制備電石的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了制備電石的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：混合裝置，所述混合裝置具有含碳物料入口、含鈣物料入口和混合物料出口；氧熱裝置，所述氧熱裝置具有第一含氧氣體入口、混合物料入口、高溫物料出口和尾氣出口；以及冶煉裝置，所述冶煉裝置具有高溫物料入口、燃?xì)馊肟?、第二含氧氣體入口、電石出口和電石尾氣出口，所述高溫物料入口與所述高溫物料出口相連，所述燃?xì)馊肟谂c所述尾氣出口相連。由此，可以有效節(jié)省含碳物料的用量，降低電石產(chǎn)品中灰分的含量，從而提高電石產(chǎn)品的質(zhì)量。
【專利說明】
制備電石的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及化工領(lǐng)域。具體地，本實(shí)用新型涉及制備電石的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電石學(xué)名碳化鈣，無(wú)色晶體，主要用于生產(chǎn)乙炔氣，曾被稱為"有機(jī)合成工業(yè)之 母"。乙炔是重要的化工原料，主要用于生產(chǎn)聚氯乙烯基和醋酸乙烯基產(chǎn)品，我國(guó)PVC產(chǎn)品 70%的生產(chǎn)物料乙炔來自于電石，電石對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)，2013年產(chǎn)量達(dá)2200萬(wàn)噸以上。
[0003] 然而，目前制備電石的系統(tǒng)仍有待改進(jìn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本申請(qǐng)是基于發(fā)明人對(duì)以下事實(shí)和問題的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)作出的：
[0005] 目前利用電熱法制備電石的技術(shù)，對(duì)含碳物料的質(zhì)量要求極高，并且利用電熱法 制備電石需要消耗大量的電能。而利用氧熱法制備電石的技術(shù)中，普遍存在物料消耗量大、 電石產(chǎn)品品質(zhì)較差的缺點(diǎn)，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)，這是由 于氧熱法是在有含氧氣體存在的條件下，使部分含碳物料燃燒放熱，利用產(chǎn)生的熱量加熱 剩余的含碳物料和含鈣物料，使其反應(yīng)生成電石。而上述過程由于含碳物料不完全燃燒的 放熱量較小，故需要燃燒大量含碳物料供給熱量，以便將剩余的含碳物料和含鈣物料加熱 到足以發(fā)生電石生成反應(yīng)的溫度，因此造成物料消耗量大。此外，含碳物料燃燒時(shí)產(chǎn)生的灰 分大量富集到電石產(chǎn)物中，進(jìn)而極大影響電石產(chǎn)物品質(zhì)。
[0006] 本實(shí)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(shí) 用新型提出制備電石的系統(tǒng)，該系統(tǒng)將氧熱裝置與冶煉裝置結(jié)合，利用氧熱裝置中部分含 碳物料不完全燃燒放熱對(duì)含碳物料以及含鈣物料進(jìn)行加熱，在冶煉裝置中燃?xì)庥龊鯕怏w 燃燒放熱，對(duì)已具有一定溫度的含碳物料以及含鈣物進(jìn)行加熱，以便使其發(fā)生電石生成反 應(yīng)。由此，只需少量含碳物料不完全燃燒即可滿足生成電石的工藝需求，從而節(jié)約了含碳物 料的用量，減少了燃燒含碳物料所產(chǎn)生的灰分，從而降低電石產(chǎn)物中灰分的含量，提高電石 產(chǎn)物的品質(zhì)。
[0007] 本實(shí)用新型提出了一種制備電石的系統(tǒng)。具體地，該系統(tǒng)包括:混合裝置，所述混 合裝置具有含碳物料入口、含鈣物料入口和混合物料出口，且適于將含碳物料與含鈣物料 進(jìn)行混合，以便得到混合物料;氧熱裝置，所述氧熱裝置具有第一含氧氣體入口、混合物料 入口、高溫物料出口和尾氣出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連，且適于將所 述混合物料與第一含氧氣體接觸，以便使得所述混合物料中的部分所述含碳物料不完全燃 燒放熱，得到高溫物料和含有一氧化碳的尾氣；以及冶煉裝置，所述冶煉裝置具有高溫物料 入口、燃?xì)馊肟凇⒌诙鯕怏w入口、電石出口和電石尾氣出口，所述高溫物料入口與所述 高溫物料出口相連，所述燃?xì)馊肟谂c所述尾氣出口相連，且適于將所述含有一氧化碳的尾 氣通入冶煉裝置中，與第二含氧氣體接觸，使得所述含有一氧化碳的尾氣燃燒放熱以加熱 所述高溫物料，以便得到電石。由此，可以利用氧熱裝置獲得高溫物料，并且利用產(chǎn)生高溫 物料時(shí)生成的含有一氧化碳的尾氣在冶煉裝置中與第二含氧氣體燃燒放熱，對(duì)高溫物料進(jìn) 行冶煉處理，從而獲得電石。利用該裝置進(jìn)行電石生產(chǎn)，可以有效節(jié)省含碳物料的用量，并 且由于冶煉裝置中不需要利用含碳物料燃燒供熱，因此大大減少產(chǎn)生灰分的量，進(jìn)而可以 降低電石產(chǎn)品中灰分的含量，從而提高電石產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0008] 具體地，該系統(tǒng)還可以進(jìn)一步具有以下附加技術(shù)特征至少之一：
[0009] 具體地，該制備電石的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:第一預(yù)處理裝置，所述第一預(yù)處理裝置與 所述含碳物料入口相連，且適于在將所述含碳物料與所述含鈣物料進(jìn)行混合之前，預(yù)先對(duì) 所述含碳物料進(jìn)行預(yù)處理。由此，可以在將含碳物料供給至混合裝置之前預(yù)先對(duì)含碳物料 進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)而可以提高后續(xù)氧熱裝置的效率以及效果，進(jìn)而可以進(jìn)一步提高利用該系 統(tǒng)制備電石的效率以及效果。
[0010]具體地，該制備電石的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:第二預(yù)處理裝置，所述第二預(yù)處理裝置與 所述含鈣物料入口相連，且適于在將所述含碳物料與所述含鈣物料進(jìn)行混合之前，預(yù)先對(duì) 所述含鈣物料進(jìn)行預(yù)處理。由此，可以提高該系統(tǒng)制備電石的效率以及效果。
[0011] 具體地，在該制備電石的系統(tǒng)中，所述冶煉裝置為燃?xì)馊廴跔t。由此，可以在降低 冶煉成本的同時(shí)提高電石的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0012] 圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的制備電石的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖2顯示了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的制備電石的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖3顯示了根據(jù)本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的制備電石的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖4顯示了利用本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的制備電石的系統(tǒng)制備電石的方法的流程 圖；
[0016] 圖5顯示了利用本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的制備電石的系統(tǒng)制備電石的方法的流 程圖；以及
[0017] 圖6顯示了利用本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的制備電石的系統(tǒng)制備電石的方法的流 程圖。
[0018] 附圖標(biāo)記說明：
[0019] 100:混合裝置;110:含碳物料入口； 120:含鈣物料入口； 130:混合物料出口 [0020] 200:氧熱裝置;210:混合物料入口； 220:第一含氧氣體入口； 230:高溫物料出口； 240:尾氣出口
[0021] 300 :冶煉裝置；310:高溫物料入口； 320:燃?xì)馊肟冢?330:第二含氧氣體入口； 340: 電石出口； 350:電石尾氣出口 [0022] 400:第一預(yù)處理裝置
[0023] 500:第二預(yù)處理裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過 參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新 型的限制。
[0025] 本實(shí)用新型提出了一種制備電石的系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參考圖1，該 系統(tǒng)包括:混合裝置100、氧熱裝置200以及冶煉裝置300。由此，利用氧熱裝置200與冶煉裝 置300將氧熱處理以及燃?xì)馊廴诠に嚱Y(jié)合，進(jìn)而在節(jié)約了能源并對(duì)氧熱裝置200中產(chǎn)生的顯 熱加以充分利用的同時(shí)，保證了產(chǎn)出的電石中灰分含量少、發(fā)氣量高，進(jìn)而進(jìn)一步提高了制 備電石的效率以及效果。
[0026] 為了方便理解，下面參考圖1-3對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的制備電石的系統(tǒng)中的各 個(gè)裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0027] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，混合裝置100具有含碳物料入口 110、含鈣物料入口 120 和混合物料出口 130。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在混合裝置100中，由含碳物料入 口 110進(jìn)入混合裝置100中的含碳物料以及由含鈣物料入口 120向混合裝置100中供給的含 鈣物料進(jìn)行混合。其中，含鈣物料以及含碳物料的具體成分以及混合比例不受特別限制，本 領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況，選擇適當(dāng)?shù)暮嘉锪弦约昂}物料進(jìn)行混合。例如，根據(jù) 本實(shí)用新型的實(shí)施例，混合物料中含碳物料與含鈣物料可以按照質(zhì)量比為（0.6~1.5): (0.8~2)進(jìn)行混合。含碳物料中固定碳含量可以為50wt%以上，含鈣物料中的氧化鈣含量 可以為50wt %以上。由此，可以在該步驟中完成含碳物料與含鈣物料的混合，并使含鈣物料 以及含碳物料具有適當(dāng)?shù)谋壤?，以便提尚后續(xù)步驟中的反應(yīng)效率，進(jìn)而可以進(jìn)一步提尚該 方法制備電石的效率以及效果。若含碳物料與含鈣物料的比例過高，則在電石生產(chǎn)中碳基 物料過量，抑制電石反應(yīng)進(jìn)行，并產(chǎn)生積碳;若比例過低，則在電石生產(chǎn)中1丐基物料過量，電 石反應(yīng)產(chǎn)出的碳化鈣較少，導(dǎo)致電石產(chǎn)物品質(zhì)差。完成混合后的混合物料由混合物料出口 130排出混合裝置100。由此，可以由混合裝置100將含鈣物料以及含碳物料混合均勻，進(jìn)而 可以提尚后續(xù)裝置的處理效率，從而進(jìn)一步提尚制備電石的效率以及效果。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，氧熱裝置200具有混合物料入口 210、第一含氧氣體入 口 220、高溫物料出口 230以及尾氣出口 240。具體地，混合物料入口 210與混合物料出口 130 相連，用于將混合裝置100產(chǎn)生的混合物料供給至氧熱裝置200中，第一含氧氣體入口220用 于向氧熱裝置200中供給第一含氧氣體，并對(duì)混合物料進(jìn)行加熱處理，以便混合物料中的部 分含碳物料在氧氣存在的情況下發(fā)生不完全燃燒，燃燒放出的熱量被混合物料吸收，從而 將混合物料加熱至1000~1300攝氏度，以便獲得高溫物料。生成的高溫物料由高溫物料出 口 230排出。同時(shí)，部分含碳物料不完全燃燒產(chǎn)生大量含有一氧化碳的尾氣，該含有一氧化 碳的尾氣可以通過尾氣出口240排出氧熱裝置200,以便在后續(xù)處理中加以利用。此外，第一 含氧氣體的具體種類以及第一含氧氣體中各個(gè)組分的含量不受限制，例如，第一含氧氣體 可以是空氣、富氧空氣以及氧氣，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)混合物料的具體種類以及成分 選擇適當(dāng)?shù)臍怏w作為含氧氣體，只要能夠?qū)崿F(xiàn)混合物料中含碳物料發(fā)生不完全燃燒即可。 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，混合物料與第一含氧氣體可以按照質(zhì)量比為（15~25):1進(jìn)行接 觸，其中，第一含氧氣體以氧氣質(zhì)量計(jì)。由此，可以控制混合物料中的含碳物料與氧氣發(fā)生 不完全燃燒反應(yīng)，避免第一含氧氣體量不足，造成沒有足夠的含碳物料發(fā)生不完全燃燒而 不能產(chǎn)生足夠的熱量，不能生成具有足夠溫度的高溫物料，同時(shí)也可以避免由于第一含氧 氣體過量，造成過多的含碳物料發(fā)生不完全燃燒或者完全燃燒，從而造成物料的浪費(fèi)，并產(chǎn) 生過多的灰分而影響電石產(chǎn)品的品質(zhì)。由此，可以使該高溫物料具有一定的顯熱，從而可以 節(jié)省后續(xù)處理的能耗。同時(shí)，氧熱裝置200中產(chǎn)生的含有一氧化碳的尾氣也可以在后續(xù)處理 中得到利用，從而進(jìn)一步提高了利用該裝置制備電石的生產(chǎn)成本以及物料利用率。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，冶煉裝置300具有高溫物料入口 310、燃?xì)馊肟?320、第 二含氧氣體入口 330、電石出口 340和電石尾氣出口 350。具體地，高溫物料入口 310與高溫物 料出口 230相連，以便將高溫物料供給至冶煉裝置300中。燃?xì)馊肟?320與尾氣出口 240相連， 以便將氧熱裝置200中產(chǎn)生的尾氣供給至冶煉裝置300,使尾氣中的可燃性氣體成分(例如， 一氧化碳)與從第二含氧氣體入口 330供給至冶煉裝置300中的第二含氧氣體接觸燃燒，燃 燒放出的熱量將高溫物料加熱至1700~2200攝氏度，以便高溫物料發(fā)生電石生產(chǎn)反應(yīng)，產(chǎn) 生電石。電石可以通過電石出口 340排出冶煉裝置300。需要說明的是，第二含氧氣體的具體 種類以及第二含氧氣體中各個(gè)組分的含量不受限制，例如，第二含氧氣體可以是空氣、富氧 空氣以及氧氣，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)高溫物料的具體成分以及含有一氧化碳的尾氣中 可燃性氣體的含量，選擇適當(dāng)?shù)臍怏w作為第二含氧氣體，只要含有一氧化碳的尾氣與第二 含氧氣體進(jìn)行燃燒所產(chǎn)生的熱量能夠?qū)⒏邷匚锪霞訜岬桨l(fā)生電石生成反應(yīng)的溫度即可。由 此，可以利用冶煉裝置300完成電石生成反應(yīng)。
[0030] 需要說明的是，冶煉裝置300的具體結(jié)構(gòu)類型不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 根據(jù)實(shí)際情況對(duì)冶煉裝置300的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，只要能夠完成前面描述的電石生成反 應(yīng)即可。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，冶煉裝置可以為燃?xì)馊廴跔t。由此，可以在降低冶 煉成本的同時(shí)提高電石的質(zhì)量。在冶煉裝置300中，通過第二含氧氣體與氧熱裝置200中產(chǎn) 生的尾氣燃燒放熱實(shí)現(xiàn)熱量的供給，進(jìn)而避免了燃燒含碳物料造成的灰分過多以及含碳物 料的浪費(fèi)。此外，冶煉裝置300中的物料為高溫物料，具有大量顯熱，因此節(jié)省了冶煉裝置 300加熱物料以便發(fā)生電石生產(chǎn)反應(yīng)所需的能源。
[0031] 此外，為了進(jìn)一步提高該系統(tǒng)制備電石的效率以及效果，該系統(tǒng)還可以進(jìn)一步具 有以下裝置：
[0032] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參考圖2,該系統(tǒng)進(jìn)一步包括第一預(yù)處理裝置400。具體 地，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，第一預(yù)處理裝置400與含碳物料入口 110相連，用于在將含碳 物料供給至混合裝置100之前，預(yù)先對(duì)含碳物料進(jìn)行預(yù)處理。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的一些 實(shí)施例，預(yù)處理可以包括干燥、破碎和篩分處理。由此，可以除去含碳物料中含有的部分水 分，并降低含碳物料的粒徑，進(jìn)而可以提高后續(xù)裝置對(duì)于含碳物料的處理效率。本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以根據(jù)實(shí)際需求，選擇適當(dāng)?shù)姆绞揭约安考瓿蓪?duì)含碳物料的干燥、破碎和篩分處 理。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，可以采用間接管式滾筒干燥器對(duì)含碳物料進(jìn)行干 燥，干燥后的含碳物料采用球磨機(jī)進(jìn)行破碎，經(jīng)過破碎后的含碳物料可以具有0.1~50_的 粒度。隨后，經(jīng)過破碎的含碳物料經(jīng)過篩分器進(jìn)行篩分，并通過與第一預(yù)處理裝置400相連 的含碳物料入口 110,供給至混合裝置100中。由此，可以進(jìn)一步提高利用該系統(tǒng)制備電石的 效率以及效果。
[0033]此外，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參考圖3,該系統(tǒng)還可以進(jìn)一步具有第二預(yù)處理 裝置500。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，第二預(yù)處理裝置500與含鈣物料入口 120相連，用于在 含碳物料與含鈣物料混合之前，預(yù)先對(duì)含鈣物料進(jìn)行預(yù)處理。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施 例，對(duì)含鈣物料的預(yù)處理可以包括焙燒、破碎和篩分處理。需要說明的是，在第二預(yù)處理裝 置500中，對(duì)含鈣物料進(jìn)行焙燒、破碎和篩分處理的具體方法以及結(jié)構(gòu)單元不受特別限制， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際含鈣物料的種類和成份進(jìn)行選擇，經(jīng)過第二預(yù)處理裝置500 處理的含鈣物料可以具有0.1~3mm的粒度。由此，可以除去含鈣物料中的氫氧化鈣或碳酸 鈣，提尚氧化鈣含量，進(jìn)而進(jìn)一步提尚利用該系統(tǒng)制備電石的效率以及效果。
[0034] 綜上所述，利用根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的系統(tǒng)制備電石，可以將氧熱法與燃?xì)馊?融工藝相結(jié)合，以含碳物料(煤、蘭炭、焦炭之一或幾種混合物）和含鈣物料(石灰、石灰石、 熟石灰或電石渣之一或幾種混合物)為生產(chǎn)原料，在氧熱裝置200中，由含碳物料部分不完 全燃燒供熱，將物料升溫，產(chǎn)生的一氧化碳尾氣，供給下游冶煉裝置300燃燒，高溫物料進(jìn)入 冶煉裝置300后，繼續(xù)升溫至1700~2200攝氏度反應(yīng)生成電石。由此，可以采用氧熱法將物 料預(yù)熱至1000~1300攝氏度，利用產(chǎn)出的大量一氧化碳尾氣，供給至冶煉裝置300燃燒供 熱，將物料進(jìn)一步升溫至1700~2200攝氏度反應(yīng)生成電石。在該方法中，僅需少量的含碳物 料不完全燃燒即可滿足工藝要求，從而大大減少燃燒固體物料所產(chǎn)生的灰分，能夠有效提 升電石產(chǎn)物品質(zhì)。
[0035] 為了方便理解，下面對(duì)利用本實(shí)用新型提出的制備電石的系統(tǒng)制備電石的方法進(jìn) 行簡(jiǎn)要說明。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參考圖4,該方法包括：
[0036] S100:物料混合
[0037] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在該步驟中，將含碳物料以及含鈣物料供給至混合裝 置100進(jìn)行混合，以便獲得混合物料。具體地，可以在密閉的混合倉(cāng)中（即混合裝置100)，將 含碳物料與含鈣物料進(jìn)行混合。
[0038] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，含碳物料可以包括選自煤、蘭炭以及焦炭的至少之一， 含鈣物料可以為石灰、石灰石、熟石灰或者電石渣的一種或上述物質(zhì)的混合物。本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇含鈣物料與含碳物料進(jìn)行混合。
[0039] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，混合物料中含碳物料與含鈣物料可以按照質(zhì)量比為 (0.6~1.5) :(0.8~2)進(jìn)行混合。含碳物料中固定碳含量可以為50wt%以上，含鈣物料中的 氧化鈣含量可以為50wt%以上。由此，可以避免含碳物料與含鈣物料比例不適當(dāng)而造成含 碳物料或者含鈣物料剩余，造成物料浪費(fèi)。由此，可以在該步驟中完成含碳物料與含鈣物料 的混合，并使含鈣物料以及含碳物料具有適當(dāng)?shù)谋壤员闾岣吆罄m(xù)步驟中的反應(yīng)效率，進(jìn) 而可以進(jìn)一步提高該方法制備電石的效率以及效果。發(fā)明人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，若混合物 料中含碳物料比例過高，則在電石生產(chǎn)中碳基物料過量，抑制電石反應(yīng)進(jìn)行，并產(chǎn)生積碳； 若混合物料中含碳物料比例過低，則在電石生產(chǎn)中鈣基物料過量，電石反應(yīng)產(chǎn)出的碳化鈣 較少，導(dǎo)致電石產(chǎn)物品質(zhì)差。
[0040] 此外，為了進(jìn)一步提高后續(xù)處理的反應(yīng)速率以及處理效果，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí) 施例，參考圖5,在將含碳物料以及含鈣物料進(jìn)行混合之前，還可以進(jìn)一步包括：
[0041 ] S10:含碳物料預(yù)處理
[0042]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在該步驟中，在將含碳物料供給至混合裝置100之前， 利用第一預(yù)處理裝置400，對(duì)含碳物料進(jìn)行預(yù)處理。具體地，預(yù)處理可以包括干燥、破碎和篩 分處理。由此，可以預(yù)先除去含碳物料中含有的水分，并通過破碎和篩分處理降低含碳物料 的粒徑，以便提尚后續(xù)反應(yīng)的效率，進(jìn)而可以進(jìn)一步提尚利用該方法制備電石的效率和效 果。需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)含碳物料進(jìn)行干燥、破碎和篩分處 理的具體條件進(jìn)行選擇。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，經(jīng)過破碎篩分處理的含碳物 料可以具有0.1~5〇mm的粒徑。由此，可以通過含碳物料預(yù)處理，降低含碳物料中水分以及 灰分的含量，同時(shí)獲得適宜粒徑的含碳物料，以便利于后續(xù)原料發(fā)生反應(yīng)。
[0043]此外，為了進(jìn)一步提高后續(xù)處理的反應(yīng)速率以及處理效果，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí) 施例，參考圖6，在將含碳物料以及含鈣物料進(jìn)行混合之前，可以進(jìn)一步包括：
[0044] S20:含鈣物料預(yù)處理
[0045] 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在該步驟中，在將含鈣物料供給至混合裝置100之前， 利用第二預(yù)處理裝置500,預(yù)先對(duì)含鈣物料進(jìn)行預(yù)處理。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，預(yù) 處理可以包括焙燒、破碎和篩分處理。由此，可將碳酸鈣、氫氧化鈣等物質(zhì)在高溫下分解為 氧化鈣，并獲得適宜粒徑的含鈣物料，提高后續(xù)處理中的反應(yīng)效率。需要說明的是，本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)含鈣物料進(jìn)行焙燒、破碎和篩分處理的具體條件進(jìn)行選擇。 [0046] S200:燃燒放熱
[0047]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在該步驟中，利用氧熱裝置200,將前面獲得的混合物 料與第一含氧氣體接觸，以便混合物料中的部分含碳物料不完全燃燒放熱，得到高溫物料 和含有一氧化碳的尾氣。具體地，在該步驟中，對(duì)混合物料進(jìn)行加熱處理，并向進(jìn)行加熱處 理的腔室，即氧熱裝置200中通入第一含氧氣體，以便混合物料中的部分含碳物料在氧氣存 在的情況下發(fā)生不完全燃燒，燃燒放出的熱量被混合物料吸收，從而將混合物料的溫度加 熱至1000~1300攝氏度，以便獲得高溫物料。同時(shí)，部分含碳物料不完全燃燒產(chǎn)生大量含有 一氧化碳的尾氣，該含有一氧化碳的尾氣可以在后續(xù)步驟中加以利用。此外，該步驟中第一 含氧氣體的具體種類并不受特別限制，例如，第一含氧氣體可以是空氣、富氧空氣以及氧 氣，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)混合物料的具體種類以及成分選擇適當(dāng)?shù)臍怏w作為含氧氣 體，只要能夠?qū)崿F(xiàn)混合物料中含碳物料發(fā)生不完全燃燒即可。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，混 合物料與第一含氧氣體可以按照質(zhì)量比為（15~25): 1進(jìn)行接觸，其中，第一含氧氣體以氧 氣質(zhì)量計(jì)。由此，可以控制混合物料中的含碳物料與氧氣發(fā)生不完全燃燒反應(yīng)，避免第一含 氧氣體量不足，造成沒有足夠的含碳物料發(fā)生不完全燃燒而不能產(chǎn)生足夠的熱量，不能生 成具有足夠溫度的高溫物料，同時(shí)也可以避免由于第一含氧氣體過量，造成過多的含碳物 料發(fā)生不完全燃燒或者完全燃燒，從而造成物料的浪費(fèi)，并產(chǎn)生過多的灰分而影響電石產(chǎn) 品的品質(zhì)。需要說明的是，在本實(shí)用新型中，術(shù)語(yǔ)"高溫物料"特指混合物料中的含碳物料經(jīng) 過不完全燃燒產(chǎn)生的具有一定溫度的混合物料，而高溫物料的具體溫度不受特別限制。在 本實(shí)用新型中，術(shù)語(yǔ)"高溫"是指在不完全燃燒放熱的同時(shí)，這一部分熱量被部分燃燒后的 含碳物料以及含鈣物料吸收，生成的混合物料的溫度明顯上升。由此，可以使該高溫物料具 有一定的顯熱，從而可以節(jié)省后續(xù)步驟的能耗。同時(shí)，該步驟產(chǎn)生的含有一氧化碳的尾氣也 可以在后續(xù)步驟中得到利用，從而進(jìn)一步提高了利用該方法制備電石的生產(chǎn)成本以及物料 利用率。
[0048] S300 :冶煉處理
[0049]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在該步驟中，將高溫物料送入密閉的腔室，即冶煉裝置 300中，同時(shí)向該腔室中通入前面燃燒放熱步驟中產(chǎn)生的含有一氧化碳的尾氣以及第二含 氧氣體，以便使含有一氧化碳的尾氣中的可燃性氣體成分(例如，一氧化碳)與氧氣燃燒放 熱，從而使高溫物料發(fā)生電石生成反應(yīng)，進(jìn)而獲得電石。在該步驟中，一氧化碳與氧氣燃燒 生成的熱量，能夠?qū)⒏邷匚锪仙郎刂?700~2200攝氏度，以便高溫物料中的含碳物料與含 鈣物料發(fā)生電石生成反應(yīng)。具體地，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，電石生成反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間可 以為5~20min。需要說明的是，在該步驟中，第二含氧氣體的具體種類并不受特別限制，例 如，第二含氧氣體可以是空氣、富氧空氣以及氧氣，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)高溫物料的具 體成分以及含有一氧化碳的尾氣中可燃性氣體的含量，選擇適當(dāng)?shù)臍怏w作為含氧氣體，只 要含有一氧化碳的尾氣與第二含氧氣體進(jìn)行燃燒所產(chǎn)生的熱量能夠?qū)⒏邷匚锪霞訜岬桨l(fā) 生電石生成反應(yīng)的溫度即可。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，冶煉裝置可以為燃?xì)馊?融爐。由此，可以在降低冶煉成本的同時(shí)提高電石的質(zhì)量。由此，通過將氧熱法與燃?xì)馊廴?工藝相結(jié)合，能夠大幅減少含碳物料的不完全燃燒量，有效減少富集到電石產(chǎn)物中灰分量， 提高電石產(chǎn)物品質(zhì)，同時(shí)擺脫傳統(tǒng)電熱法工藝對(duì)塊狀優(yōu)質(zhì)物料的要求和極大的電力消耗。 在根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的制備電石的方法中，只需要少量含碳物料不完全燃燒提供熱量 即可，制備電石所需的剩余熱量由含碳物料不完全燃燒產(chǎn)生的含有一氧化碳的尾氣與第二 含氧氣體燃燒放熱產(chǎn)生的熱量供應(yīng)，因此既節(jié)省了含碳物料的用量，又不會(huì)在電石生產(chǎn)過 程中產(chǎn)生過多灰分導(dǎo)致電石產(chǎn)品質(zhì)量偏低，同時(shí)還能夠?qū)χ苽潆娛^程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物進(jìn) 行有效利用，從而進(jìn)一步提高了利用該方法制備電石的物料利用率。
[0050] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過將含碳物料與含鈣物料混合，該混合物料與氧氣接觸使得其中 的部分含碳物料發(fā)生不完全燃燒，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其余固體物料的進(jìn)一步預(yù)熱，從而較傳統(tǒng)的 采用單純的電熱法生產(chǎn)電石技術(shù)相比，本申請(qǐng)采用氧熱法和燃?xì)馊廴跔t相結(jié)合的工藝技 術(shù)，不僅可以有效降低物料成本，而且僅需不完全燃燒少量含碳物料，即可將原料升溫至 1000~1300攝氏度。獲得高溫物料和大量含有一氧化碳的尾氣，將高溫物料送至燃?xì)馊廴?爐中，充分利用高溫物料顯熱，同時(shí)采用燃?xì)馊紵艧?，加熱含碳原料和含鈣原料升溫至 1700~2200攝氏度，發(fā)生電石生成反應(yīng)，獲得電石。
[0051] 因此在電石冶煉過程中不會(huì)產(chǎn)生大量灰分而富集在電石產(chǎn)物中，即所得到的電石 具有較高的品質(zhì)，另外，本實(shí)用新型將能夠最大限度的利用氧熱裝置中獲得的高溫物料顯 熱，且該裝置設(shè)備操作簡(jiǎn)便。
[0052] 綜上所述，利用根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的方法制備電石，可以將氧熱法與燃?xì)馊?融工藝相結(jié)合，以含碳物料(煤、蘭炭、焦炭之一或幾種混合物）和含鈣物料(石灰、石灰石、 熟石灰或電石渣之一或幾種混合物)為生產(chǎn)物料，在氧熱階段，通入含氧氣體(氧氣、富氧空 氣或空氣），由含碳物料部分不完全燃燒供熱，將物料升溫，產(chǎn)生的含有一氧化碳尾氣，供給 下游燃?xì)馊廴跔t燃燒，高溫物料進(jìn)入燃?xì)馊廴跔t后，繼續(xù)升溫至1700~2200攝氏度反應(yīng)生 成電石。由此，可以采用氧熱法將物料預(yù)熱至1000~1300攝氏度，利用產(chǎn)出的大量一氧化碳 尾氣，供給燃?xì)馊廴跔t燃燒供熱，將物料進(jìn)一步升溫至1700~2200攝氏度反應(yīng)生成電石。在 該方法中，僅需少量的含碳物料不完全燃燒即可滿足工藝要求，從而大大減少灰分富集量， 能夠有效提升電石廣物品質(zhì)。
[0053]下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的方案進(jìn)行解釋。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，下 面的實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，而不應(yīng)視為限定本實(shí)用新型的范圍。實(shí)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(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進(jìn)行。 所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購(gòu)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0054] 實(shí)施例：
[0055]以某含碳原料為例，其主要性質(zhì)見表1。鈣基原料為CaO含量53%的石灰石。
[0056] 表1碳基原料主要性質(zhì) Γ00571 L〇〇58J 原料預(yù)處理：
[0059] (1)干燥:碳基原料采用間接管式滾筒干燥裝置，干燥熱源為0.8MPa的飽和蒸汽， 干燥后含碳原料水分為〇. 6 % ;
[0060] (2)焙燒:含鈣原料采用氣基套筒窯裝置，焙燒后獲得CaO含量92.3%的石灰；
[00611 (3)破碎:干燥后含碳原料和石灰分別采用球磨機(jī)破碎，破碎后粒度為0.1~3_;
[0062] (4)混合:超細(xì)粉狀含碳原料和石灰以1.08:1的配比混合均勻；
[0063]混合后原料送入氧熱單元中，并向氧熱單元中通入氧氣，部分含碳原料不完全燃 燒放熱，將原料升溫至800°C左右，同時(shí)產(chǎn)出大量一氧化碳尾氣，送至下游電石冶煉單元燃 燒使用；
[0064] 電石冶煉：
[0065] 預(yù)熱處理后的原料送入燃?xì)馊廴跔t中，在燃?xì)馊廴跔t上部設(shè)有含氧氣體噴嘴和燃 氣噴嘴，氧熱單元產(chǎn)出的一氧化碳尾氣送入燃?xì)馊廴跔t中，通過燃?xì)鈬娮靽娙霠t內(nèi)，與含氧 氣體發(fā)生燃燒反應(yīng)，燃燒生成的熱量，將原料升溫至1800°C，發(fā)生電石生成反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間 1 Omin，電石尾氣進(jìn)入氣體凈化、除塵單元，電石產(chǎn)物由下部出料口出料，冷卻后破碎。產(chǎn)品 電石中含碳化鈣77.38 %，發(fā)氣量288L/kg。
[0066] 在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)"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(shí)用新型和簡(jiǎn)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、以特定的方位構(gòu)造和操作， 因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0067] 在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)"安裝"、"相連"、"連接"、"固 定"等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是 機(jī)械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相 連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。 [0068]此外，術(shù)語(yǔ)"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性 或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，"多個(gè)"的含義是至少兩個(gè)，例如兩 個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。
[0069]在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)"一個(gè)實(shí)施例"、"一些實(shí)施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表 述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以 在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域 的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn) 行結(jié)合和組合。
[0070] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是 示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍 內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種制備電石的系統(tǒng)，其特征在于，包括： 混合裝置，所述混合裝置具有含碳物料入口、含鈣物料入口和混合物料出口； 氧熱裝置，所述氧熱裝置具有第一含氧氣體入口、混合物料入口、高溫物料出口和尾氣 出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連；以及 冶煉裝置，所述冶煉裝置具有高溫物料入口、燃?xì)馊肟?、第二含氧氣體入口、電石出口 和電石尾氣出口，所述高溫物料入口與所述高溫物料出口相連，所述燃?xì)馊肟谂c所述尾氣 出口相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備電石的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括： 第一預(yù)處理裝置，所述第一預(yù)處理裝置與所述含碳物料入口相連。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備電石的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括： 第二預(yù)處理裝置，所述第二預(yù)處理裝置與所述含鈣物料入口相連。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述冶煉裝置為燃?xì)馊廴跔t。
【文檔編號(hào)】C01B31/32GK205527775SQ201620255397
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】張順利, 劉維娜, 張佼陽(yáng), 鄭倩倩, 趙小楠, 路丙川, 吳道洪
【申請(qǐng)人】神霧環(huán)保技術(shù)股份有限公司