一种节能、减少污染的电石炉原料加工方法技术

一种节能、减少污染的电石炉原料加工方法。按照所生产的电石质量，通过将所需的生石灰及碳素原料共同或分别加工成粉末状态，然后再加入适量的水，通过压制或滚动成型的方法制成成型原料，最后再进行加热处理就可以得到在电石炉生产过程中既无污染又可以大幅度节约电能的电石炉用原料。本发明专利技术可供电石厂使用，也可供工厂化商业生产电石炉原料使用。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种节能、减少污染的电石炉原料加工方法本专利技术涉及到电石炉生产所用的原料加工方法，属于资源与环境领域。目前电石行业生产电石所用的生石灰和碳素原料基本上是先将其粉碎成一定粒度的颗粒，然后按照所生产的电石发气量所要求的配合比混合入炉。由于以CaO为主要成份的生石灰块和以C为主要成份的焦碳、块状无烟煤都可以在很高的温度下不软化变形，因此可以顺利排出电石在生产过程中所产生的CO气体，维持生产向生成CaC2进行，其化学反应方程式如下：因此，现生产过程存在有几个很难解决的问题：●原料进厂和加工过程产生的细小颗粒、粉末不能得到利用。●生石灰在储存过程中产生的消石灰粉[主要成份是Ca(OH)2]不能作为原料利用，而且污染环境。●入炉后碳素原料中水分蒸发与生石灰反应继续生成消石灰粉随炉气排出，污染环境并增加利用炉气中CO时的难度。●碳素原料由于与空气直接接触，极易造成氧化燃烧损失，从而增加碳素消耗并降低炉气利用价值。●由于碳素原料的电阻较小，因此极易产生支路电流，导致电气参数质量下降、恶化操作条件。最终使得电耗增加。根据有关资料，我国电石单耗是日本的1．1～1．2倍。正因为上述问题，国内外曾经进行过种种成型原料的生产方法尝试，以便减少上列缺陷。国内现在仍有将粉末状焦末和消石灰粉用辊式压球机成型干燥后入炉的实例。但实践证明这种加工方法的产品入炉后粉化严重，甚至会进一步恶化操作条件、恶化环境。日本国(日)特许公报昭57-25487公开的“成型原料制法”介绍了一种生产方法。但是其要求的碳素原料要有一定的烃含量(或补入一定的石油焦)，还需要在50～500MPa的高压下生产的成球设备。这使得电石原料的成本提高并且一次投资较大。而且我国大量在用的25MPa对辊式压力成球机也不能使用。日本技术的主要缺陷在于其商业价值不高。由于其仅仅是将粉碎成粉末状的生石灰和焦炭在高压下成型，所以其成型原料实际上是上述两种原料的混合体，按照其要求的“C／CaO克分子比为2～5”的要求，不可能将CaO完全包裹在含有一定烃含量的碳素原料之内。除非另想办法防止CaO与空气接触并在加工前使碳素原料完全干燥，否则成型原料将会粉化或炸开。但原资料中并没有涉及。因此，这种技术的主要适用范围应当是企业自产自用。使用本专利技术，即可以使上述问题全部迎刃而解。本专利技术是这样实现的：依据所生产的电石质量要求的CaO和C的比例，按照重量比为CaO∶C=1∶(0．4～13)的比例，将生石灰和碳素原料混合粉碎成60目或另将生石灰粉碎成200目甚至更细的粉末状态，在加水量按照成型设备所确定的总加水量扣除其中碳素原料所应含水数量之后所余水份重量为生石灰粉重量的0．4～2．0倍的情况下制成颗粒状成型原料，或者将其中的一部分生石灰和相应的水先行扣出，通过二次加工的方法在已加工成型的颗粒状成型原料上形成一层1mm以上的外壳，然后直接或再经过750℃以上的加热处理后，加入电石炉中使用。详细的叙述如下：-->■适合于工厂化商业生产的情况：由于生石灰具有价格低廉、原料易得的优势，因此在工厂化生产远距离运输的情况下将会降低企业的效益，也不利于用户就近利用本地资源。在这种情况下，如果使用普通中、低压即≤25MPa的成型机成型或成球盘成型，适合使用CaO∶C=1∶(3～5)的比例来进行生产。如果使用＞25MPa的中、高压成型机成型，适合使用CaO∶C=1∶(5～13)的比例来进行生产。在混合原料中碳素原料含量愈高，要求的成型压力也愈高；入炉时需要补充的块状生石灰也愈多；成型原料生产厂的利润也愈多；电石厂节约的价值也愈大。但是其减轻污染的效果和入炉后的热强度、热稳定性却没有碳素原料含量低的好。因此，工厂化生产不考虑复合的石灰质外壳时以使用CaO∶C=1∶(3～6)为宜。成型压力高取其中较大的值。考虑复合的石灰质外壳时，按外壳厚度至少为1mm厚的原则，增加石灰用量。■适合于电石厂自产自用和工厂化生产就地销售的情况：此时可以按照电石的质量要求，在不考虑加料损耗、不考虑烧损、仅仅考虑副石灰用量来进行足量配制成型原料。按照使用现有电石炉的设备水平及发气量为220～320(L／kg电石)电石质量标准，CaO和C的重量比大约为CaO∶C=1∶(0．3615～0．5559)。生产的方法以使用成球盘和低压成型设备为好。同时，由于此时生石灰粉用量较多，应使用复合的方法使其具有1mm厚以上的石灰质外壳。■原料的细度要求：从化学反应动力学角度出发，原料磨细程度愈细，则对加速CaO与C与之间的扩散和化合反应就愈为有利。特别是生石灰，其细度越高，和H2O的水化反应时间就越短，在规定的工序作业时间内水化反应就进行的越彻底，所产产品的各种性能也越理想。否则将会因为水化没有完全进行而使成型后的产品成型后粉化。但是，这将大大增加粉磨工段的工作量和加工能耗。适宜的磨细程度应当根据设备的能力和消耗进行经济分析。在可能的情况下尽可能磨的更细一些。而采用仅仅把生石灰磨细，比如磨细到200目甚至更细的程度；而将碳素原料磨细到60目甚至在3mm以下的颗粒可以不磨直接混合成型，则是一条比较节约又可以达到没有污染的方法。■加水量的多少和限制：在成型原料制作过程中加水量的多少是一个至关重要的因素。多了，会使强度下降并降低产品入炉后的热性能；少了，会使成型原料成型后继续水化而成为粉末。对于具有一定配合比的粉状原料，假如其中所含生石灰粉的重量为H，所含碳素原料为T，则适宜的加水数量∑M可以由下列经验公式求出：∑M=0．01(Mar-Mat′)T+(0．4～2．0)H式中：Mar--是根据物料的粒度由成型设备要求物料的最佳含水量，单位％。其值为8～25。成型设备压力越大，其值越小。Mar＇--碳素原料T中的原有外水份数量，单位％；由实验室求得。(0．4～2．0)--系数。成型压力高时或H／T比值小时取较小的值。■成型原料的加热处理方案：对于成型后的原料进行加热处理，是保证能够以少量的低品位热能消耗节约高品位的电能消耗的必需-->措施。通过加热，可以将成型过程的游离水蒸发掉。可以将CaO与H2O反应生成的Ca(OH)2重新分解为CaO和H2O(↑)，可以将成型原料在干燥过程生成的CaCO3分解为CaO和CO2(↑)。从而保证经过加热处理的产品的化学组成与原始的配料化学组成一致。要完成这两种产物的分解，前者需要大于650℃的温度，后者需要大于900℃的温度。工厂化生产时上述过程可以在出厂前一次完成。加热温度可以用到1050℃或更高，以便缩短过程所需时间。但此时将会象日本技术那样缺乏商业价值，在空气中久储就会由于CaO吸湿成粉。因此工厂化生产的加热温度不能使CaCO3分解，以tmax=750℃为宜。因为此时仅在外壳上生成的CaCO3就成为CaO的良好保护层，可以隔绝其与空气的接触。根据熊谟远著《电石生产工艺学》，将CaCO3留在炉内分解，对补充碳素原料尚有一些益处。但是最佳的加热处理方案是在电石厂完成全过程。此时可以将电石生产过程中排出的具有大量物理显热和CO化学热的炉气进行充分利用。既节约了资源也不会再污染环境。当加热炉炉料出口和电石炉炉料入口用一个绝热装置连系为一体时，系统具有最佳能节约与环境效益。根据计算予测，此时的电石电力单耗不会大于2800kw本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能、减少污染的电石炉原料加工方法，其特征是依据所生产的电石质量要求的ＣａＯ和Ｃ的比例，按照重量比为ＣａＯ∶Ｃ＝１∶（０．４～１３）的比例，将生石灰和碳素原料混合粉碎成６０目或另将生石灰粉碎成２００目甚至更细的粉末状态，在加水量按照成型方法所确定的总加水量扣除其中碳素原料中所含水量之后所余水份重量为生石灰粉重量的０．４～２．０倍的情况下制成颗粒状成型原料，或者将其中的一部分生石灰和相应的水先行扣出，通过二次加工的方法在已加工成型的颗粒状成型原料上形成一层１ｍｍ以上的外壳，然后直接或再经过７５０℃以上的加热处理后，加入电石炉中使用。

【技术特征摘要】
CN 1999-11-8 99124428.11．一种节能、减少污染的电石炉原料加工方法，其特征是依据所生产的电石质量要求的CaO和C的比例，按照重量比为CaO∶C=1∶(0．4～13)的比例，将生石灰和碳素原料混合粉碎成60目或另将生石灰粉碎成200目甚至更细的粉末状态，在加水量按照成型方法所确定的总加水量扣除其中碳素原料中所含水量之后所余水份重量为生石灰粉重量的0．4～2．0倍的情况下制成颗粒状成型原料，或者将其中的一部分生石灰和相应的水先行扣出，通过二次加工的方法在已加工成型的颗粒状成型原料上形成一层1mm以上的外壳，然后直接或再经过750℃以上的加热处理后，加入电石炉中使用。2．根据权利要求1所述的一种节能、减少污染的电石炉原料加工方法，其特征还在于可以通过将水以水蒸汽的形式加入，也...

【专利技术属性】
技术研发人员：许绍良，
申请(专利权)人：许绍良，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]