一种电石生产方法属于电石生产领域。传统电石生产工艺采取块状原料及电弧供热的方式。本发明专利技术采用粉状含炭原料和粉状含钙原料，通过部分含炭原料与含氧气体燃烧供热，在１７００－２３００℃条件下制备电石。含炭原料为煤或焦炭，含钙原料为碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙或电石渣。含炭原料和含钙原料的粒度在１ｍｍ以下，质量比为０．５－３∶１。燃烧所用含氧气体为氧气、富氧空气或空气。该方法解决了电石生产高能耗、高污染的问题，具有原料选择范围宽、能量利用率高、连续性操作、生产能力大等特点。该工艺还与含炭原料焦化和含钙原料煅烧过程耦合，利用电石生产副产物ＣＯ以及辅助燃料的燃烧将原料预热至５００－１５００℃，进一步降低电石生产氧耗及工艺能耗。
【技术实现步骤摘要】
-本专利技术涉及，具体涉及粉状含炭原料和粉状含钙原料通过在含氧气氛中的部分燃烧直接供热生产电石，并利用电石生产副产物CO和辅助燃料的燃烧预热粉状原料。
技术介绍
碳化钙俗称电石(CaC2)，上世纪中叶之前被誉为有机合成之母。目前 主要用于生产氯乙烯基、醋酸乙烯基和丙烯酸基等系列产品，如我国70%左 右的PVC (聚氯乙稀)生产源于电石乙炔。近年来，石油价格的高涨刺激了 电石工业的发展，我国电石产量由2002年的425万吨增加到2006年的1177 万吨。传统的电石生产采用固定床-电弧法，利用电弧产生的高温将固定床(也 称移动床或电炉)中的块状氧化钙和块状焦炭加热至200(TC以上，停留一定 时间而生成熔融态电石。生产过程中氧化钙和焦炭的混合物由电炉上端加入， 二者反应生成的CO通过块状物料缝隙从炉体上部排出，熔融的产物电石由炉 底排出，经冷却、破碎后得到成品。电弧法采用高品位的电能加热，能耗很高。据报道我国生产l吨电石的 平均电耗达3250kW.h，其中，60%左 右用于原料加热和反应，40%左右由高温电石炉气(包括CO)放空带走。除此以外，电炉构造复杂、 难以放大、电极消耗量大，导致投入和运行成本很高。据报道，电石也可以由氧热法制备，即通过煤、重油或天然气等燃烧提 供热量，替代电极供热。 日本(昭61-178412)和德国公开了竖炉全焦氧热法，但由于焦炭消耗量倍增， 生产成本还高于电弧法。2005年，我国(CN1843907A)公开了一种以煤、天 然气、重油等相对廉价的燃料辅助供热的氧燃喷吹技术，通过加入萤石和碎 铁，同时生产电石和硅铁，并将副产气体CO用于生产煤气。但截至目前，氧 热法尚未推广应用。显然，传统的电弧法和氧热法生产电石均采用固定床反应器，只能使用块状原料(3-20cm)，以保障产物CO气体的排出，避免气流不畅导致"崩床"。 然而，块状原料的反应面小、反应速率慢，在炉内的停留时间长、生产能力 小，单位产品能耗很高。另外，块状原料在备料中的损失很大， 一般约20% 以上的原料由于粉碎粒度过小而不能使用。因此，电石生产"高投入、高能耗、高污染"的关键 原因是采用块状原料和电弧供热的方式、副产气体CO没有合理利用。
技术实现思路
本专利技术旨在解决电石生产"高投入、高能耗、高污染"的问题，专利技术人 通过大量的研究和创造性的劳动，研制出一种工艺简单、能耗小、原料来源 广泛、成本低的电石生产方法。所述方法将粉状含炭原料和粉状含钙原料混合，通过含炭原料部分燃烧， 直接加热混合物，生产电石。所述粉状原料为粒度小于1 mm的含炭原料和粒度小于1 mm的含钙原 料，优选的粒度小于0.3 mm。含炭原料与含钙原料的质量比为0.5-3:1;优选的质量比为0.7-2:1。混合后，通过含炭原料部分燃烧直接供热，所述的含炭原料部分燃烧所 采用的氧化剂为含氧气体，含氧气体中02与含炭原料中C的摩尔比为0.1-0.6， 使混合物的温度达到1700-2300°C，优选温度范围为1750-1950°C;反应0.1-10 分钟，生成电石。所述含炭原料为煤、焦炭或二者的混合，含钙原料为碳酸钙、氧化f丐、 氢氧化钙或电石渣之一或几种的混合。所述的含氧气体为氧气、富氧空气或空气，可以通过调节含氧气体与含 炭原料的比例，调节反应温度。所述粉状含炭原料和粉状含钙原料混合后，预热至500-1500。C，然后再 通过含炭原料部分燃烧使混合物的反应温度达到1700-2300°C，生成电石。预热中所用预热燃料为电石生产气体产物CO或辅助燃料，预热中所用的 氧化剂为氧气或空气。当所述预热燃料为电石生产气体产物CO时，CO与空 气的体积比例为1:2.5-4。预热不仅可以减少后续反应中含炭原料的消耗，提高产物中的电石纯度， 而且可以降低反应的氧耗。预热所用燃料包括电石生产副产物CO和辅助燃料。所述的辅助燃料包括气体燃料和液体燃料。co作为电石生产的副产物，其排空会导致空气污染， 其化工利用涉及深度脱硫和输送问题，成本高。本专利技术将co作为预热燃料之一，既防止了空气污染，又有效利用了能量， 一举两得。 本专利技术具有如下优点-与传统电石生产方法相比，本专利技术采用粉状原料，原料来源广、利用率 高、反应速率快、反应温度低、生产能力大。采用含炭原料部分燃烧直接供热取代电弧供热，反应器简单、造价低， 反应能耗低。利用副产气体co预热原料，使炼焦、烧石灰和原料预热集成为一体，系统节能。具体实施方式-实施例1将120克粒径为0.63 mm的CaO、 150克粒径为0.63 mm的焦炭和66升 氧气喷入反应器内，使原料温度达到175(TC，反应10分钟后冷却至常温，取 出固体产物，所得固体产物量为192 g，电石含量为68%，发气量为237L/kg。实施例2利用48升的电石生产副产气体CO和120升的空气燃烧，将120 g粒度 为0.13 mm的氧化钙和110 g粒度为0.13 mm的焦炭预热至1500°C，然后预 热料与60升的氧气喷入反应器，使原料温度达到175(TC，反应5分钟后冷 却至常温，取出固体产物，所得固体产物量为149g，电石含量为78%，发气 量为274L/kg。实施例3将120 g粒度为0.13 mm的常温氧化钙、125 g粒度为0.13 mm的常温焦 炭和128升氧气喷入反应器内，使原料温度达到1950°C ，反应2分钟后冷却 至常温，取出固体产物，所得固体产物量为144 g，电石含量为88%，发气量 为309L/kg。实施例4将120g粒度为0.16 mm的氧化钙、l卯g粒度为0.16 mm的焦炭和114 升氧气喷入反应器内，使原料温度达到1750°C，反应7分钟后冷却至常温， 取出固体产物，所得固体产物量为189g，电石含量为73%，发气量为254 L/kg。实施例5利用48升的电石生产副产气体CO和120升的空气燃烧，将215克粒径 为0.40 mm的碳酸钙、150克粒径为0.40 mm的焦炭预热至900°C ，然后预热 料与36升氧气喷入反应器内，使原料温度达到1750°C，反应10分钟后冷却 至常温，取出固体产物，所得固体产物量为193 g，电石含量为66%，发气量 为232L/kg。实施例6利用48升的电石生产副产气体CO和120升的空气燃烧，将120 g粒度 为0.13 mm的氧化钙和145 g粒度为0.13 mm的煤粉预热至1300°C ，然后预 热料与73升的氧气喷入反应器，使原料温度达到1800。C，反应5分钟后冷 却至常温，取出固体产物，所得固体产物量为164g，电石含量为71%，发气 量为249L/kg。实施例7利用5升的CH4和50升的空气燃烧，将159 g粒度为0.13 mm的氢氧化 钙和140g粒度为0.13mm的焦炭预热至50(TC，然后预热料与116升的氧气 喷入反应器，使原料温度达到175(TC，反应5分钟后冷却至常温，取出固体 产物，所得固体产物量为152 g，电石含量为77%,发气量为272L/kg。利用8克柴油和140升的空气燃烧，将188 g粒度为0.13 mm的电石渣和 126g粒度为0.13mm的焦炭预热至900'C，然后预热料与68升的氧气喷入 反应器，使原料温度达到1750°C，反应5分钟后冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电石生产方法，其特征在于：将粉状含炭原料和粉状含钙原料混合，通过含炭原料部分燃烧直接加热混合物，生产电石。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘振宇，刘清雅，李国栋，唐旭博，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11[]
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