電石爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了電石爐。該電石爐包括：自上而下的氧熱反應(yīng)區(qū)和電石反應(yīng)區(qū)；含氧氣體噴傘，所述含氧氣體噴傘設(shè)置在氧熱反應(yīng)區(qū)；物料入口，所述物料入口設(shè)在氧熱反應(yīng)區(qū)且位于含氧氣體噴傘的上方；含氧氣體入口，所述含氧氣體入口設(shè)在氧熱反應(yīng)區(qū)且與含氧氣體噴傘相連；尾氣出口，所述尾氣出口設(shè)在氧熱反應(yīng)區(qū)；電極，所述電極從電石爐爐頂嵌入到電石反應(yīng)區(qū)；以及電石出口，所述電石出口設(shè)在電石反應(yīng)區(qū)。由此，可以使含氧氣體與混合物料充分接觸，利用部分含碳物料燃燒對混合物料進行加熱，可以節(jié)省電石生產(chǎn)能耗，節(jié)約生產(chǎn)成本。
【專利說明】
電石妒
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型設(shè)及化工領(lǐng)域。具體地，本實用新型設(shè)及電石爐。
【背景技術(shù)】
[0002] 電石學(xué)名碳化巧，無色晶體，主要用于生產(chǎn)乙烘氣，曾被稱為"有機合成工業(yè)之 母"。乙烘是重要的化工原料，主要用于生產(chǎn)聚氯乙締基和醋酸乙締基產(chǎn)品，我國PVC產(chǎn)品 70%的生產(chǎn)原料乙烘來自于電石，電石對我國的經(jīng)濟發(fā)展具有十分重要的作用，近十余年 來的產(chǎn)量不斷增長，2013年產(chǎn)量達2200萬噸W上。
[0003] 然而，目前的電石爐仍有待改進。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本申請是基于發(fā)明人對W下事實和問題的發(fā)現(xiàn)和認識作出的：
[0005] 目前制備電石的技術(shù)中，普遍存在能耗高、生產(chǎn)成本高的缺點，成為電石生產(chǎn)中的 巨大阻礙。發(fā)明人經(jīng)過深入研究發(fā)現(xiàn)，運是由于目前電石生產(chǎn)工藝主要采用電熱法和氧熱 法，電熱法采用電弧加熱的方法，由于塊狀原料接觸面積小，嚴(yán)重限制了原料熱傳遞過程， 使得工業(yè)反應(yīng)需在高溫下進行（2000~2300攝氏度），每噸電石（純度80.6%)的電耗高達 3250kw/h，是名副其實的"高耗能"產(chǎn)業(yè)。并且，目前的電熱法對原料要求較高，通常需要使 用優(yōu)質(zhì)的塊狀蘭炭或者焦炭W及塊狀石灰，進而增加了利用電熱法制備電石的原料成本。 而氧熱法是在有氧氣條件下，部分含碳燃料燃燒，產(chǎn)生熱量加熱剩余的碳基原料和巧基原 料，使其反應(yīng)生成電石，氧熱法能夠全部替代電能，但是由于單位含碳燃料不完全燃燒的放 熱量較小，故需要燃燒大量含碳燃料供給熱量，產(chǎn)生較多灰分富集到電石中，極大影響電石 品質(zhì)。
[0006] 本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實 用新型提出一種電石爐，該電石爐將氧熱法與電熱法結(jié)合，利用氧熱過程對含有碳基原料 W及巧基原料的混合物料進行預(yù)先加熱，從而可W節(jié)省后續(xù)電熱法生產(chǎn)電石所需要的能 耗，從而可W降低電石生產(chǎn)能耗，節(jié)約生產(chǎn)成本。
[0007] 本實用新型提出了一種電石爐。具體地，該電石爐包括：自上而下的氧熱反應(yīng)區(qū)和 電石反應(yīng)區(qū)；含氧氣體噴傘，所述含氧氣體噴傘設(shè)置在所述氧熱反應(yīng)區(qū)；物料入口，所述物 料入口設(shè)在所述氧熱反應(yīng)區(qū)且位于所述含氧氣體噴傘的上方;含氧氣體入口，所述含氧氣 體入口設(shè)在所述氧熱反應(yīng)區(qū)且與所述含氧氣體噴傘相連;尾氣出口，所述尾氣出口設(shè)在所 述氧熱反應(yīng)區(qū)；電極，所述電極從所述電石爐爐頂嵌入到所述電石反應(yīng)區(qū)；W及電石出口， 所述電石出口設(shè)在所述電石反應(yīng)區(qū)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過在電石爐中設(shè)置含氧氣體噴傘，含氧 氣體噴傘通過噴出含氧氣體，使得含氧氣體與進入電石爐的含有碳基原料和巧基原料的混 合物料充分接觸，從而有效避免了電石爐內(nèi)局部富氧燃燒而導(dǎo)致的物料加熱不均勻現(xiàn)象， 并且通過調(diào)節(jié)噴入含氧氣體量實現(xiàn)部分碳基物料的不完全燃燒產(chǎn)生熱量用W加熱其余混 合物料，從而可W顯著降低電熱法生產(chǎn)電石過程的能耗，并且由于電熱法生產(chǎn)電石過程不 會產(chǎn)生灰分，從而可W保證所得電石具有較高品質(zhì)，由此可W在降低電石生產(chǎn)企業(yè)電力成 本的同時提高電石品質(zhì)，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。
[0008] 具體地，在該電石爐中，所述含氧氣體噴傘包括:進氣管道，所述進氣管道沿水平 方向布置在所述氧熱反應(yīng)區(qū)，并且所述進氣管道與所述含氧氣體入口相連通；W及多個噴 嘴，所述噴嘴豎直且間隔設(shè)置在所述進氣管道的下方，所述噴嘴自上而下包括導(dǎo)氣部和出 氣部，并且所述導(dǎo)氣部與所述進氣管道相連，所述出氣部的側(cè)壁上設(shè)置有多個出氣口。由 此，利用具有多個噴嘴的含氧氣體噴傘向電石爐中供應(yīng)含氧氣體，可W使含氧氣體與混合 物料充分接觸，從而可W有效避免電石爐內(nèi)局部富氧燃燒而導(dǎo)致的物料加熱不均勻現(xiàn)象， 進而降低后續(xù)電熱法生產(chǎn)電石過程的能耗。
[0009] 具體地，所述出氣部的縱截面積自上而下逐漸減小。由此，W出氣部的下部斜面為 出氣口，使得含氧氣體能夠呈傘狀噴射，含氧氣體噴射均勻。
[0010] 具體地，該電石爐包括多個所述含氧氣體噴傘，所述多個含氧氣體噴傘上的所述 進氣管道平行布置在同一水平面內(nèi)。由此，可W保證含氧氣體與混合物料的充分接觸，從而 進一步提高混合物料的預(yù)熱效率，進而進一步降低后續(xù)電熱法生產(chǎn)電石過程的能耗。
[0011] 具體地，所述含氧氣體噴傘上的所述噴嘴與所述電石反應(yīng)區(qū)的料層之間的最短距 離為200~800mm。由此，有利于含氧氣體噴射更均勻，避免由于局部過氧，導(dǎo)致物料完全燃 燒，進而可W避免碳基原料的不必要損耗W及燃燒生成灰分過多而影響電石產(chǎn)品的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0012] 圖1顯示了根據(jù)本實用新型一個實施例的電石爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2顯示了根據(jù)本實用新型一個實施例的含氧氣體噴傘的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖3顯示了根據(jù)本實用新型另一個實施例的電石爐的結(jié)構(gòu)示意圖；W及
[0015] 圖4顯示了根據(jù)本實用新型一個實施例的電石爐的制備電石方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過 參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新 型的限制。
[0017] 本實用新型提出了一種電石爐。根據(jù)本實用新型的實施例，參考圖1，該電石爐包 括氧熱反應(yīng)區(qū)100和電石反應(yīng)區(qū)200。其中，含氧氣體噴傘110設(shè)置在氧熱反應(yīng)區(qū)100,電極 210從電石爐爐頂嵌入到電石反應(yīng)區(qū)200。
[0018] 具體地，氧熱反應(yīng)區(qū)100與電石反應(yīng)區(qū)200自上而下的設(shè)置在電石爐中，換句話說， 氧熱反應(yīng)區(qū)100設(shè)置在電石反應(yīng)區(qū)200的上方。含氧氣體噴傘110設(shè)置在氧熱反應(yīng)區(qū)100中， 物料入口 120設(shè)置在氧熱反應(yīng)區(qū)100中，且物料入口 120的位置高于含氧氣體噴傘110,即物 料入口 120設(shè)置在含氧氣體噴傘110的上方。含有碳基原料W及巧基原料的混合物料從物料 入口 120進入電石爐中。含氧氣體入口 130設(shè)置在氧熱反應(yīng)區(qū)100中，且與含氧氣體噴傘110 相連，W便向含氧氣體噴傘110供給含氧氣體。電極210從電石爐的頂端嵌入到電石反應(yīng)區(qū) 200中，通過電弧放電對下落到電石反應(yīng)區(qū)的混合物料進行加熱，W便發(fā)生電石生成反應(yīng)， 生成電石W及電石尾氣。電石出口 220設(shè)置在電石反應(yīng)區(qū)，W便將生成的電石由電石出口 220排出電石爐。尾氣出口 140設(shè)置在氧熱反應(yīng)區(qū)100中，W便排出電石尾氣。混合物料由物 料入口 120供給至電石爐內(nèi)，在下落的過程中與含氧氣體噴傘110噴出的含氧氣體充分接 觸，使得混合物料在發(fā)生電石生產(chǎn)反應(yīng)之前，預(yù)先在氧熱反應(yīng)區(qū)被加熱，從而可W提高混合 物料的溫度，節(jié)省電熱法制備電石過程能耗，從而節(jié)約生產(chǎn)成本。
[0019] 為了方便理解，下面對該系統(tǒng)中的各個裝置進行詳細描述。
[0020] 根據(jù)本實用新型的實施例，參考圖2,含氧氣體噴傘110包括:進氣管道111W及噴 嘴112。具體地，進氣管道111沿水平方向布置在氧熱反應(yīng)區(qū)100中，且進氣管道111與含氧氣 體入口 130(圖中未示出）相連通，W便使得含氧氣體從含氧氣體入口 130進入到進氣管道 111中。含氧氣體噴傘110包括多個噴嘴112,從而可W實現(xiàn)均勻地向電石爐內(nèi)供給含氧氣 體。根據(jù)本實用新型的實施例，多個噴嘴112豎直且間隔地設(shè)置在進氣管道111的下方，也就 是說，多個噴嘴112互相平行地設(shè)置在進氣管道111的下方并且與進氣管道111相連，且每個 噴嘴112均與進氣管道111垂直設(shè)置，兩個噴嘴112之間間隔出一定空隙。噴嘴112自上而下 包括導(dǎo)氣部IOW及出氣部20,導(dǎo)氣部10與進氣管道111相連通，W便將進氣管道111中的含 氧氣體導(dǎo)入到出氣部20中，出氣部20的側(cè)壁上設(shè)置有多個出氣口 21，W便均勻地將含氧氣 體噴出，使得含氧氣體與混合物料充分接觸。根據(jù)本實用新型的實施例，出氣部20可W具有 自上而下逐漸減小的縱截面，也即是說，出氣部20可W具有倒梯形、模形或者錐形的縱截 面。由此，W出氣部20的下部斜面為含氧氣體出氣口 21，使得含氧氣體能夠呈傘狀噴射，含 氧氣體噴射均勻，可W避免由于局部含氧氣體富集導(dǎo)致的碳基原料完全燃燒，進而可W避 免碳基原料的不必要損耗W及燃燒生成灰分過多而影響電石產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0021] 根據(jù)本實用新型的實施例，混合物料在進入電石爐后，與含氧氣體噴傘110噴出的 含氧氣體充分接觸，混合物料中的部分碳基原料在氧熱反應(yīng)區(qū)100內(nèi)發(fā)生不完全燃燒，W加 熱剩余的混合物料，并且被加熱后的混合物料繼續(xù)下落至位于電石爐底部的電石反應(yīng)區(qū) 200,堆積形成料層。
[0022] 根據(jù)本實用新型的實施例，含氧氣體噴嘴110中的噴嘴112與電石反應(yīng)區(qū)200的料 層之間的最短距離可W為200~800mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)噴嘴112與電石反應(yīng)區(qū)200的料層之 間的最短距離可W為200~800mm時，有利于含氧氣體噴射更均勻，避免由于局部過氧，導(dǎo)致 物料完全燃燒，進而可W避免碳基原料的不必要損耗W及燃燒生成灰分過多而影響電石產(chǎn) 品的質(zhì)量。本領(lǐng)域技術(shù)人員可W理解的是，上述"最短距離"指噴嘴112的底部與料層之間的 距離。
[0023] 根據(jù)本實用新型的實施例，在該電石爐內(nèi)，可W設(shè)置多個含氧氣體噴傘110。根據(jù) 本實用新型的具體實施例，多個含氧氣體噴傘110的進氣管111平行布置在同一水平面內(nèi)。 由此，可W保證含氧氣體與混合物料的充分接觸，從而進一步提高混合物料的預(yù)熱效率，進 而進一步降低后續(xù)電熱法生產(chǎn)電石過程的能耗。
[0024] 根據(jù)本實用新型的實施例，含有碳基原料W及巧基原料的混合物料由物料入口 120進入電石爐中，與含氧氣體噴傘110噴出的含氧氣體接觸，混合物料中的部分碳基原料 在含氧氣體存在的條件下，在氧熱反應(yīng)區(qū)100中進行不完全燃燒，放出的熱量對其余混合物 料進行加熱，同時產(chǎn)生富含一氧化碳的可燃性氣體。由于含氧氣體噴傘110具有前面描述的 結(jié)構(gòu)W及設(shè)置方式，因此可W實現(xiàn)在氧熱反應(yīng)區(qū)100中含氧氣體的均勻噴入，并與混合物料 充分接觸，避免局部富氧。由此，僅需在混合物料中適當(dāng)增加碳基物料的含量，即可在氧熱 反應(yīng)區(qū)100內(nèi)將混合物料加熱至足夠的溫度，無需額外向電石爐內(nèi)供給燃料。根據(jù)本實用新 型的實施例，經(jīng)過氧熱反應(yīng)區(qū)100處理的混合物料可W被加熱至1200~1500攝氏度。
[0025] 需要說明的是，在本實用新型中，混合物料中碳基原料W及巧基原料的具體種類 W及具體混合比例不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W根據(jù)實際情況進行選擇。例如，根據(jù) 本實用新型的一個實施例，可W按照碳基原料和巧基原料的質(zhì)量比為(0.7~0.9):1進行混 合。發(fā)明人經(jīng)過深入研究W及大量實驗發(fā)現(xiàn)，若碳基原料和巧基原料的混合物中碳基原料 比例過高，則在電石生產(chǎn)中碳基物料過量，抑制電石反應(yīng)進行，并產(chǎn)生積碳;若比例過低，貝U 在電石生產(chǎn)中巧基物料過量，電石反應(yīng)產(chǎn)出的碳化巧較少，導(dǎo)致電石產(chǎn)物品質(zhì)差。例如，根 據(jù)本實用新型的具體實施例，在巧基原料中，氧化巧的含量可W為90~95wt%，碳基原料中 固定碳的含量可W為80~90wt%。在本實用新型中，含氧氣體可W是空氣、富氧空氣W及氧 氣，或上述氣體的混合氣。本領(lǐng)域技術(shù)人員可W根據(jù)混合物料的具體組成W及電石爐的具 體結(jié)構(gòu)，確定含氧氣體的具體種類W及成分，只要能夠在氧熱反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使適量的碳基原料 發(fā)生不完全燃燒，并利用燃燒放熱將混合物料加熱至前面描述的溫度即可。
[0026] 根據(jù)本實用新型的實施例，電極210從電石爐的爐頂嵌入到電石反應(yīng)區(qū)200中，W 便通過電弧放電，對堆積在電石反應(yīng)區(qū)200的料層進行加熱，W便使料層溫度升高發(fā)生電石 反應(yīng)。換句話說，通過設(shè)置在電石爐頂部穿過氧熱反應(yīng)區(qū)100伸入電石反應(yīng)區(qū)200中的電極 210對電石反應(yīng)區(qū)200中的混合物料進行電弧放電加熱。具體地，根據(jù)本實用新型的實施例， 電石反應(yīng)的溫度可W為2000~2200攝氏度。生成的液態(tài)電石產(chǎn)物，可W通過位于電石爐底 部的電石出口 220流出。反應(yīng)生成的電石液體在重力作用下流向電石爐底部，由此，可W通 過簡便地設(shè)置定時開放電石出口 220,使液態(tài)電石定期流出。電石反應(yīng)生成的電石尾氣在電 石爐內(nèi)自下而上經(jīng)設(shè)置在電石爐上部（即氧熱反應(yīng)區(qū)中）的尾氣出口 140排出。由于電石生 產(chǎn)反應(yīng)的反應(yīng)溫度較高，因此電石尾氣中也含有一定的顯熱。該部分熱量在電石尾氣自下 而上運動的過程中，可W傳遞給在電石爐中下落的混合物料，進而可W進一步提高混合物 料的溫度，從而可W節(jié)省發(fā)生電石反應(yīng)所需要提供的能量。
[0027] 需要說明的是，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，對根據(jù)本實用新型實施例的電石 爐做出的改進W及結(jié)構(gòu)調(diào)整也屬于本實用新型保護的范圍。例如，參考圖3,在電石爐中設(shè) 置多個與含氧氣體噴傘110相連的含氧氣體入口 130, W便提高向電石爐內(nèi)供給含氧氣體的 效率，并提高含氧氣體氣流的流動性。此外，可W在電石爐高于含氧氣體噴傘110的位置上 設(shè)置多個物料入口 120, W提高物料供給效率，并提高氧熱反應(yīng)區(qū)100中氣流W及固態(tài)混合 物料的混亂程度，增加混合物料與含氧氣體的碰撞頻率。此外，還可W在電石爐底部設(shè)置多 個電石出口220。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，只要能夠在該電石爐內(nèi)利用根據(jù)本實用新 型實施例的含氧氣體噴傘110實現(xiàn)向電石爐內(nèi)均勻地供給含氧氣體，利用氧熱反應(yīng)提高混 合物料溫度，再利用電熱法生成電石即可。
[0028] 本實用新型采用在電石爐爐內(nèi)料層上方通過含氧氣體噴傘110噴射含氧氣體(可 為純氧、富氧空氣或空氣）的方式，一方面，可實現(xiàn)含氧氣體噴入均勻，與物料完全接觸，不 存在局部富氧燃燒;另一方面，可W通過調(diào)節(jié)噴入含氧氣體量，實現(xiàn)碳基原料不完全燃燒， 無需外供燃料燃燒，降低了燃料成本，僅需適當(dāng)添加過量碳基原料，使部分碳基燃料不完全 燃燒放熱即可。電石出口設(shè)置在電石爐下部，液態(tài)電石可定時流出。該電石爐將氧熱法與電 熱法相結(jié)合生產(chǎn)電石，通過在原料中添加過量碳基原料，并向電石爐內(nèi)通入含氧氣體，部分 碳基原料不完全燃燒放熱，提高原料溫度，降低生產(chǎn)電石電耗，減少電石生產(chǎn)電力成本，提 高電石企業(yè)經(jīng)濟效益。
[0029] 綜上所述，根據(jù)本實用新型實施例的電石爐具有W下優(yōu)點：
[0030] 1.可實現(xiàn)氧熱法與電熱法高效結(jié)合，充分利用部分碳基原料不完全燃燒產(chǎn)生的熱 量，替代部分電熱法需要消耗的電能，從而能夠有效降低電熱法電石生產(chǎn)電耗，提高企業(yè)經(jīng) 濟效益；
[0031] 2.在電石爐內(nèi)料層上部增設(shè)氧氣噴傘，能夠?qū)崿F(xiàn)氧氣與碳基原料的均勻接觸，實 現(xiàn)碳基物料不完全燃燒，杜絕局部富氧現(xiàn)象；
[0032] 3.在氧熱法中無需添加新燃料，僅需在混合物料中使碳基原料適當(dāng)過量即可，操 作簡單方便，無需額外增設(shè)燃料輸送口和裝置，減少改造成本；
[0033] 4.現(xiàn)有電石爐出料口位置不變，可保證電石液能夠順楊流出，保障安全穩(wěn)定生產(chǎn)；
[0034] 5 .僅將部分碳基原料不完全燃燒放熱，可在顯著改善氧熱法生產(chǎn)電石的品質(zhì)，同 時降低電熱法電力消耗，降低生產(chǎn)電石電力成本，提高企業(yè)經(jīng)濟性。
[0035] 為了方便理解，下面對利用本實用新型的電石爐制備電石的方法進行描述。具體 地，參考圖4,該方法包括：
[0036] SlOO氧熱反應(yīng)
[0037] 根據(jù)本實用新型的實施例，在該步驟中，將含有碳基原料和巧基原料的混合物料 通過物料入口供給至氧熱反應(yīng)區(qū)中，同時通過含氧氣體入口向含氧氣體噴傘供給含氧氣 體，使得部分碳基原料接觸含氧氣體發(fā)生不完全燃燒，W便加熱混合物料，并且得到含有一 氧化碳的尾氣。由此，可W利用含氧氣體噴傘實現(xiàn)含氧氣體的均勻供給，使得混合物料與含 氧氣體充分接觸，從而有效避免了電石爐內(nèi)局部富氧燃燒而導(dǎo)致的物料加熱不均勻現(xiàn)象， 并且通過調(diào)節(jié)噴入含氧氣體量實現(xiàn)部分碳基物料的不完全燃燒產(chǎn)生熱量用W加熱其余混 合物料，從而可W顯著降低電熱法生產(chǎn)電石過程的能耗，并且由于電熱法生產(chǎn)電石過程不 會產(chǎn)生灰分，從而可W保證所得電石具有較高品質(zhì)，由此可W在降低電石生產(chǎn)企業(yè)電力成 本的同時提高電石品質(zhì)，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。需要說明的是，上述針對電石爐所描述的特征 和優(yōu)點同樣適用于該制備電石的方法，此處不再寶述。
[0038] 具體地，在該步驟中，含有碳基原料W及巧基原料的混合物料由物料入口 120進入 電石爐中，在混合物料下落的過程中，與含氧氣體噴傘110噴出的含氧氣體接觸，并且部分 碳基原料在氧熱反應(yīng)區(qū)100中進行不完全燃燒，放出的熱量對混合物料進行加熱，同時產(chǎn)生 富含一氧化碳的可燃性氣體。由于含氧氣體噴傘110具有前面描述的結(jié)構(gòu)W及設(shè)置方式，因 此可W實現(xiàn)在氧熱反應(yīng)區(qū)100中含氧氣體的均勻噴入，并與混合物料均勻混合接觸，避免局 部富氧。由此，僅需在混合物料中適當(dāng)增加碳基物料的含量，即可在氧熱反應(yīng)區(qū)100內(nèi)將混 合物料加熱至足夠的溫度，無需額外向電石爐內(nèi)供給燃料。根據(jù)本實用新型的實施例，經(jīng)過 氧熱反應(yīng)區(qū)100處理的混合物料可W被加熱至1200~1500攝氏度。
[0039] 需要說明的是，在本實用新型中，混合物料中碳基原料W及巧基原料的具體種類 W及具體混合比例不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W根據(jù)實際情況進行選擇。例如，根據(jù) 本實用新型的一個實施例，可W按照碳基原料和巧基原料的質(zhì)量比為(0.7~0.9):1進行混 合。發(fā)明人經(jīng)過深入研究W及大量實驗發(fā)現(xiàn)，若碳基原料和巧基原料的混合物中碳基原料 比例過高，則在電石生產(chǎn)中碳基物料過量，抑制電石反應(yīng)進行，并產(chǎn)生積碳;若比例過低，貝U 在電石生產(chǎn)中巧基物料過量，電石反應(yīng)產(chǎn)出的碳化巧較少，導(dǎo)致電石產(chǎn)物品質(zhì)差。例如，根 據(jù)本實用新型的實施例，在巧基原料中，氧化巧的含量可W為為90~95wt%，碳基原料中固 定碳的含量可W為80~90wt%。在本實用新型中，含氧氣體可W是空氣、富氧空氣W及氧 氣，或上述氣體的混合氣。本領(lǐng)域技術(shù)人員可W根據(jù)混合物料的具體組成W及電石爐的具 體結(jié)構(gòu)，確定含氧氣體的具體種類W及成分，只要能夠在氧熱反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使適量的碳基原料 發(fā)生不完全燃燒，并利用燃燒放熱將混合物料加熱至前面描述的溫度即可。
[0040] S200電石反應(yīng)
[0041] 根據(jù)本實用新型的實施例，在該步驟中，通過電極電弧放電加熱經(jīng)過氧熱反應(yīng)處 理得到的加熱后的混合物料，W便使得加熱后的混合物料中的含碳物料的另一部分與巧基 原料發(fā)生電石反應(yīng)，獲得電石。由此，可W利用前面產(chǎn)生的混合物料中含有的顯熱，節(jié)省該 步驟中為了使混合物料能夠到達發(fā)生電石反應(yīng)的溫度所需要消耗的電能，從而可W節(jié)省能 耗，降低生產(chǎn)成本。
[0042] 具體地，在該步驟中，電極210從電石爐的爐頂嵌入到電石反應(yīng)區(qū)200中，W便通過 電弧放電，對堆積在電石反應(yīng)區(qū)200的料層進行加熱，W便使料層溫度升高發(fā)生電石反應(yīng)。 換句話說，通過設(shè)置在電石爐頂部穿過氧熱反應(yīng)區(qū)100伸入電石反應(yīng)區(qū)200中的電極210對 電石反應(yīng)區(qū)200中的混合物料進行加熱。具體地，根據(jù)本實用新型的實施例，電石反應(yīng)的溫 度可W為2000~2200攝氏度。生成的液態(tài)電石產(chǎn)物，可W通過位于電石爐底部的電石出口 220流出。反應(yīng)生成的電石液體在重力作用下流向電石爐底部，由此，可W通過簡便地設(shè)置 定時開放電石出口220,使液態(tài)電石定期流出。電石反應(yīng)生成的電石尾氣在電石爐內(nèi)自下而 上運動，由設(shè)置在電石爐上部（即氧熱反應(yīng)區(qū)中）的尾氣出口 140排出。由于電石生產(chǎn)反應(yīng)的 反應(yīng)溫度較高，因此電石尾氣中也含有一定的顯熱。該部分熱量在電石尾氣自下而上運動 的過程中，可W傳遞給在電石爐中下落的混合物料，進而可W進一步提高混合物料的溫度， 從而可W節(jié)省發(fā)生電石反應(yīng)所需要提供的能量。
[0043] 綜上所述，利用根據(jù)本實用新型實施例的電石爐制備電石的方法具有W下優(yōu)點：
[0044] 1.可實現(xiàn)氧熱法與電熱法高效結(jié)合，充分利用部分碳基原料不完全燃燒產(chǎn)生的熱 量，替代部分電熱法需要消耗的電能，從而能夠有效降低電熱法電石生產(chǎn)電耗，提高企業(yè)經(jīng) 濟效益；
[0045] 2.在電石爐內(nèi)料層上部增設(shè)氧氣噴傘，能夠?qū)崿F(xiàn)氧氣與碳基原料的均勻接觸，實 現(xiàn)碳基物料不完全燃燒，杜絕局部富氧現(xiàn)象；
[0046] 3.在氧熱法中無需添加新燃料，僅需在混合物料中使碳基原料適當(dāng)過量即可，操 作簡單方便，無需額外增設(shè)燃料輸送口和裝置，減少改造成本；
[0047] 4.現(xiàn)有電石爐出料口位置不變，可保證電石液能夠順楊流出，保障安全穩(wěn)定生產(chǎn)；
[0048] 5.僅將部分碳基原料不完全燃燒放熱，可在顯著改善氧熱法生產(chǎn)電石的品質(zhì)，同 時降低電熱法電力消耗，降低生產(chǎn)電石電力成本，提高企業(yè)經(jīng)濟性。
[0049] 下面將結(jié)合實施例對本實用新型的方案進行解釋。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，下 面的實施例僅用于說明本實用新型，而不應(yīng)視為限定本實用新型的范圍。實施例中未注明 具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。 所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可W通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[(K)加]實施例1:
[0051] 在電石爐內(nèi)中上部，距離料層頂部400mm處，設(shè)置兩組含氧氣體噴傘。
[0052] 碳基原料:主要性質(zhì)見表1。
[0化3] 表1碳基原料主要性質(zhì)
L 0055 J 巧基原料：巧基物料為化0曾量92.4%的石巧。
[0056] 過量的碳基原料與巧基原料混合均勻后送入電石爐中，碳基原料:巧基原料= 0.8 ~0.9:1 (質(zhì)量比），部分碳基原料不完全燃燒，將混合物料加熱至1500°C左右，碳基原料不 完全燃燒產(chǎn)生的CO氣體，由尾氣出口排出，高溫混合物料隨料層不斷下降，降至電極電弧加 熱區(qū)，電極電弧放熱加熱物料至2000~2200°C，反應(yīng)生成液態(tài)電石，產(chǎn)生的電石爐尾氣，由 尾氣出口排出，原料進爐到電石產(chǎn)物出爐時間約為45min，烙融的電石從爐底排出，冷卻后 破碎。產(chǎn)品電石中含碳化巧79.53wt %，發(fā)氣量29化Ag。
[0057] 在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語"上"、"下"、"頂"、"底"等指示的方位 或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描 述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、W特定的方位構(gòu)造和操作， 因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0058] 在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、"連接"、"固 定"等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可W是固定連接，也可W是可拆卸連接，或成一體;可W是 機械連接，也可W是電連接或彼此可通訊；可W是直接相連，也可W通過中間媒介間接相 連，可W是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可W根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0059] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表 述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可W 在任一個或多個實施例或示例中W合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可W將本說明書中描述的不同實施例或示例W及不同實施例或示例的特征進 行結(jié)合和組合。
[0060] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可W理解的是，上述實施例是 示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍 內(nèi)可W對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項】
1. 一種電石爐，其特征在于，包括： 自上而下的氧熱反應(yīng)區(qū)和電石反應(yīng)區(qū)； 含氧氣體噴傘，所述含氧氣體噴傘設(shè)置在所述氧熱反應(yīng)區(qū)； 物料入口，所述物料入口設(shè)在所述氧熱反應(yīng)區(qū)且位于所述含氧氣體噴傘的上方； 含氧氣體入口，所述含氧氣體入口設(shè)在所述氧熱反應(yīng)區(qū)且與所述含氧氣體噴傘相連； 尾氣出口，所述尾氣出口設(shè)在所述氧熱反應(yīng)區(qū)； 電極，所述電極從所述電石爐爐頂嵌入到所述電石反應(yīng)區(qū)；以及 電石出口，所述電石出口設(shè)在所述電石反應(yīng)區(qū)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電石爐，其特征在于，所述含氧氣體噴傘包括： 進氣管道，所述進氣管道沿水平方向布置在所述氧熱反應(yīng)區(qū)，并且所述進氣管道與所 述含氧氣體入口相連通；以及 多個噴嘴，所述噴嘴豎直且間隔設(shè)置在所述進氣管道的下方，所述噴嘴自上而下包括 導(dǎo)氣部和出氣部，并且所述導(dǎo)氣部與所述進氣管道相連，所述出氣部的側(cè)壁上設(shè)置有多個 出氣口。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電石爐，其特征在于，所述出氣部的縱截面積自上而下逐漸減 小。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電石爐，其特征在于，包括多個所述含氧氣體噴傘，所述多個 含氧氣體噴傘上的所述進氣管道平行布置在同一水平面內(nèi)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電石爐，其特征在于，所述含氧氣體噴傘上的所述噴嘴與所述 電石反應(yīng)區(qū)的料層之間的最短距離為200~800mm。
【文檔編號】C01B31/32GK205472696SQ201620257307
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】張順利, 路丙川, 張佼陽, 劉維娜, 趙小楠, 鄭倩倩, 吳道洪
【申請人】神霧環(huán)保技術(shù)股份有限公司