CN105293497A - 一种氧热法冶炼电石工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种氧热法冶炼电石工艺，是在熔融反应炉、预热器、干燥器、换热器以及纯氧设备及原料的支持下实现加工工艺，其中：利用预热器将生石灰粉预热至950℃～1200℃；利用干燥器将焦粉或兰炭粉或煤粉或混合的含碳粉末预热至200-400℃，使含水率降至1％以下；再将预热后上述原料喷入熔融反应炉中，使之燃烧温度在1500℃-2500℃的条件下产生液态电石，液态电石从熔融反应炉电石出口排出，熔融反应炉产生的气体从炉顶煤气出口排出，藉由前述工艺方法，解决了氧热法冶炼电石工艺的技术问题，达成了环保、节能的良好效果。

Description

一种氧热法冶炼电石工艺
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，尤指一种氧热法冶炼电石工艺。
背景技术
电石的主要成分是CaC2，是有机合成工业中的重要的基础原料，广泛应用在多种有机合成产品中。目前，工业生产电石的主要方法是电热法，该法历史悠久，技术成熟，但该法需采用块状原料生产电石，存在反应时间长、反应温度高、耗电量大、生产效率低、粉尘和尾气处理困难等诸多问题，属于典型的“高投入、高污染、高能耗”的三高技术，不符合节能减排和可持续发展要求。
由于电热法的诸多弊端，国内外提出了多种氧热法生产电石的技术，氧热法是指在氧存在的条件下，使部分碳燃烧，产生的高温热量使剩余的碳和氧化钙反应生成电石。相比电热法，氧热法可实现在相对较短的时间和较低的温度条件下，以较小的污染生产电石，同时，可大幅降低生产成本。
目前，氧热法已成为电石生产的重要发展方向，但基本仍处于试验阶段，实现工业化还需要大量的探索性研究和实验。
如中国专利CN101172604A公开了一种两段式电石生产技术，即采用含碳原料部分燃烧供热与电弧供热的符合供热方式，先采用燃料氧化热源，将反应物料升温至1300℃或1400℃以上，再以电炉供热为主，将电石反应和提纯温度维持在1700℃～2200℃，生产高品位电石。还有德国专利DE3035026A、DE2925897A等电石生产技术，也属于两段式生产电石技术，区别在于预热装置和反应器均采用含碳原料部分燃烧供热。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种氧热法冶炼电石工艺。
为达成上述目的，本发明应用的技术方案是：本发明提供一种氧热法冶炼电石工艺，是在熔融反应炉、预热器、干燥器、换热器以及纯氧设备及原料的支持下实现加工工艺，其中：利用预热器将粒度为0～3mm的生石灰粉预热至950℃～1200℃，使得生石灰粉中残留的石灰石分解为生石灰；同时利用干燥器将焦粉或兰炭粉或煤粉或混合的含碳粉末预热至200℃～400℃，使含水率降至1％以下；再将预热后的生石灰粉和焦粉，或生石灰粉和兰炭粉，或生石灰粉和煤粉，或生石灰粉和含碳粉末分别喷入熔融反应炉中，使得熔融反应炉燃烧温度达1500℃-2500℃，生石灰粉和含碳粉末在炉内的迅速反应后产生液态电石，液态电石从熔融反应炉下部的液态电石出口排出，此时熔融反应炉燃烧产生的气体从炉顶煤气出口排出，并经过换热器进行余热回收，回收的热量用于预热生石灰粉。
在本实施例中优选：氧热法冶炼电石工艺进一步设有除尘器及与外部设备相连接的净煤气管道，其中：换热器中的热量在用于预热生石灰粉时，所产生的煤气气体进入除尘器，经氧热法冶炼电石工艺除尘器除尘后的净煤气，将通过净煤气管道输出作为再生燃料。
在本实施例中优选：加工时喷入熔融反应炉中所用纯氧量为焦粉600Nm3/t、兰炭粉为800Nm3/t、煤粉为1000Nm3/t、含碳粉末为1100Nm3/t。
在本实施例中优选：预热器将粒度为0～3mm的生石灰粉预热至950℃；干燥器将粒度为0～3mm的焦粉预热至200℃；喷入熔融反应炉的焦粉和生石灰粉的质量比为1.5：1；焦粉与纯氧在熔融反应炉内的燃烧温度达1500℃。
在本实施例中优选：预热器将粒度为0～2mm的生石灰粉预热至1000℃；干燥器将粒度为0～1mm的兰炭粉预热至250℃；喷入熔融反应炉的兰炭粉和生石灰粉的质量比为1.8：1；兰炭粉与纯氧在熔融反应炉内燃烧温度达1800℃。
在本实施例中优选：预热器将粒度为0～1mm的生石灰粉预热至1100℃；干燥器将粒度为0～0.5mm的煤粉预热至300℃；喷入熔融反应炉的煤粉和生石灰粉的质量比为2.2：1；煤粉与纯氧在熔融反应炉内燃烧温度达2200℃。
在本实施例中优选：预热器将粒度为0～3mm的生石灰粉预热至1200℃；喷入熔融反应炉的含碳粉末和生石灰粉的质量比为2.5：1；含碳粉末与纯氧在熔融反应炉内燃烧温度达2500℃。
本发明与现有技术相比，其有益的效果是：生产电石的原料为粉末状，降低了原料要求，拓宽了原料来源，具有更好的反应动力学条件，缩短反应时间，提高生产效率，显著降低反应温度，降低生产能耗。
附图说明
图1是本实施例的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细说明。下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明的技术方案，而不应当理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
请参阅图1所示，本发明提供一种氧热法冶炼电石工艺，是在熔融反应炉、预热器、干燥器、换热器以及纯氧等设备及原料的支持下实现加工工艺。在加工时，利用预热器将粒度为0～3mm的生石灰粉预热至950℃-1200℃，使得生石灰粉中残留的石灰石(CaCO3)得到充分分解，从而成为生石灰(CaO)，同时利用干燥器将焦粉或兰炭粉或煤粉或混合的含碳粉末预热至200-400℃，使含水率降至1％以下；将预热后的生石灰粉和焦粉，或生石灰粉和兰炭粉，或生石灰粉和煤粉，或生石灰粉和含碳粉末分别喷入熔融反应炉中，其中：喷入熔融反应炉的焦粉和生石灰粉的质量比为1.5：1；兰炭粉和生石灰粉的质量比为1.8：1；煤粉和生石灰粉的质量比为2.2：1；含碳粉末和生石灰粉的质量比为2.5：1。在炉顶上部喷入的纯氧量分别为焦粉600Nm3/t、兰炭粉为800Nm3/t、煤粉为1000Nm3/t、含碳粉末为1100Nm3/t，藉此使得部分焦粉与纯氧燃烧放热，使得熔融反应炉内温度达1500℃-2500℃，由于生石灰粉和含碳粉末在熔融反应炉内的迅速反应而生产出液态电石，并从熔融反应炉下部的液态电石出口排出。熔融反应炉因燃烧产生的气体从炉顶煤气出口排出，经过换热器进行高温余热回收，回收的热量用于预热生石灰粉，同时余热回收后的气体进入除尘器，经除尘器除尘后，作为燃料或其他用途。
下面针对不同情况的原料通过具体实例分别予以说明：
实施例一：
1、利用预热器将粒度为0～3mm的生石灰粉预热至950℃，使里面残留的石灰石(CaCO3)充分分解为生石灰(CaO)；
2、利用干燥器将粒度为0～3mm的焦粉预热至200℃，使焦粉的含水率降至1％以下；
3、将预热后的生石灰粉和焦粉分别喷入熔融反应炉中；
4、控制喷入熔融反应炉的焦粉和生石灰粉的质量比为1.5：1；
5、炉顶上部喷入的纯氧量为600Nm3/t(焦粉)；
6、部分焦粉与纯氧燃烧放热，熔融反应炉内温度达1500℃，生石灰粉和焦粉在熔融反应炉内迅速反应，生产液态的电石后，从熔融反应炉下部排出；
7、熔融反应炉内的产生的气体从炉顶上部排出后，先经过换热器进行高温余热回收，回收的热量用于预热生石灰粉，余热回收后的气体，进行除尘后，作为燃料或其他用途。
实施例二：
1、利用预热器将粒度为0～2mm的生石灰粉预热至1000℃，使里面残留的石灰石(CaCO3)充分分解为生石灰(CaO)；
2、利用干燥器将粒度为0～1mm的兰炭粉预热至250℃，使兰炭粉的含水率降至1％以下；
3、将预热后的生石灰粉和兰炭粉分别喷入熔融反应炉中；
4、控制喷入熔融反应炉的兰炭粉和生石灰粉的质量比为1.8：1；
5、炉顶上部喷入的纯氧量为800Nm3/t(兰炭粉)；
6、部分兰炭粉与纯氧燃烧放热，熔融反应炉内温度达1800℃，生石灰粉和兰炭粉在熔融反应炉内迅速反应，生产液态的电石后，从熔融反应炉下部排出；
7、熔融反应炉内的产生的气体从炉顶上部排出后，先经过换热器进行高温余热回收，回收的热量用于预热生石灰粉，余热回收后的气体，进行除尘后，作为燃料或其他用途。
实施例三：
1、利用预热器将粒度为0～1mm的生石灰粉预热至1100℃，使里面残留的石灰石(CaCO3)充分分解为生石灰(CaO)；
2、利用干燥器将粒度为0～0.5mm的煤粉预热至300℃，使煤粉的含水率降至1％以下；
3、将预热后的生石灰粉和煤粉分别喷入熔融反应炉中；
4、控制喷入熔融反应炉的煤粉和生石灰粉的质量比为2.2：1；
5、炉顶上部喷入的纯氧量为1000Nm3/t(煤粉)；
6、部分煤粉与纯氧燃烧放热，熔融反应炉内温度达2200℃，生石灰粉和煤粉在熔融反应炉内迅速反应，生产液态的电石后，从熔融反应炉下部排出；
7、熔融反应炉内的产生的气体从炉顶上部排出后，先经过换热器进行高温余热回收，回收的热量用于预热生石灰粉，余热回收后的气体，进行除尘后，作为燃料或其他用途。
实施例四：
1、利用预热器将粒度为0～3mm的生石灰粉预热至1200℃，使里面残留的石灰石(CaCO3)充分分解为生石灰(CaO)；
2、利用干燥器将粒度为0～3mm的焦粉、兰炭粉和煤粉(质量比为1:1:1)组成的含碳粉末预热至400℃，使煤粉的含水率降至1％以下；
3、将预热后的生石灰粉和含碳粉末分别喷入熔融反应炉中；
4、控制喷入熔融反应炉的含碳粉末和生石灰粉的质量比为2.5：1；
5、炉顶上部喷入的纯氧量为1100Nm3/t(含碳粉末)；
6、部分含碳粉末与纯氧燃烧放热，熔融反应炉内温度达2500℃，生石灰粉和含碳粉末在熔融反应炉内迅速反应，生产液态的电石后，从熔融反应炉下部排出；
7、熔融反应炉内的产生的气体从炉顶上部排出后，先经过换热器进行高温余热回收，回收的热量用于预热生石灰粉，余热回收后的气体，进行除尘后，作为燃料或其他用途。

Claims (7)

1.一种氧热法冶炼电石工艺，是在熔融反应炉、预热器、干燥器、换热器以及纯氧设备及原料的支持下实现加工工艺，其特征在于：利用预热器将粒度为0～3mm的生石灰粉预热为950℃～1200℃，使得生石灰粉中残留的石灰石分解为生石灰；同时利用干燥器将焦粉或兰炭粉或煤粉或混合的含碳粉末预热至200-400℃，使含水率降至1％以下；再将预热后的生石灰粉和焦粉，或生石灰粉和兰炭粉，或生石灰粉和煤粉，或生石灰粉和含碳粉末分别喷入熔融反应炉中，使得熔融反应炉燃烧温度在1500℃-2500℃，生石灰粉和含碳粉末在燃烧的炉内产生液态电石，液态电石从熔融反应炉的液态电石出口排出，此时熔融反应炉燃烧产生的气体从炉顶煤气出口排出至换热器进行余热回收，回收的热量用于预热生石灰粉。
2.如权利要求1所述的氧热法冶炼电石工艺，其特征在于：氧热法冶炼电石工艺进一步设有除尘器及与外部设备相连接的净煤气管道，其中：换热器排出煤气气体至除尘器，经除尘后的净煤气，通过净煤气管道输出为再生燃料。
3.如权利要求2所述的氧热法冶炼电石工艺，其特征在于：加工时喷入熔融反应炉的纯氧量为焦粉600Nm3/t；兰炭粉为800Nm3/t；煤粉为1000Nm3/t；含碳粉末为1100Nm3/t。
4.如权利要求1至3任一项所述的氧热法冶炼电石工艺，其特征在于：预热器将粒度为0～3mm的生石灰粉预热至950℃；干燥器将粒度为0～3mm的焦粉预热至200℃；喷入熔融反应炉的焦粉和生石灰粉的质量比为1.5：1；焦粉与纯氧在熔融反应炉内的燃烧温度达1500℃。
5.如权利要求1至3任一项所述的氧热法冶炼电石工艺，其特征在于：预热器将粒度为0～2mm的生石灰粉预热至1000℃；干燥器将粒度为0～1mm的兰炭粉预热至250℃；喷入熔融反应炉的兰炭粉和生石灰粉的质量比为1.8：1；兰炭粉与纯氧在熔融反应炉内燃烧温度达1800℃。
6.如权利要求1至3任一项所述的氧热法冶炼电石工艺，其特征在于：预热器将粒度为0～1mm的生石灰粉预热至1100℃；干燥器将粒度为0～0.5mm的煤粉预热至300℃；喷入熔融反应炉的煤粉和生石灰粉的质量比为2.2：1；煤粉与纯氧在熔融反应炉内燃烧温度达2200℃。
7.如权利要求1至3任一项所述的氧热法冶炼电石工艺，其特征在于：预热器将粒度为0～3mm的生石灰粉预热至1200℃；喷入熔融反应炉的含碳粉末和生石灰粉的质量比为2.5：1；含碳粉末与纯氧在熔融反应炉内燃烧温度达2500℃。
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