CN205709885U - 制备固态电石的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了制备固态电石的系统。该系统包括：磨细装置、混料装置、成型装置和真空加热炉。该系统采用真空加热炉制备固态电石，原料经细磨后增大了反应接触面积，在真空环境下冶炼可防止碳烧损，改善反应动力学条件，促进炉内还原反应进行，可有效降低反应的平衡温度，节能降耗。同时，该系统在密闭的真空加热炉中进行冶炼，易于污染物收集，对环境污染小，降低生产过程的污染。
Description
技术领域
本实用新型涉及制备固态电石的系统。
背景技术
电石是重要的煤化工产品以及基础化工原料，电石产量的迅速增长促进了乙炔有机化工工业的发展。其中，电石乙炔法聚氯乙烯(pvc)生产的迅速增长带动了电石产业的发展。目前工业上有许多种生产乙炔的方法，按原料来源可分为2大类:碳化钙法和烃类热裂解法。碳化钙法是最古老且迄今仍在工业上普遍应用的生产方法。它是使电石与水在乙炔发生器中作用而制得乙炔。烃类热裂解法从天然气、轻油、原油等烃类经高温裂解得到乙炔。但由于我国能源特征是煤炭储量大、石油储量小，所以电石生产对于工业经济发展意义重大，近十年来电石产量逐年递增。
工业电石生产目前主要采用矿热炉生产，将含碳物料与含钙物料在电炉中由电弧加热到2000℃以上，高温环境下碳元素还原氧化钙生成CaC2产物，液态的电石物料从电炉底部间断排出。但其生产对原料要求高，反应温度高、电耗高，资源浪费，环境污染严重等。
因此现有的电石生产装置需进一步改进。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种制备固态电石的系统，该系统采用真空加热炉制备固态电石，原料经细磨后增大了反应接触面积，在真空环境下冶炼可防止碳烧损，改善反应动力学条件，促进炉内还原反应进行，可有效降低反应的平衡温度(≤1800℃)，节能降耗。并且，该系统的结构简单，装置利用率高，生产成本低。
因而，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种制备固态电石的系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括：
磨细装置，所述磨细装置具有钙基原料入口、碳基原料入口、细磨后钙基原料出口和细磨后碳基原料出口；
混料装置，所述混料装置具有细磨后碳基原料入口、细磨后钙基原料入口、添加剂原料入口和混合物料出口，所述细磨后碳基原料入口与所述磨细装置的所述细磨后碳基原料出口相连，所述细磨后钙基原料入口与所述磨细装置的所述细磨后钙基原料出口相连；
成型装置，所述成型装置具有混合物料入口、粘结剂物料入口和球团物料出口，所述混合物料入口与所述混料装置的所述混合物料出口相连；以及
真空加热炉，所述真空加热炉具有球团物料入口、冷却水入口、测温口、电石产品出口、烟气出口和冷却水出口，所述球团物料入口与所述成型装置的球团物料出口相连。
根据本实用新型实施例的制备固态电石的系统，该系统采用真空加热炉制备固态电石，原料经细磨后增大了反应接触面积，在真空环境下冶炼可防止碳烧损，改善反应动力学条件，促进炉内还原反应进行，可有效降低反应的平衡温度(≤1800℃)，节能降耗。同时，该系统在密闭的真空加热炉中进行冶炼，易于污染物收集，对环境污染小，降低生产过程的污染。此外，该系统的结构简单，装置利用率高，生产成本低。
另外，根据本实用新型上述实施例的制备固态电石的系统，还可以具有如下附加的技术特征：
任选地，所述真空加热炉包括：炉体、炉控加热装置、测温装置、冷却装置、抽真空装置、加热线圈和烟气处理装置。
任选地，所述真空加热炉采用电磁感应加热方式。
任选地，所述冷却水入口、冷却装置及冷却水出口依次相连。
任选地，所述测温口与设置在所述炉体内部的测温装置相连。
任选地，所述烟气处理装置与烟气出口相连。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本实用新型一个实施例的制备固态电石的系统的结构示意图；
图2显示了根据本实用新型一个实施例的真空加热炉的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种制备固态电石的系统。参考图1，根据本实用新型的实施例，对该制备固态电石的系统进行解释说明，该系统包括：磨细装置100、混料装置200、成型装置300和真空加热炉400。
根据本实用新型实施例的制备固态电石的系统，该系统采用真空加热炉制备固态电石，原料经细磨后增大了反应接触面积，利用真空加热炉在真空环境下进行冶炼可有效防止碳烧损，改善反应动力学条件，促进炉内还原反应进行，可有效降低反应的平衡温度(≤1800℃)，节能降耗。同时，该系统在密闭的真空加热炉中进行冶炼，易于污染物收集，对环境污染小，降低生产过程的污染。此外，该系统的结构简单，装置利用率高，生产成本低。根据本实用新型的实施例，利用本实用新型的系统制备得到的固态电石达到国家优质产品，发气量在290-310L/kg之间。
进一步地，参考图1，根据本实用新型的实施例，对制备固态电石的系统的各装置进行解释说明：
磨细装置100
根据本实用新型的实施例，磨细装置100具有钙基原料入口101、碳基原料入口102、细磨后钙基原料出口103和细磨后碳基原料出口104。通过磨细装置对原料进行细磨处理，提高原料比表面积，增大两种原料的接触面积，提高原料传质和传热效率，提高反应速率，降低了电石反应温度和工艺能耗。并且，冶炼反应温度低，进一步对设备耐热性的要求降低，从而降低设备投资成本。
混料装置200
根据本实用新型的实施例，混料装置200具有细磨后碳基原料入口201、细磨后钙基原料入口202、添加剂原料入口203和混合物料出口204，其中，细磨后碳基原料入口201与磨细装置100的细磨后碳基原料出口104相连，细磨后钙基原料入口202与磨细装置100的细磨后钙基原料出口103相连。由此，通过混料装置，使原料混合均匀，有利于反应物充分反应，电石的产率高。
其中，需要说明的是，根据生产的需要，细磨后碳基原料入口201和细磨后钙基原料入口202也可以合并为一个原料入口，即碳基原料和钙基原料可以在细磨的同时进行混合，得到细磨后的碳基原料和钙基原料的混合物，该混合物通过一个原料入口进入混料装置，与其它原料混合。
成型装置300
根据本实用新型的实施例，成型装置300具有混合物料入口301、粘结剂物料入口302和球团物料出口303，其中，混合物料入口301与混料装置200的混合物料出口204相连。由此，形成粒径适宜的球团物料，便于后续的真空加热炉直接进行冶炼。
真空加热炉400
根据本实用新型的实施例，真空加热炉400具有球团物料入口401、冷却水入口402、测温口403、电石产品出口404、烟气出口405和冷却水出口406，其中，球团物料入口401与成型装置300的球团物料出口303相连。具体地，利用真空加热炉进行冶炼处理的方法如下：将所述球团物料置入真空加热炉的坩埚中，关闭炉门，启动抽真空装置，开始抽真空；当炉内的气压值小于500Pa时，开始加热；当温度达到1200℃关闭抽真空装置继续加热，,加热温度：1700-1800℃，保温时间为1h-2h以便得到固态电石。由于原料经细磨后增大了反应接触面积，利用真空加热炉在真空环境下进行冶炼可有效防止碳烧损，改善反应动力学条件，促进炉内还原反应进行，可有效降低反应的平衡温度(≤1800℃)，节能降耗。同时，该系统在密闭的真空加热炉中进行冶炼，易于污染物收集，对环境污染小，降低生产过程的污染。
根据本实用新型实施例的制备固态电石的系统，该系统采用真空加热炉制备固态电石，原料经细磨后增大了反应接触面积，在真空环境下冶炼可防止碳烧损，改善反应动力学条件，促进炉内还原反应进行，可有效降低反应的平衡温度(≤1800℃)，节能降耗。同时，该系统在密闭的真空加热炉中进行冶炼，易于污染物收集，对环境污染小，降低生产过程的污染。此外，该系统的结构简单，装置利用率高，生产成本低。
参考图2，根据本实用新型的一些实施例，真空加热炉400包括：炉体410、炉控加热装置420、测温装置430、冷却装置440、抽真空装置450、加热线圈470和烟气处理装置460。其中，炉控加热装置420与测温装置430和加热线圈470相连，通过设定程序采用电磁感应加热方式升温，测温装置430测量的温度输送至炉控加热装置420，对炉子加热情况进行实时监控。由此，利用测温装置监测真空加热炉的温度，利用抽真空装置抽真空，使真空加热炉在一定的真空度下运行，而烟气处理装置对冶炼产生的烟气进行净化处理，减少环境污染。
根据本实用新型的一些实施例，真空加热炉400采用电磁感应加热方式。电磁感应加热是通过把电能转换为磁能，再转化为热能，从而，真空加热炉从根本上解决了电热片、电热圈等电阻式通过热传导方式加热的效率低下的问题，节电效率高达40％-80％以上。并且电路与水等介质完全不接触，不会发生漏电或着火的危险，安全性好。
根据本实用新型的一些实施例，冷却水入口402、冷却装置440及冷却水出口406依次相连，冷却水由冷却水入口进入冷却装置进行冷却处理，并由冷却水出口排出。由此，有效防止炉壳受热后变形及密封材料和加热器件受热变质，提高炉子运行稳定性。
根据本实用新型的一些实施例，测温口403与设置在炉体410内部的测温装置430相连。由此，便于准确检测真空加热炉内的温度，并连接炉控加热装置提高炉温监控精度。
根据本实用新型的一些实施例，烟气处理装置460与烟气出口405相连。由此，经烟气处理装置净化处理的烟气由烟气出口排出，有效地降低烟气对环境的污染。
下面参考具体实施例，对本实用新型进行说明，需要说明的是，这些实施例仅仅是说明性的，而不能理解为对本实用新型的限制。
实施例1
利用本实用新型的制备固态电石的系统，以生石灰和焦炭为原料，制备固态电石，具体过程如下：
(1)利用磨细装置将生石灰及焦炭分别进行细磨处理，分别得到平均粒径低于20微米的颗粒占95％以上的原料粉料。
(2)将步骤(1)得到的原料粉料与添加剂按照重量比为生石灰粉末：焦炭粉末：添加剂＝100:75:3经混料装置进行混合，得到混合物。
(3)将步骤(2)配好的混合物进行成型处理，得到物料球团。
(4)将步骤(3)得到的球团无需烘干，直接置于真空加热炉内在1700℃下冶炼60min，得到固态电石。取三组产品(每组40g)按照国标测量发气量，求三组平均值得发气量为291L/kg。
实施例2
利用本实用新型的制备固态电石的系统，以生石灰和无烟煤为原料，制备固态电石，具体过程如下：
(1)利用磨细装置将生石灰及无烟煤分别进行细磨处理，分别得到平均粒径低于20微米的颗粒占95％以上的原料粉料。
(2)将步骤(1)得到的原料粉料与添加剂按照重量比为生石灰粉末：无烟煤粉末：添加剂＝100:85:5经混料装置进行混合，得到混合物。
(3)将步骤(2)配好的混合物进行成型处理，得到物料球团。
(4)将步骤(3)得到的球团无需烘干，直接于真空感应炉内在1800℃下冶炼120min，得到固态电石。取三组产品(每组40g)按照国标测量发气量，求三组平均值得发气量为309L/kg。
实施例3
利用本实用新型的制备固态电石的系统，以生石灰和兰炭为原料，制备固态电石，具体过程如下：
(1)利用磨细装置将生石灰及兰炭分别进行细磨处理，分别得到平均粒径低于20微米的颗粒占95％以上的原料粉料。
(2)将步骤(1)得到的原料粉料与添加剂按照重量比为生石灰粉末：兰炭粉末：添加剂＝100:80:4经混料装置进行混合，得到混合物。
(3)将步骤(2)配好的混合物进行成型处理，得到物料球团。
(4)将步骤(3)得到的球团无需烘干，直接于真空感应炉内在1750℃下冶炼90min，得到固态电石。取三组产品(每组40g)按照国标测量发气量，求三组平均值得发气量为302L/kg。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种制备固态电石的系统，其特征在于，包括：
磨细装置，所述磨细装置具有钙基原料入口、碳基原料入口、细磨后钙基原料出口和细磨后碳基原料出口；
混料装置，所述混料装置具有细磨后碳基原料入口、细磨后钙基原料入口、添加剂原料入口和混合物料出口，所述细磨后碳基原料入口与所述磨细装置的所述细磨后碳基原料出口相连，所述细磨后钙基原料入口与所述磨细装置的所述细磨后钙基原料出口相连；
成型装置，所述成型装置具有混合物料入口、粘结剂物料入口和球团物料出口，所述混合物料入口与所述混料装置的所述混合物料出口相连；以及
真空加热炉，所述真空加热炉具有球团物料入口、冷却水入口、测温口、电石产品出口、烟气出口和冷却水出口，所述球团物料入口与所述成型装置的球团物料出口相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述真空加热炉包括：炉体、炉控加热装置、测温装置、冷却装置、抽真空装置、加热线圈和烟气处理装置。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述真空加热炉采用电磁感应加热方式。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述冷却水入口、冷却装置及冷却水出口依次相连。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述测温口与设置在所述炉体内部的测温装置相连。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述烟气处理装置与所述烟气出口相连。
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