CN107758667A - 一种感应炉、感应炉生产电石液的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种感应炉、感应炉生产电石液的系统及方法。该感应炉包括坩埚、石英砂层、炉壳和炉盖，坩埚顶部开口，侧壁的上方设有出料口；石英砂层为顶部开口的壳体，坩埚位于石英砂层的内腔；炉壳为顶部开口的壳体，石英砂层位于炉壳的内腔；炉盖位于坩埚顶部开口上方；石英砂层的侧壁外侧设有石棉板，石棉板的外侧围绕有感应线圈，线圈的外侧设有水冷管；石英砂层的底部与炉壳的底部之间固定有铸体。本发明提供的感应炉生产电石液的系统可以充分利用传统密闭炉不能消耗的粉体原料，减少了粉料的损失。

Description

一种感应炉、感应炉生产电石液的系统及方法

技术领域

本发明总地涉及传统煤化工电石生产领域，具体涉及一种感应炉、感应炉生产电石液的系统及方法。

背景技术

传统密闭炉法生产电石所用的原料主要有生石灰和炭素材料。生石灰的粒度一般为5-40mm。炭素材料的粒度一般为3-20mm。生石灰和炭素材料在破碎过程中产生大量的粉料(即石灰粉和焦炭粉)，占炉料的5％左右，粉料在料层中易结成硬壳，使炉料电阻下降，在电极附近产生支路电流，使三相电极不能稳而深地插入炉料中。同时，粉料过多的炉料透气性变差，经常发生喷料、塌料等使炉压不稳的不正常现象。严重时炉气能将密闭炉的防爆孔冲开，直接影响电炉操作和安全生产。密闭电石炉消耗粉料很有限。除少数电石厂用石灰粉和焦炭粉生产碳化焦球以重新用于电石炉外，其余绝大多数厂家都将石灰粉和焦炭粉廉价卖给用户作为建筑材料和民用燃料。但一方面灰粉和焦炭粉生产碳化焦球时，压球强度不够好，裙边不易控制；另一方面石灰粉和焦炭粉的价格远远低于块状原料成本，从而造成粉状原料的浪费。

因此，如何利用石灰粉和焦炭粉一直是传统密闭炉工业探索的问题。上世纪80年代，我国电石行业从西德UHDE公司、日本DEC公司及挪威ELKEM公司分别引进了空心电极技术，运用在密闭电石炉的生产中，意在消耗原料破碎过程中产生的石灰粉和焦炭粉。然而，在密闭炉实际生产中，引进空心电极技术后出现一系列问题，特别是安全方面的问题，制约了空心电极技术的推广。目前，我国几乎没有电石厂在使用空心电极技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种感应炉、感应炉生产电石液的系统及方法，消耗原料破碎过程中产生的石灰粉和焦炭粉，减少粉料的损失。

本发明提供了一种感应炉，其中，所述感应炉包括坩埚、石英砂层、炉壳和炉盖。所述坩埚顶部开口，侧壁的上方设有出料口。所述石英砂层为顶部开口的壳体，所述坩埚位于所述石英砂层的内腔。所述炉壳为顶部开口的壳体，所述石英砂层位于所述炉壳的内腔。所述炉盖位于所述坩埚顶部开口上方。所述石英砂层的侧壁外侧设有石棉板，所述石棉板的外侧围绕有感应线圈，所述线圈的外侧设有水冷管。所述石英砂层的底部与所述炉壳的底部之间固定有铸体。

优选地，根据上述的感应炉，其中，所述炉盖包括炉盖外壳和炉盖内衬，所述炉盖内衬固定在所述炉盖外壳的下表面上，所述炉盖外壳的材料为耐热不锈钢，所述炉盖内衬的材料为耐火浇筑料。

优选地，根据上述的感应炉，其中，所述出料口包括出料口外壳和出料口内衬，所述出料口外壳的材料为耐热不锈钢，所述出料口内衬的材料为耐火浇筑料。

或优选地，根据上述的感应炉，其中，所述坩埚的材料选自石墨、钨铜合金和碳化钨中的一种或多种。

本发明还提供一种包括上述的感应炉的生产电石液的系统，其中，所述系统还包括混合料系统，所述混合料系统包括混料机，所述混料机包括碳粉入口、生石灰粉入口和混合料出口，所述混合料出口连接所述感应炉的坩埚顶部开口。

优选地，根据上述的感应炉生产电石液的系统，其中，所述混料机为双运动混料机。

优选地，根据上述的感应炉生产电石液的系统，其中，所述混合料系统还包括混合料称重装置，所述混料机的混合料出口和所述感应炉的坩埚顶部开口经所述混合料称重装置连接。所述混合料系统还包括混合料仓，所述混合料仓设置在所述混料机的混合料出口和所述混合料称重装置之间。所述混合料系统还包括下料管，当向所述感应炉输送所述混合料时，所述混合料称重装置通过所述下料管与所述感应炉的坩埚顶部开口连接。优选地，所述下料管的位置分为下料管等待位和下料管加料位，当向所述感应炉输送所述混合料时，所述下料管位于下料管加料位，与所述感应炉的坩埚顶部开口连接。

优选地，根据上述的感应炉生产电石液的系统，其中，所述混合料系统还包括碳粉称重装置和生石灰粉称重装置，所述碳粉称重装置包括碳粉出口，所述碳粉出口连接所述混料机的碳粉入口，所述生石粉称重装置包括生石灰粉出口，所述生石灰粉出口连接所述混料机的生石灰粉入口；

优选地，根据上述的感应炉生产电石液的系统，其中，所述混合料系统还包括碳粉仓和生石灰粉仓，所述碳粉仓连接所述碳粉称重装置，所述生石灰粉仓连接所述生石灰粉称重装置。

或优选地，根据上述的感应炉生产电石液的系统，其中，所述感应炉生产电石液的系统还包括除尘装置，所述除尘装置包括除尘烟罩和除尘烟道，所述除尘烟罩包括除尘烟罩入口和除尘烟罩出口，所述除尘烟道包括除尘烟道入口，所述除尘烟罩出口连接所述除尘烟道入口，所述感应炉工作时，所述除尘烟罩入口位于所述感应炉的坩埚顶部开口和出料口上方，优选地，所述除尘烟罩的位置分为除尘烟罩等待位和除尘烟罩工作位，当所述感应炉工作时，所述除尘烟罩位于所述除尘烟罩工作位。

本发明还提供一种使用上述的系统生产电石液的方法，其中，所述方法包括：

(1)将碳粉和生石灰粉在所述混料机中混合得到混合料，所述混合料输送到所述感应炉的坩埚，所述碳粉和生石灰粉的质量比为1：(1.5-2)。

(2)所述感应炉中的坩埚通过所述感应线圈加热，使所述混合料温度提升至1800-2000℃反应生成电石液。

优选地，根据上述的方法，其中，所述方法还包括：步骤(1)中输送所述混合料时，将所述下料管移动到所述下料管加料位，使所述混合料经所述下料管输送至所述感应炉。

优选地，根据上述的方法，其中，所述方法还包括：步骤(2)时，将所述除尘烟罩移动到所述除尘烟罩工作位，反应时生成的烟气先进入所述除尘烟罩，再进入所述除尘烟道。

优选地，根据上述的方法，其中，所述方法还包括：步骤(1)中还包括通过所述混合料称重装置对所述混合料进行称重，按所述感应炉的容量控制所述混合料的输送量。

本发明提供的感应炉生产电石液的系统可以充分利用传统密闭炉不能消耗的粉体原料，减少了粉料的损失。本发明提供的生产电石液的方法工艺流程短，生产方式灵活，生产过程中粉尘污染小，且无噪声污染。

附图说明

图1为本发明提供的感应炉的结构示意图；

图2为本发明提供的一种感应炉生产电石液的系统的结构示意图；以及

图3为本发明提供的一种感应炉生产电石液的系统的部分结构示意图；

附图标记：

1、混料机；

2、混合料仓；

3、混合料称重装置；

4、感应炉，41、炉盖，42、出料口，43、坩埚，44、石英砂层，45、石棉板，46、感应线圈，47、水冷管，48、炉壳，49、铸体；

5、下料管，a、下料管等待位，b、下料管加料位；

6、除尘烟罩，c、除尘烟罩工作位，d、除尘烟罩等待位；

7、除尘烟道；

8、碳粉仓；

9、生石灰仓；

10、碳粉称重装置；

11、生石灰称重装置；

12、料仓。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供了一种感应炉，其包括坩埚43、石英砂层44、炉壳48和炉盖41。坩埚43顶部开口，侧壁的上方设有出料口42。石英砂层44为顶部开口的壳体，坩埚43位于石英砂层44的内腔。炉壳48为顶部开口的壳体，石英砂层44位于炉壳48的内腔。所述炉盖41位于所述坩埚顶部开口上方。石英砂层44的侧壁外侧设有石棉板45，石棉板45的外侧围绕有感应线圈46，线圈46的外侧设有水冷管47。石英砂层44的底部与炉壳48的底部之间固定有铸体49。具体地，感应炉为工频、中频或高频感应炉。

感应炉的炉体侧壁材料采用多层设计，由炉膛从内向外分别是坩埚43、石英砂层43和石棉板45，该设计能有效地保护炉壳及感应线圈，大幅提高炉体使用寿命。

在一种实施方案中，炉盖41包括炉盖外壳和炉盖内衬，炉盖内衬固定在炉盖外壳的下表面上。炉盖外壳的材料为耐热不锈钢，炉盖内衬的材料为耐火浇筑料。

在一种实施方案中，坩埚的出料口42包括出料口外壳和出料口内衬。出料口外壳的材料为耐热不锈钢，出料口内衬的材料为耐火浇筑料。

在一种实施方案中，坩埚43的材料选自石墨、钨铜合金和碳化钨中的一种或多种。

相比较而言，石墨坩埚价格低廉，具有良好的热导性和耐高温性，在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急热、急冷具有一定抗应变性能。石墨坩埚既做为反应加热载体，同时也提供反应空间。石墨坩埚的尺寸参数优选为上口外径700-800mm，壁厚35-45mm，下底外径480-580mm，高度800-1100mm。

如图2所示，本发明还提供了一种包括上述感应炉4的生产电石液的系统，该系统还包括混合料系统。混合料系统包括混料机1，混料机1包括碳粉入口、生石灰粉入口和混合料出口，混合料出口连接感应炉4的坩埚顶部开口。

将碳粉和生石灰粉放入混料机1中进行混合得到混合料，混合料输送到感应炉4的坩埚中。感应炉4中的坩埚通过感应线圈进行加热，使混合料进行反应生成电石液。

在一种实施方案中，混料机1为双运动混料机。保证碳粉和生石灰粉混合均匀程度高。

在一种实施方案中，混合料系统还包括混合料称重装置3，混料机1的混合料出口和感应炉4的坩埚顶部开口经混合料称重装置3连接。具体地，混合料称重装置3为称重料斗。

在一种实施方案中，混合料系统还包括混合料仓2，设置在混料机1的混合料出口和混合料称重装置3之间。具体地，混料机1下方的混合料出口与混合料仓2上方的敞口通过料斗12相连。混合料仓2下方的出料口与混合料称重装置3的上方入口相连。

将在混料机1中得到的混合料放入下方料斗12中，再通过料斗提升机将装满混合料的料斗12提升至混合料仓2上方，将混合料加入混合料仓2中，经混合料仓2将将混合料放入混合料称重装置3中进行称重，按感应炉4容量控制混合料在感应炉4中的放入量。

如图3所示，在一种实施方案中，混合料系统还包括下料管5。当向感应炉输送混合料时，混合料称重装置3通过下料管5与感应炉4的坩埚顶部开口连接，优选地，下料管5的位置分为下料管等待位a和下料管加料位b。当向感应炉输送混合料时，下料管5位于下料管加料位b，与感应炉4的坩埚顶部开口连接。向感应炉4输送混合料输送完毕后，下料管5位于下料管等待位a。

在一种实施方案中，混合料系统还包括碳粉称重装置10和生石灰粉称重装置11，碳粉称重装置10包括碳粉出口，碳粉出口连接混料机1的碳粉入口，生石粉称重装置11包括生石灰粉出口，生石灰粉出口连接混料机1的生石灰粉入口。

在一种实施方案中，混合料系统还包括碳粉仓8和生石灰粉仓9，碳粉仓8连接碳粉称重装置11，生石灰粉仓9连接生石灰粉称重装置12。

将碳粉、生石灰粉分别从碳粉仓8、生石灰仓9放入下方的称重装置11、12，将称重后的碳粉、生石灰粉分别放入混料机1中进行混料。

在一种实施方案中，感应炉生产电石液的系统还包括除尘装置，除尘装置包括除尘烟罩6和除尘烟道7，除尘烟罩6包括除尘烟罩入口和除尘烟罩出口，除尘烟道7包括除尘烟道入口，除尘烟罩出口连接除尘烟道入口，感应炉工作时，除尘烟罩入口位于感应炉4的坩埚顶部开口和出料口上方。

在一种实施方案中，除尘烟罩6的位置分为除尘烟罩等待位d和除尘烟罩工作位c，当感应炉4工作时，除尘烟罩6位于除尘烟罩工作位c。

将混合料仓2中的混合料放入混合料称重装置3中，将下料管5从下料管等待位置a于下料管加料位b，将称重后的混合料加入感应炉4内。加完料后，将下料管5从下料管加料管b置于下料管等待位a，盖上感应炉的炉盖41，将除尘烟罩6从除尘烟罩等待位d置于除尘烟罩工作位c。送电冶炼时，烟气通过炉盖41与出料口42之间的孔隙中排出，先进入除尘烟罩6中，再进入除尘烟道7中。

在一种实施方案中，感应炉生产电石液的系统还包括电石坩埚，其与感应炉的出料口42连接。待感应炉中的反应完成后，停止送电，感应炉中生成的电石液倒入电石坩埚中。

本发明还提供一种使用上述系统生产电石液的方法，其包括：

(1)将碳粉和生石灰粉在混料机中混合得到混合料，混合料输送到感应炉的坩埚，碳粉和生石灰粉的质量比为1：(1.5-2)。

(2)感应炉中的坩埚通过感应线圈加热，使混合料温度提升至1800-2000℃反应生成电石液。

该方法为间歇式、周期性生产工艺。

在一种实施方案中，方法还包括：步骤(1)中输送混合料时，将下料管移动到下料管加料位，使混合料经下料管输送至感应炉。

在一种实施方案中，方法还包括：步骤(2)时，将除尘烟罩移动到除尘烟罩工作位，反应时生成的烟气先进入除尘烟罩，再进入除尘烟道。

在一种实施方案中，方法还包括：步骤(1)中还包括通过混合料称重装置对混合料进行称重，按感应炉的容量控制混合料的输送量。

实施例

本实施例使用本发明提供的感应炉生产电石液的系统生产电石液，具体方法如下：

将碳粉、生石灰粉分别从碳粉仓、生石灰仓放入碳粉称重装置和生石灰粉称重装置中进行称重，将称重后的碳粉200Kg、生石灰粉300Kg分别放入混料机中进行混料。混合均匀后再放入其下方料斗中，再通过料斗提升机将装满混合料的料斗提升至混合料仓上方，并将混合料加入混合料仓中，将混合料放入混合料称重装置中。将下料管从下料管等待位置于下料管加料位，将称重后的混合料200Kg加入感应炉内。加完料后，盖上炉盖，将除尘烟罩从除尘烟罩等待位置于除尘烟罩工作位。送电冶炼，使混合料温度逐渐提升至1800℃，保温1h。烟气通过炉盖与出料口之间的孔隙中排出，先进入除尘烟罩中，再进入除尘烟道中。冶炼结束后，电石液倒入电石坩埚中。本冶炼周期结束。再向感应炉内加入混合料，继续送电冶炼，进入下一冶炼周期。

其中，感应炉的石墨坩埚尺寸上口外径800mm，壁厚40mm，下底外径500mm，高度1000mm。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种感应炉，其特征在于，所述感应炉包括坩埚、石英砂层、炉壳和炉盖，

所述坩埚顶部开口，侧壁的上方设有出料口；

所述石英砂层为顶部开口的壳体，所述坩埚位于所述石英砂层的内腔；

所述炉壳为顶部开口的壳体，所述石英砂层位于所述炉壳的内腔；

所述炉盖位于所述坩埚顶部开口上方；

所述石英砂层的侧壁外侧设有石棉板，所述石棉板的外侧围绕有感应线圈，所述线圈的外侧设有水冷管；

所述石英砂层的底部与所述炉壳的底部之间固定有铸体。

2.根据权利要求1所述的感应炉，其特征在于，

所述炉盖包括炉盖外壳和炉盖内衬，所述炉盖内衬固定在所述炉盖外壳的下表面上，所述炉盖外壳的材料为耐热不锈钢，所述炉盖内衬的材料为耐火浇筑料；

所述出料口包括出料口外壳和出料口内衬，所述出料口外壳的材料为耐热不锈钢，所述出料口内衬的材料为耐火浇筑料；

所述坩埚的材料选自石墨、钨铜合金和碳化钨中的一种或多种。

3.一种包括权利要求1或2所述的感应炉的生产电石液的系统，其特征在于，所述系统还包括混合料系统，

所述混合料系统包括混料机，所述混料机包括碳粉入口、生石灰粉入口和混合料出口，所述混合料出口连接所述感应炉的坩埚顶部开口。

4.根据权利要求3所述的感应炉生产电石液的系统，其特征在于，所述混料机为双运动混料机。

5.根据权利要求3所述的感应炉生产电石液的系统，其特征在于，

所述混合料系统还包括混合料称重装置，所述混料机的混合料出口和所述感应炉的坩埚顶部开口经所述混合料称重装置连接；

所述混合料系统还包括混合料仓，所述混合料仓设置在所述混料机的混合料出口和所述混合料称重装置之间；

所述混合料系统还包括下料管，当向所述感应炉输送所述混合料时，所述混合料称重装置通过所述下料管与所述感应炉的坩埚顶部开口连接，优选地，所述下料管的位置分为下料管等待位和下料管加料位，当向所述感应炉输送所述混合料时，所述下料管位于下料管加料位，与所述感应炉的坩埚顶部开口连接；

所述混合料系统还包括碳粉称重装置和生石灰粉称重装置，所述碳粉称重装置包括碳粉出口，所述碳粉出口连接所述混料机的碳粉入口，所述生石粉称重装置包括生石灰粉出口，所述生石灰粉出口连接所述混料机的生石灰粉入口；

所述混合料系统还包括碳粉仓和生石灰粉仓，所述碳粉仓连接所述碳粉称重装置，所述生石灰粉仓连接所述生石灰粉称重装置。

6.根据权利要求3所述的感应炉生产电石液的系统，其特征在于，所述感应炉生产电石液的系统还包括除尘装置，所述除尘装置包括除尘烟罩和除尘烟道，所述除尘烟罩包括除尘烟罩入口和除尘烟罩出口，所述除尘烟道包括除尘烟道入口，所述除尘烟罩出口连接所述除尘烟道入口，所述感应炉工作时，所述除尘烟罩入口位于所述感应炉的坩埚顶部开口和出料口上方，

优选地，所述除尘烟罩的位置分为除尘烟罩等待位和除尘烟罩工作位，当所述感应炉工作时，所述除尘烟罩位于所述除尘烟罩工作位。

7.一种使用权利要求3-6中任一项所述的系统生产电石液的方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)将碳粉和生石灰粉在所述混料机中混合得到混合料，所述混合料输送到所述感应炉的坩埚，所述碳粉和生石灰粉的质量比为1：(1.5-2)；

(2)所述感应炉中的坩埚通过所述感应线圈加热，使所述混合料温度提升至1800-2000℃反应生成电石液。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤(1)中输送所述混合料时，将所述下料管移动到所述下料管加料位，使所述混合料经所述下料管输送至所述感应炉。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤(2)时，将所述除尘烟罩移动到所述除尘烟罩工作位，反应时生成的烟气先进入所述除尘烟罩，再进入所述除尘烟道。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤(1)中还包括通过所述混合料称重装置对所述混合料进行称重，按所述感应炉的容量控制所述混合料的输送量。