電熱法電石生產(chǎn)工藝和電石生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電熱法電石生產(chǎn)工藝和電石生產(chǎn)系統(tǒng)。所述電熱法電石生產(chǎn)工藝包括以下步驟：第一，將石灰石、生石灰和含碳原料按反應(yīng)比例混合形成混合原料后輸送至電石爐內(nèi)；第二，對(duì)所述電石爐通電，以將所述混合原料加熱至反應(yīng)溫度而生成電石。本發(fā)明利用石灰石代替部分生石灰形成混合原料而提供制備電石所必需的鈣元素，以減少對(duì)生石灰的需求而降低生產(chǎn)成本。與傳統(tǒng)電熱法和氧熱法電石生產(chǎn)工藝相比，本發(fā)明的電石生產(chǎn)工藝具有環(huán)境友好、節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
電熱法電石生產(chǎn)工藝和電石生產(chǎn)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及化工原料制備，具體地，涉及一種電熱法電石生產(chǎn)工藝。此外，本發(fā)明還涉及一種電石生產(chǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電石即碳化鈣(CaC2)，又稱(chēng)乙炔鈣等，是一種重要的基本化工原料，可以用于與水反應(yīng)生成乙炔，因而在工農(nóng)業(yè)生成中得到廣泛應(yīng)用。
[0003]—般地，電石生產(chǎn)方法包括氧熱法和電熱法。其中，電熱法主要以生石灰(主要成分為CaO)為原料，是一種較為傳統(tǒng)的制備方法，該方法的發(fā)展歷史已有120之久。由于其利用電能產(chǎn)生反應(yīng)所需的熱，因而所得產(chǎn)品得名為“電石”。然而，一方面，電熱法需要消耗大量的電能；另一方面，制備電石需要生產(chǎn)或進(jìn)購(gòu)大量生石灰。因而，電熱法需要相對(duì)較高的生產(chǎn)成本。
[0004]隨著工業(yè)發(fā)展，人們提出了以含碳物質(zhì)燃燒供熱的氧熱法制備電石，其主要以石灰石(主要成分為CaCO3)為原料。特別是煤炭資源被大量開(kāi)采以來(lái)，氧熱法制備電石的工藝得到空前發(fā)展和研究。例如，中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)CN10136 2 599A、中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN101428799B和CN100513310以及日本專(zhuān)利昭61-178412等分別公開(kāi)了氧熱法制備工藝。
[0005]然而，隨著人類(lèi)生存環(huán)境的惡化，氧熱法已難以滿足人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)的訴求。并且，氧熱法通常需要對(duì)反應(yīng)原料進(jìn)行預(yù)熱，該預(yù)熱過(guò)程會(huì)耗費(fèi)一定能量，不利于節(jié)約成本。
[0006]有鑒于此，有必要提供一種相對(duì)環(huán)境友好且生產(chǎn)成本較低的電石生產(chǎn)工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電石生產(chǎn)工藝，與傳統(tǒng)電熱法和氧熱法電石生產(chǎn)工藝相比，該電石生產(chǎn)工藝能夠有效減少生產(chǎn)成本。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電熱法電石生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:第一，將石灰石、生石灰和含碳原料按反應(yīng)比例混合形成混合原料后輸送至電石爐內(nèi)；第二，對(duì)所述電石爐通電，以將所述混合原料加熱至反應(yīng)溫度而生成電石。
[0009]優(yōu)選地，在所述第一步驟中，所述混合原料中，所述石灰石、生石灰和含碳原料的質(zhì)量之比為1:7:4.8?1:39:24。
[0010]優(yōu)選地，在所述第一步驟中，所述混合原料中，所述石灰石、生石灰和含碳原料的質(zhì)量之比為1:9:6-1:19:12。
[0011 ] 優(yōu)選地，在所述第一步驟中，在混合所述石灰石、生石灰和含碳原料之前，對(duì)所述石灰石進(jìn)行破碎和/或篩分，其中，粒度為10mm-30mm的石灰石用于混合形成所述混合原料。
[0012]優(yōu)選地，將破碎和/或篩分后得到的粒度小于10_的石灰石輸送至球磨機(jī)以制備脫硫粉。
[0013]優(yōu)選地，所述含碳原料為焦炭、無(wú)煙煤或蘭炭。
[0014]此外，本發(fā)明還提供一種電石生產(chǎn)系統(tǒng)，包括電石爐和用于將由石灰石、生石灰和含碳原料按反應(yīng)比例混合形成的混合原料輸送至該電石爐內(nèi)的輸送裝置。
[0015]優(yōu)選地，所述電石生產(chǎn)系統(tǒng)還包括用于對(duì)所述石灰石進(jìn)行篩分的振動(dòng)篩。
[0016]通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明利用石灰石代替部分生石灰形成混合原料而提供制備電石所必需的鈣元素，以減少對(duì)生石灰的需求而降低生產(chǎn)成本。與傳統(tǒng)電熱法和氧熱法電石生產(chǎn)工藝相比，本發(fā)明的電石生產(chǎn)工藝具有環(huán)境友好、節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)。
[0017]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0018]附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的電熱法電石生產(chǎn)工藝流程圖；
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的電石生產(chǎn)系統(tǒng)中輸送裝置的部分設(shè)備連接示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0022]I振動(dòng)篩2碎石料倉(cāng)
[0023]3碎石輸送帶 4生石灰輸送帶
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0025]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的電熱法電石生產(chǎn)工藝流程圖，該電石生產(chǎn)工藝包括以下基本步驟:第一，將石灰石、生石灰和含碳原料按反應(yīng)比例混合形成混合原料后輸送至電石爐內(nèi)；第二，對(duì)所述電石爐通電，以將所述混合原料加熱至反應(yīng)溫度而生成電石。
[0026]應(yīng)當(dāng)注意的是，相比于傳統(tǒng)電熱法和氧熱法電石生產(chǎn)工藝，盡管本發(fā)明的上述電熱法電石生產(chǎn)工藝的改進(jìn)是微妙的，但這些改進(jìn)是非常重要和具有突破性的。
[0027]具體而言，為了節(jié)約生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，隨著煤炭等燃料資源的大量開(kāi)采，通過(guò)其燃燒供熱的氧熱法越來(lái)越受到人們的重視，并被認(rèn)為是電石生產(chǎn)工藝的發(fā)展趨勢(shì)，這可以從前述中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)CN101362599A、中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN101428799B等得到印證。
[0028]然而，氧熱法通常直接利用石灰石為生產(chǎn)原料，加熱分解會(huì)產(chǎn)生二氧化碳(CO2)，而0)2在生產(chǎn)電石的反應(yīng)溫度(通常在2000°C左右)下會(huì)與生產(chǎn)電石所用的含碳原料(如焦炭)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而產(chǎn)生了大量的一氧化碳(CO)。公知地，CO會(huì)極大地增加發(fā)生爆炸的可能性，因此，氧熱法具有相對(duì)較大的生產(chǎn)安全隱患。此外，通過(guò)燃燒供熱，其溫度不易控制，因而使得氧熱法電石生產(chǎn)工藝復(fù)雜。
[0029]對(duì)于傳統(tǒng)的電熱法電石生產(chǎn)工藝，基于與上述氧熱法類(lèi)似的理由，通常采用生石灰作為制備原料，以避免直接利用石灰石為制備原料而產(chǎn)生大量的CO。并且，若直接利用石灰石在電石爐內(nèi)生成電石，石灰石分解產(chǎn)生的CO2部分地與含碳原料發(fā)生反應(yīng)而生成純度較低的CO，因而增大含碳原料的消耗。正因如此，盡管經(jīng)歷了長(zhǎng)達(dá)120年之久的發(fā)展，電熱法電石生產(chǎn)工藝仍難以突破以生石灰為制備原料的局限。
[0030]經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和實(shí)踐，本發(fā)明的發(fā)明人打破常規(guī)，突破性地在電熱法電石生產(chǎn)工藝中利用石灰石代替部分生石灰形成混合原料而提供制備電石所必需的鈣元素，以減少對(duì)生石灰的需求，從而另辟蹊徑地降低了生產(chǎn)成本。出于該降低生產(chǎn)成本的同一目的，與人們傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)中氧熱法電石生產(chǎn)工藝通過(guò)減少能量消耗的方式相對(duì)地，本發(fā)明的電石生產(chǎn)工藝則從改變制備原料出發(fā)，獲得顯著的效果。
[0031]此外，隨著礦產(chǎn)資源的日益消耗，氧熱法電石生產(chǎn)工藝中供熱成本優(yōu)勢(shì)已日益衰退，而新型發(fā)電技術(shù)的發(fā)展則讓電熱法電石生產(chǎn)工藝的供熱成本逐漸降低。因此，本發(fā)明還具有發(fā)展?jié)摿Υ?、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。
[0032]在本發(fā)明提供的上述工藝中，由于采用了石灰石為制備原料，因而不可避免地會(huì)隨之增加CO的產(chǎn)生量。因此，在將混合原料輸送至電石爐內(nèi)之前，對(duì)各成分的比例及粒度的控制就顯得尤為重要。以下將結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)此進(jìn)行詳述。
[0033]實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，石灰石的比例不宜過(guò)高。優(yōu)選地，在所述第一步驟中，所述混合原料中，所述石灰石、生石灰和含碳原料的質(zhì)量之比為1:7:4.8-1:39:24，優(yōu)選為1:9:6-1:19:12。在該優(yōu)選比例下，一方面，不會(huì)大量增加CO的產(chǎn)生量，避免安全隱患增加；另一反面，不會(huì)明顯增加熱量需求，避免由于能量消耗的大量增加而無(wú)法達(dá)到節(jié)約成本的目的。此外，通過(guò)控制混合原料中各組分的比例，還能夠避免發(fā)生CO2與含碳原料之間的還原反應(yīng)，從而避免含碳原料的消耗量增加。
[0034]從理論上分析，在理想情況下，以適量石灰石代替部分生石灰會(huì)使得熱量消耗有所增加。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，完全以生石灰為反應(yīng)原料的傳統(tǒng)工藝為了反應(yīng)更加充分而不可避免地會(huì)有部分多余的熱量散失。而通過(guò)控制石灰石的比例，能夠利用這部分多余的熱量，從而能夠在不增加電能消耗的情況下，以石灰石代替部分生石灰而降低生產(chǎn)成本。
[0035]另外，對(duì)于產(chǎn)生的CO，也可以進(jìn)行回收利用，以改善能源利用率，間接地降低生產(chǎn)成本。例如，可以將CO通入石灰窯，用于把石灰石燒制成生石灰。
[0036]對(duì)于本發(fā)明所描述的混合原料中各組分的優(yōu)選比例，只有當(dāng)所采用的比例完全落入所述優(yōu)選比例中時(shí)，才屬于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。例如，所采用的石灰石、生石灰和含碳原料的質(zhì)量之比為1:10:15落入優(yōu)選比例1:7:4.8-1:39:24中；若質(zhì)量之比為1:10:25，盡管生石灰的比例處于上述優(yōu)選范圍，但是由于含碳原料相對(duì)過(guò)多，因而不符合生產(chǎn)實(shí)際的需求而未落入該優(yōu)選比例中。換言之，當(dāng)采用一個(gè)單位質(zhì)量的石灰石時(shí)，應(yīng)采用7個(gè)單位質(zhì)量至39個(gè)單位質(zhì)量的生石灰，同時(shí)采用的含碳原料為4.8個(gè)單位質(zhì)量至24個(gè)單位質(zhì)量。進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式和優(yōu)選比例同樣適用上述規(guī)則，在此不再重復(fù)描述。
[0037]對(duì)于傳統(tǒng)電熱法電石生產(chǎn)工藝和設(shè)備，可以利用占比為5% -10%的石灰石添加至生石灰中，且根據(jù)所選擇的含碳原料的不同而控制其質(zhì)量比，使得含碳原料的質(zhì)量與石灰石和生石灰質(zhì)量之和的比例約為60 %，此時(shí)，三者的比例即大致處于上述優(yōu)選比例范圍中，從而對(duì)現(xiàn)有工藝和設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)。
[0038]如圖1所示，為了更容易使石灰石參與反應(yīng)，減少熱量消耗，在所述第一步驟中，在混合所述石灰石、生石灰和含碳原料之前，可以對(duì)所述石灰石進(jìn)行破碎和/或篩分，其中，粒度為10mm-30mm的石灰石用于混合形成所述混合原料。通常地，可以利用相對(duì)廉價(jià)且容易獲得的碎石，經(jīng)篩分后將符合上述粒度要求的石灰石與生石灰和含碳原料混合，而其余粒度較小(如小于1mm)的顆粒和粉末則可以用于制備脫硫粉。粒度較大的(如大于30mm)的石灰石則可以運(yùn)送至石灰窯，以燒制生石灰。
[0039]但本發(fā)明并不限于此，也可以將大塊石灰石經(jīng)破碎后，使粒度符合上述粒度要求的進(jìn)行反應(yīng)而制備電石，得到的其他粒度的石灰石則輸送至球磨機(jī)以制備脫硫粉。
[0040]在上述各種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述含碳原料可以為焦炭、無(wú)煙煤或蘭炭。含碳原料也可以是其他任意能夠用于電石制備的物質(zhì)，在此不對(duì)其一一列舉。
[0041]此外，參照?qǐng)D2所示，本發(fā)明還提供一種電石生產(chǎn)系統(tǒng)。其中，包括電石爐和用于將由石灰石、生石灰和含碳原料按反應(yīng)比例混合形成的混合原料輸送至該電石爐內(nèi)的輸送
目.ο
[0042]圖2所示為該輸送裝置的部分設(shè)備連接示意圖。其中，石灰石經(jīng)振動(dòng)篩I篩分后，落入碎石料倉(cāng)2。然后，碎石落在碎石輸送帶3上，被輸送至生石灰輸送帶4而與生石灰混合。該電石生產(chǎn)系統(tǒng)的其他裝置、設(shè)備及連接關(guān)系可以參照現(xiàn)有電石生產(chǎn)設(shè)備而相應(yīng)設(shè)置，本發(fā)明對(duì)此不再詳述。
[0043]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0044]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0045]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電熱法電石生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括以下步驟: 第一，將石灰石、生石灰和含碳原料按反應(yīng)比例混合形成混合原料后輸送至電石爐內(nèi)； 第二，對(duì)所述電石爐通電，以將所述混合原料加熱至反應(yīng)溫度而生成電石。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱法電石生產(chǎn)工藝，其特征在于，在所述第一步驟中，所述混合原料中，所述石灰石、生石灰和含碳原料的質(zhì)量之比為1:7:4.8-1:39:24。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電熱法電石生產(chǎn)工藝，其特征在于，在所述第一步驟中，所述混合原料中，所述石灰石、生石灰和含碳原料的質(zhì)量之比為1:9:6-1:19:12。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熱法電石生產(chǎn)工藝，其特征在于，在所述第一步驟中，在混合所述石灰石、生石灰和含碳原料之前，對(duì)所述石灰石進(jìn)行破碎和/或篩分，其中，粒度為10mm-30mm的石灰石用于混合形成所述混合原料。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電熱法電石生產(chǎn)工藝，其特征在于，將破碎和/或篩分后得到的粒度小于10_的石灰石輸送至球磨機(jī)以制備脫硫粉。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的電熱法電石生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述含碳原料為焦炭、無(wú)煙煤或蘭炭。7.一種電石生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括電石爐和用于將由石灰石、生石灰和含碳原料按反應(yīng)比例混合形成的混合原料輸送至該電石爐內(nèi)的輸送裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電石生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述電石生產(chǎn)系統(tǒng)還包括用于對(duì)所述石灰石進(jìn)行篩分的振動(dòng)篩(I)。
【文檔編號(hào)】C01B31/32GK105984873SQ201510078788
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日
【發(fā)明人】馬占玉, 張萬(wàn)龍, 姜石恒, 杜景忠, 史首田, 趙茜萌
【申請(qǐng)人】中鹽吉蘭泰鹽化集團(tuán)有限公司