料利用率低。颗粒进料所用的载气速度达到7m/s以上，这也造成了原料预热效果差的问题。底部的高温反应室需要承受整个炉身的重负荷，要求耐火材料在耐高温腐蚀的同时还要有好的抗压强度。

要实现对电石产业显著的节能降耗，就必须对现有的高电耗电弧加热方式进行革新，发展氧热法电石工艺。本发明提出了一种煤气供热的多段式电石反应器及其工艺，通过煤气为电石反应供热能大大消减电石生产过程中的能耗及提高电石产品的品质，而反应器中前炉的引入也降低电石反应装置的建设难度与成本，具有很好的发展前景。

【发明内容】

本发明为解决传统电热法电石工艺电耗高及氧热法电石产品杂质含量高的问题，提供了一种煤气供热两段反应生产电石的新工艺和相关装置。将原料煤部分燃烧后的高温烟气在反应器中进一步燃烧，为反应器内的电石反应供热，既利用了煤的燃烧热量代替电弧热，又避免了煤中灰分掺入电石产品。而装置中前炉的引入减少了高温耐火材料的耗量，又有利于对反应过程的调节控制。

本发明采用以下技术方案：

一种煤气供热多段电石反应器，以含碳原料和含钙原料为原料生产电石，包括主炉、为主炉提供高温煤气的煤气发生炉，以及为原料继续反应提供高温热源的前炉；所述煤气发生炉与前炉分布在主炉底部的周围并与主炉连通，煤气发生炉提供的高温煤气进入到主炉内，含碳原料和含钙原料通过吸热该高温煤气的热量而生成液态的碳化钙，未反应完的含钙原料和液态的碳化钙在前炉内继续反应生成电石。

所述主炉的顶部设置有预热系统，包括原料仓以及多个加料斗，所述加料斗与主炉连通，保证主炉内生成的电石尾气进入到加料斗内，以预热原料并脱除挥发成分；所述原料仓通过多通道阀门与多个加料斗连接，多个加料斗通过汇合支管与主炉的入口连通。

所述主炉为平底锥顶筒状结构，连通主炉和前炉的通路自与主炉连通的一端向另一端向下倾斜设置，中间布有浅槽，以促进液态反应物的流动，倾斜的角度为5～9°。

所述主炉为平底锥顶筒状结构，所述主炉的炉膛内壁结构依次为耐火层和保温层，该耐火层和保温层固定在钢制的外壳内；所述主炉的炉膛上部壁面上设置有烟气出口，该烟气出口与旋风分离器相连。

所述煤气发生炉为燃烧室，该燃烧室的煤粉喷嘴和氧气喷嘴以一定角度交错布置，燃烧室内产生的炉渣通过炉底的渣口排出，燃烧室产生的煤气通过煤气通道与主炉连通。

所述前炉设置有热烟气通道，以加快气体在主炉和前炉中的流通并利于主炉中液体混合物向前炉中的流动，前炉产生的电石尾气和燃烧产生的二氧化碳气体通过该热烟气通道进入到主炉内，与主炉内产生的燃烧烟气混合后一并通过主炉侧壁的烟气出口排出；所述前炉的炉膛由内向外依次为陶瓷耐火层、碳砖耐火层、前炉保温层和前炉外壳。

一种煤气供热多段电石反应工艺，包括以下步骤：(1)煤气发生炉内通过不完全燃烧，产生高温煤气，该高温煤气进入到主炉内，为主炉提供所需热量；(2)含碳原料和含钙原料经预热后，进入到主炉内；(3)在主炉内，步骤(1)的高温煤气配富氧空气燃烧，产生热量，步骤(2)的物料吸收该热量，反应生成碳化钙，未反应完全的含钙原料与生成的碳化钙形成液态熔融物；(4)步骤(3)形成的液态熔融物在前炉内与喷入的煤粉进一步反应，生成液态的碳化钙产品，待所得碳化钙熔融物在炉膛内停留一段时间质量稳定后，经出料口排出。

步骤(2)的含碳原料和含钙原料在主炉产生的电石尾气的作用下进行预热，同时以脱除煤中的挥发成分，增加原料的强度；

步骤(4)中，液态熔融物在前炉内与喷入的煤粉进一步反应时，所述煤粉以一氧化碳为载气流化后喷入前炉，液态熔融物与喷入的煤粉反应所需要的热量来自于一氧化碳配氧燃烧所产生的热量。

所述主炉中上升的烟气与主炉上端落下的原料换热升温，使落到主炉内的原料吸收该热量。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：国内外申报的各类氧热法电石专利中均将煤的燃烧气化反应与电石反应耦合在同一个炉中，虽然增大了热量的利用率，但是对煤的燃烧控制以及电石产品的纯度都不利。本专利首次将煤的燃烧气化与电石反应分离，先在燃烧室或煤气发生炉中使煤部分燃烧生成高温煤气，然后再将高温的煤气引入电石炉中燃烧为电石反应供热。如此可将煤中的灰分排除在电石炉外而极大地提高电石产品的品质。

【附图说明】

图1为本发明的氧热法电石工艺的流程示意图；

图2为本发明电石反应器的结构示意图；

图3为图2所示本发明电石反应器的侧视图；

图4为图2所示本发明电石反应器的俯视图。

附图标记说明：1-原料仓，2-加料斗，3-电石尾气管路，4-多通道阀门，5-汇合支管，6-接口法兰，7-主炉，8-连桥，9-主炉耐火层，10-主炉保温层，11-外壳，12-旋风除尘器，13-燃烧室，14-前炉，15-煤粉喷嘴，16-氧气喷嘴，17-煤气通道，18-热烟气通道，19-电石出口，20-陶瓷耐火层，21-碳砖耐火层，22-前炉保温层，23-前炉外壳。

【具体实施方式】

如图1至图4所示，本发明所涉及的电石反应器主要包含预热系统、主炉7、燃烧室13和前炉14等。所述预热系统主要由顶部的原料仓1及其下部的加料斗2和电石尾气回收系统构成。其具体结构是：在原料仓1底部设有多通道阀门4，通过各分支通道与下部的若干个对应的加料斗2相连，上述的加料斗2又通过底部的汇合支管5汇集后加入主炉7中。所述的各加料斗2都设有尾气进出接口法兰6，其中，尾气进口接口法兰6通过电石尾气管路3与主炉相连，这样，主炉产生的大部分电石尾气直接进入到电石尾气回收系统，还有一部分电石尾气通过电石尾气管路3进入到加料斗内，所述加料斗的尾气出口接口法兰通过电石尾气管路3与电石尾气回收系统相连。进入到加料斗内的电石尾气的作用在于：利用电石尾气的热量预热原料及脱除挥发分。

所述主炉7是平底锥顶圆筒状结构，高径比为3-5，主炉7的炉底向连桥8方向设置有5-9°倾角的斜坡，中间布以浅槽，以促进液态反应物的流动，除连桥8外，主炉7没有其他的出料口。主炉7的炉膛采用热壁形式以减少热量损耗，其内壁结构依次为高温耐火层9和保温层10，两者固定在外壳11内。炉膛上部壁面设有与旋风分离器12相连的烟气出口，下部分别通过煤气通道17和连桥8与燃烧室13(两个)及前炉14相连，两个燃烧室13和前炉14布置在以主炉7为圆心的圆周上且均布，更具体的说，两个燃烧室和前炉，相邻相差120°。

所述燃烧室13包含炉膛、煤粉喷嘴15和氧气喷嘴16等部件，炉膛由高温耐火层围成，其煤粉喷嘴15和氧气喷嘴16以一定角度交错的在上下布置(交错布置是指煤粉喷嘴和氧气喷嘴呈一定角度的交错布置)。燃烧产生的灰渣由下部渣口排出，燃烧室13中产生的煤气通过煤气通道17与主炉7连通。

所述前炉14是圆柱结构，包含炉膛、连桥8、热烟气通道18、电石出口19、煤粉喷嘴15和氧气喷嘴16等组件，其炉膛由内向外依次为陶瓷耐火层20、碳砖耐火层21、前炉保温层22和前炉外壳23。前炉14通过侧壁的连桥8及热烟气通道18与主炉7连通，前炉14中反应完全的液态电石由底部的电石出口19排出。

所述燃烧室13的作用是提供高温煤气以供主炉7中反应所需热量，其原理是使煤粉部分燃烧产生高温煤气，故也可通过单独设立煤气发生炉代替燃烧室。

所述主炉7的底部最高温度需要达到1700-1800℃，其高温由从燃烧室13引入的煤气继续燃烧产生，在主炉7的炉膛底部有斜坡和凹槽结构，以便于形成的碳化钙和氧化钙熔融物能通过连桥顺利流入前炉14。

所述前炉14的作用是提供高温热源让主炉7中流入的液态混合物进一步反应和调质，前炉14的热量主要由作为载气的一氧化碳(完全燃烧提供，氧化钙继续反应所需的碳素原料由载气带入的煤粉提供。高速喷入的氧气和煤粉能对液态电石混合物起到搅拌效果。

所述前炉14的热烟气通道18具有烟囱的效果，它可以加快气体在主炉和前炉中的流通，其抽吸作用也有利于主炉中液体混合物通过连桥向前炉中的流动。

本发明的工艺流程如下：

1.粒度符合要求的干燥细煤粉与粉状含钙原料混合，然后用压块机压块，最后将压块成品破碎成粒度为5-10cm的块料送入电石炉上端的原料仓；

2.原料仓内的块状原料分批加入各个进料斗中，然后向加满料的加料斗内注入高温电石尾气，将块状原料加热到500-650℃并保温一段时间，以脱除煤中的挥发分和增加原料的强度，最后分批次打开加料斗，让预热好的颗粒原料依次加入主炉内去参与反应；

3.干燥过的原煤经磨煤机制粉后，通过气力输送系统分别向燃烧室和前炉供应燃烧用煤粉，细煤粉充分流化后经煤粉喷嘴送入燃烧室中进行不完全燃烧，所得高温煤气经煤气通道引入主炉，燃烧的灰渣由底部出渣口外排；

4.进入主炉的高温煤气配富氧空气后燃烧，放出原煤的大部分热量，将炉膛底部升温到1700-1800℃左右，从主炉上部料斗落下的块状原料吸热开始反应，由于原料中碳和氧化钙的配比及温度的限制，在炉膛底部仅有部分氧化钙反应生成碳化钙，未反应完的氧化钙与新生成的碳化钙形成液态熔融物通过倾斜的炉底和连桥流入前炉；

5.上述步骤3所得的部分细煤粉以一氧化碳为载气流化后喷入前炉炉膛，在前炉内一氧化碳配氧燃烧将前炉中的温度升高到2100-2300℃左右，为氧化钙与煤粉的进一步反应提供热量，由连桥流入前炉的液态氧化钙与喷入的煤粉进一步反应，全部转化为碳化钙，生成的碳化钙熔融物在前炉中停留保温一段时间，待成分稳定后由出料口排出，前炉中的燃烧尾气由热烟气通道流入主炉炉膛；

6.主炉炉膛中高温尾气经侧壁的旋风分离器初级除尘后，分一部分去进料斗预热原料，大部分送入后面的余热锅炉和电捕焦油器，在利用余热和脱除灰分后进一步分离CO₂，提纯后气体的成分主要是CO，所得CO气体部分作为煤粉气力输送的载气，部分外送。

所述含碳原料可以是半焦、焦炭、贫煤或无烟煤等。对含碳原料的质量指标与电热法电石工艺对焦炭和半焦的指标接近，在水分和固定碳含量上可略微放宽，而对原料的粒度无严格要求；

所述含钙原料可以是氧化钙、氢氧化钙、电石渣及碳酸钙。对含钙原料得要求接近电热法电石工艺对氧化钙的指标要求，而钙质原料的粒度不做要求。

所述富氧空气的指标是氧气含量高于80％。

实施例1：

将原煤和氧化钙破碎、筛分到合格粒度(小于150目)后，按照煤粉：氧化钙＝0.8:1的重量比均匀混合，并在混料中加入总质量1.1％左右的添加剂(石灰石和聚氨酯的混合物)。将混料用压块机压块，然后将压块成品破碎成粒度为5-10cm的块状原料，并用皮带输送机送入电石炉上端的原料仓。还有部分煤粉经氮气流化后输送到燃烧室的煤粉喷嘴后与氧气进行不完全燃烧。所配氧气纯度超过95％，氧气喷嘴的流量与气力输送的煤粉量关联，氧煤的重量比约为1.2:1。燃烧室中的温度约为800℃，生成的高温煤气流入主炉底部，与氧气混合后进一步燃烧完全。氧气由主炉周向的四个喷嘴喷入，耗氧量按燃烧煤粉重量的1.5倍配入。主炉中燃烧的烟气将炉温升高到1700-1850℃，上升的烟气与主炉上端料斗中落下的块状原料换热升温。落下原料中的氧化钙与煤粉吸热反应，当料中的煤粉反应完全时氧化钙还过量近60％。未反应完的氧化钙与碳化钙形成液态熔融物，通过倾斜的连桥流入前炉中。前炉中使用一氧化碳为载气向前炉内喷吹细煤粉，煤粉的质量与炉顶料的质量比维持在70％。前炉中配入的氧气与一氧化碳载气的质量比维持在75％左右，以确保载气能充分燃烧，并能使前炉的温度维持在2100-2300℃。前炉中反应产生的电石尾气和燃烧产生的二氧化碳都通过上端的电石气流道输送到主炉，和主炉中的燃烧烟气混合后一并由上部的烟气出口去后端的旋风除尘器除尘。在前炉中保温调质一段时间的液态电石产品，通过电石出口流道电石锅中去冷却。平均下来，每一吨原料煤可产0.52吨左右的电石，其纯度约为70％，电石产气量接近260L/kg。

实施例2：

保持煤粉和氧化钙的粒度等条件不变，将煤粉和氧化钙的重量比调整为1.2：1。加入1.0％左右的添加剂，压块后破碎成5-10cm的块状原料加入主炉。控制喷入燃烧室中的煤粉和氧气比例，但是将入炉质量增加到原料的1.2倍，使得燃烧室的炉温升到1000-1200℃。主炉中喷入的氧气量与燃烧室中煤粉量的比例维持在1.5:1的比例。主炉底部的温度能有明显的提升。前炉中使用一氧化碳为载气向前炉内喷吹细煤粉，煤粉的质量与炉顶块料进料的质量比维持在70％。前炉中配入的氧气与一氧化碳载气的质量比维持在75％左右。在此操作条件下，每一吨原料煤可产0.44吨左右的电石，其纯度为80％以上，电石产气量接近300L/kg。

实施例3：

保持煤粉和氧化钙的粒度等条件不变，将煤粉和氧化钙的重量比调整为1.6：1。加入0.8％左右的添加剂，压块后破碎成5-10cm的块状原料加入主炉。控制喷入燃烧室中的煤粉和氧气比例以及入炉的煤粉质量，使得燃烧室的炉温维持在800-1000℃。主炉中喷入的氧气量与燃烧室中煤粉量的重量比维持在1.8:1。前炉中使用一氧化碳为载气向前炉内喷吹细煤粉，煤粉的质量与炉顶颗粒料的重量比维持在70％。前炉中配入的氧气与一氧化碳载气的质量比维持在75％左右。在此操作条件下，每一吨原料煤可产0.38吨左右的电石，其纯度约为75％，电石产气量接近290L/kg。

本工艺相对现有的工艺和装置具有如下创新点：

1.国内外申报的各类氧热法电石专利中均将煤的燃烧气化反应与电石反应耦合在同一个炉中，虽然增大了热量的利用率，但是对煤的燃烧控制以及电石产品的纯度都不利。本专利首次将煤的燃烧气化与电石反应分离，先在燃烧室或煤气发生炉中使煤部分燃烧生成一氧化碳，然后再将高温的一氧化碳引入电石炉中燃烧为电石反应供热。如此可将煤中的灰分排除在电石炉外而极大地提高电石产品的品质。煤气和富氧空气的混合充分，能减弱氧气对高温耐火材料的侵蚀。

2.目前国内外提出的氧热法电石炉结构上都是大高径比的圆筒，使得炉底部的电石反应段不仅要承受反应高温还要承受上部炉体的重量，造成高温耐火材料的强度要求高以及炉体建造困难。本专利利用碳化钙和氧化钙能形成液态熔融物的特性，首次提出将高温的电石反应段独立设置成小容积的前炉，然后通过倾斜的连桥将液态熔融物从低温主炉中导入前炉。这样的结构设计既便于前炉中的热量蓄积，也减小了前炉高温耐火材料的承重，降低了设备高度有利于设备放大。

相对于现有电石生产工艺和装置，本发明的有益效果在于如下几个方面：

1.在电石生成过程中固体原料氧化钙和含碳原料间的接触和传质对反应速率至关重要，因此采用氧化钙粉和煤粉混合压块得到的原料能强化原料将的接触传质而降低反应所需的温度，缩短反应时间，从而大大降低电石生产所需的能耗。

2.通过燃烧室产生的高温煤气在电石反应器中燃烧向氧热反应供热，既利用了原煤的大部分热值，又具有燃烧稳定、温度高和便于调控的优点。在燃烧室、主炉和前炉中分别完成煤的燃烧和电石反应过程，有利于对各个工艺过程的调控。

3.通过燃烧煤气向电石反应装置供热，由此避免了煤中灰分混入电石产品的问题，使得电石产品质量要远高于目前常规氧热法的产品，可达到目前国家规定的电石产品质量要求。

4.由于引入了高温烟气对原料的预热操作及余热锅炉等设备，使得尾气显热利用率高，从而大大降低了整套工艺的运行成本。

Claims (10)

1.一种煤气供热多段电石反应器，以含碳原料和含钙原料为原料生产电石，其特征在于：包括主炉(7)、为主炉(7)提供高温煤气的煤气发生炉，以及为原料继续反应提供高温热源的前炉(14)；所述煤气发生炉与前炉(14)分布在主炉(7)底部的周围并与主炉(7)连通；煤气发生炉提供的高温煤气进入到主炉内，含碳原料和含钙原料通过吸热该高温煤气的热量而生成液态的碳化钙，未反应完的含钙原料和液态的碳化钙在前炉(14)内继续反应生成电石。

2.根据权利要求1所述的一种煤气供热多段电石反应器，其特征在于：所述主炉(7)的顶部设置有预热系统，包括原料仓(1)以及多个加料斗(2)，所述加料斗(2)与主炉(7)连通，保证主炉内生成的电石尾气进入到加料斗内，以预热原料并脱除挥发成分；所述原料仓(1)通过多通道阀门(4)与多个加料斗(2)连接，多个加料斗(2)通过汇合支管(5)与主炉(7)的入口连通。

3.根据权利要求1所述的一种煤气供热多段电石反应器，其特征在于：所述主炉(7)为平底锥顶筒状结构，连通主炉(7)和前炉(14)的通路自与主炉连通的一端向另一端向下倾斜设置，中间布有浅槽，以促进液态反应物的流动，倾斜的角度为5～9°。

4.根据权利要求2所述的一种煤气供热多段电石反应器，其特征在于：所述主炉为平底锥顶筒状结构，主炉的炉膛内壁结构依次为耐火层(9)和保温层(10)，该耐火层(9)和保温层(10)固定在钢制的外壳内，所述主炉(7)的炉膛上部壁面上设置有烟气出口，该烟气出口与旋风分离器相连。

5.根据权利要求1所述的一种煤气供热多段电石反应器，其特征在于：所述煤气发生炉为燃烧室(13)，该燃烧室的煤粉喷嘴和氧气喷嘴以一定角度上下交错布置，燃烧室内产生的炉渣通过炉底的渣口排出，燃烧室产生的煤气通过煤气通道(17)与主炉(7)连通。

6.根据权利要求1所述的一种煤气供热多段电石反应器，其特征在于：所述前炉设置有热烟气通道(18)，以加速气体在主炉和前炉中的流通并有利于主炉中的混合物向前炉中的流动，前炉产生的电石尾气和燃烧产生的二氧化碳气体通过该热烟气通道进入到主炉内，与主炉内产生的燃烧烟气混合后一并通过主炉侧壁的烟气出口排出；所述前炉的炉膛由内向外依次为陶瓷耐火层(20)、碳砖耐火层(21)、前炉保温层(22)和前炉外壳(23)。

7.一种煤气供热多段电石反应工艺，其特征在于：包括以下步骤：

(1)煤气发生炉内通过不完全燃烧，产生高温煤气，该高温煤气进入到主炉内，为主炉提供所需热量；

(2)含碳原料和含钙原料经预热后，进入到主炉内；

(3)在主炉内，步骤(1)的高温煤气配富氧空气燃烧，产生热量，步骤(2)的物料吸收该热量，反应生成碳化钙，未反应完全的含钙原料与生成的碳化钙形成液态熔融物；

(4)步骤(3)形成的液态熔融物在前炉内与喷入的煤粉进一步反应，生成液态的碳化钙产品，待所得碳化钙熔融物在炉膛内停留一段时间质量稳定后，经出料口排出。

8.根据权利要求7所述的一种煤气供热多段电石反应工艺，其特征在于：步骤(2)的含碳原料和含钙原料在主炉产生的电石尾气的作用下进行预热，同时以脱除煤中的挥发成分，增加原料的强度。

9.根据权利要求7所述的一种煤气供热多段电石反应工艺，其特征在于：步骤(4)中，液态熔融物在前炉内与喷入的煤粉进一步反应时，所述煤粉以一氧化碳为载气流化后喷入前炉，液态熔融物与喷入的煤粉反应所需要的热量来自于一氧化碳配氧燃烧所产生的热量。

10.根据权利要求7或8所述的一种煤气供热多段电石反应工艺，其特征在于：所述主炉中上升的烟气与主炉上端落下的原料换热升温，使落到主炉内的原料吸收该热量。