电石闪速熔炼炉及系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种电石闪速熔炼炉，包括炉体和设于炉体上的烟道，炉体底部具有熔池，熔池上方的炉体内腔形成炉膛，炉体上还设有混合喷嘴和氧气喷吹机构，混合喷嘴连接有粉状碳基原料供应机构、粉状钙基原料供应机构及含氧气体输送机构，粉状碳基原料、粉状钙基原料及含氧气体由混合喷嘴喷入炉膛内反应形成一次燃烧反应区，富氧气体由氧气喷吹机构喷入炉膛内与炉内CO气体反应形成二次燃烧喷溅区。本实用新型专利技术提供的闪速炉生产电石，可充分利用粉状原料的活性表面，强化电石冶炼反应过程，降低反应温度，缩短反应时间；并且熔炼产生的部分CO，用于二次燃烧放热，促进电石熔炼充分反应。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电石生产
，具体涉及一种电石闪速熔炼炉及电石闪速熔炼系统。
技术介绍
电石是有机合成化学工业的基本原料，其主要化学成分是碳化钙（CaC2）。工业上电石生产方法主要是电热法和氧热法。电热法冶炼电石，是借助电弧炉将电能转化为热能，加热粒径5~30mm的石灰和碳素原料，在2000～2200℃高温条件下制取电石。电石合成反应是一个固相吸热反应，化学动力学过程时间长；由于块状原料接触面积小，严重影响反应速率和传热传质效率，因此，电热法冶炼电石需要2000℃以上的高温。电热法工艺成熟，缺点是采用高品位的电能供热，能耗高、效率低。氧热法冶炼电石，是由前联邦德国巴登笨氨纯碱公司率先开发，直接利用燃烧热为电石生产供热。氧热法以含碳燃料的燃烧作为热源，提供足够的热量满足电石生成所需的温度和反应吸热。氧热法避免了能量的二次转化，它的热效率显著高于电热法。但是，由于氧热法的高温环境和物料的运动方式与电热法不同，燃料燃烧供热对电石熔融和纯度的影响也与电热法不同，氧热法还没有得到广泛的工业应用。尽管如此，氧热法避免了电极的使用和消耗，副产煤气（含大量CO）可联产利用，有利于降低投资，节约成本。氧热法电石生产技术具有广阔的发展前景，相关的基础研究仍在不断深化之中。神雾环境能源科技公司申请的制备电石的方法的相关专利（申请号CN201310728767.1、CN201310729034.X、CN201310728116.2等）中，将钙基和碳基原料经过热解或煅烧处理后，制备电石。这些方法虽然可以提高反应速率、降低能耗，但难以保证反应充分完成，制得的电石品味相对较低。闪速熔炼工艺广泛应用于有色冶金行业，该工艺是充分利用细磨物料巨大的活性表面，强化冶炼反应过程的熔炼方法。有色金属闪速熔炼的技术特征是将深度脱水的粉状精矿（含水小于0.3%），与热空气或氧气混合后，以高速度（60～70m/s）喷入反应塔内，在反应区产生高温（1450～1550℃）。闪速熔炼被较多应用于冰铜的冶炼，此工艺的一个突出优点是充分利用精矿粉的表面能和硫化物的燃烧热，从而达到产量大、能耗低、回收率高、污染小的目的。
技术实现思路
本技术实施例涉及一种电石闪速熔炼炉及电石闪速熔炼系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。本技术实施例涉及一种电石闪速熔炼炉，包括炉体和设于所述炉体上的烟道，所述炉体底部具有熔池，所述熔池上方的炉体内腔形成炉膛，所述炉体上还设有混合喷嘴和氧气喷吹机构，所述混合喷嘴连接有粉状碳基原料供应机构、粉状钙基原料供应机构及含氧气体输送机构，粉状碳基原料、粉状钙基原料及含氧气体由所述混合喷嘴喷入所述炉膛内反应形成一次燃烧反应区，富氧气体由所述氧气喷吹机构喷入所述炉膛内与炉内CO气体反应形成二次燃烧喷溅区。作为实施例之一，所述炉膛呈卧式炉膛，于所述炉膛对应的至少一侧端墙上设置有所述混合喷嘴，所述氧气喷吹机构及所述烟道均设于所述炉体顶部。作为实施例之一，所述氧气喷吹机构包括氧枪，所述氧枪竖直穿设于所述烟道上。作为实施例之一，所述氧气喷吹机构还包括调节所述氧枪高度的枪位调节机构。作为实施例之一，所述烟道为圆筒形烟道，所述氧枪的中轴线与所述烟道的抽风口的竖直中轴线重合。作为实施例之一，所述炉体包括反应塔和沉淀池，所述反应塔及所述烟道均设于所述沉淀池顶部，所述反应塔内腔及所述沉淀池上部烟气区构成所述炉膛，所述混合喷嘴设于所述反应塔顶部，所述氧气喷吹机构设于所述烟气区的端墙上。作为实施例之一，所述氧气喷吹机构包括氧气喷嘴，至少于所述烟气区靠近所述烟道的一侧端墙上设置有所述氧气喷嘴。作为实施例之一，所述二次燃烧喷溅区偏离所述一次燃烧反应区。本技术实施例涉及一种电石闪速熔炼系统，包括如上所述的电石闪速熔炼炉，所述粉状碳基原料供应机构包括碳基原料制粉单元及碳基原料干燥单元，所述粉状钙基原料供应机构包括钙基原料制粉单元及钙基原料干燥单元。作为实施例之一，所述电石闪速熔炼炉的烟道与煤气净化系统连接。本技术实施例至少实现了如下有益效果：采用本实施例提供的闪速炉生产电石，可充分利用粉状原料的活性表面，强化电石冶炼反应过程，降低反应温度，缩短反应时间；并且熔炼产生的部分CO，用于二次燃烧放热，促进电石熔炼充分反应。本技术提供的电石闪速熔炼炉热效率高，熔炼过程快，有利于降低能耗、缩短冶炼时间，提高生产效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本技术实施例提供的一种电石闪速熔炼炉的结构示意图；图2为本技术实施例提供的另一种电石闪速熔炼炉的结构示意图；图3为本技术实施例提供的电石闪速熔炼系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一本技术实施例涉及一种电石闪速熔炼方法，包括以下步骤：步骤一，制备粉状碳基原料和粉状钙基原料，并对粉状碳基原料和粉状钙基原料进行干燥处理。其中，制备原料过程中，控制所述粉状碳基原料和粉状钙基原料的粒径均在0.07~1mm范围内，使碳基原料和钙基原料呈细粉状，具有较高的表面活性，从而强化电石熔炼速率，降低反应温度。干燥处理过程中，控制所述粉状碳基原料和粉状钙基原料中的水分的重量百分比均在0.3%以下，使得碳基原料及钙基原料可用于闪速熔炼。步骤二，将粉状碳基原料、粉状钙基原料及含氧气体由闪速炉101的混合喷嘴2同时高速喷入闪速炉101内，形成一次燃烧反应区3，该一次燃烧反应区3温度控制在1600～2000℃，以在闪速炉101的熔池内形成CaC2-CaO共熔层5。粉状碳基原料、粉状钙基原料及含氧气体在混合喷嘴2内均匀混合，并以高速喷入闪速炉101内，可有效提高反应速率，其中，混合喷嘴2的喷吹速度大于50m/s。电石生成过程的最基本特点是形成液态低温CaC2-CaO共熔物层，经过这一层，电石液才能不断提纯，并且该共熔物的存在使得电石可以在低于其熔点的条件下以熔融态排出熔炉。通过将一次燃烧反应区3温度控制在1600～2000℃，可以控制反应过程不断形成CaC2-CaO共熔层5。为此，控制混合料中碳与氧化钙的摩尔比为1.5:1~3:1，氧气耗量为600~1600Nm3/t碳，可满足上述要求，获得良好的反应效果。其中，一部分碳基原料与氧气燃烧放热；一部分碳基原料与钙基原料迅速反应生成电石CaC2，反应过程产生的CO则可与氧气燃烧形成辅助放热，反应产生CaC2-CaO共熔物落入熔池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电石闪速熔炼炉，包括炉体和设于所述炉体上的烟道，所述炉体底部具有熔池，所述熔池上方的炉体内腔形成炉膛，其特征在于：所述炉体上还设有混合喷嘴和氧气喷吹机构，所述混合喷嘴连接有粉状碳基原料供应机构、粉状钙基原料供应机构及含氧气体输送机构，粉状碳基原料、粉状钙基原料及含氧气体由所述混合喷嘴喷入所述炉膛内反应形成一次燃烧反应区，富氧气体由所述氧气喷吹机构喷入所述炉膛内与炉内CO气体反应形成二次燃烧喷溅区。

【技术特征摘要】
1.一种电石闪速熔炼炉，包括炉体和设于所述炉体上的烟道，所述炉体底部具有熔池，所述熔池上方的炉体内腔形成炉膛，其特征在于：所述炉体上还设有混合喷嘴和氧气喷吹机构，所述混合喷嘴连接有粉状碳基原料供应机构、粉状钙基原料供应机构及含氧气体输送机构，粉状碳基原料、粉状钙基原料及含氧气体由所述混合喷嘴喷入所述炉膛内反应形成一次燃烧反应区，富氧气体由所述氧气喷吹机构喷入所述炉膛内与炉内CO气体反应形成二次燃烧喷溅区。
2.根据权利要求1所述的电石闪速熔炼炉，其特征在于：所述炉膛呈卧式炉膛，于所述炉膛对应的至少一侧端墙上设置有所述混合喷嘴，所述氧气喷吹机构及所述烟道均设于所述炉体顶部。
3.根据权利要求2所述的电石闪速熔炼炉，其特征在于：所述氧气喷吹机构包括氧枪，所述氧枪竖直穿设于所述烟道上。
4.根据权利要求3所述的电石闪速熔炼炉，其特征在于：所述氧气喷吹机构还包括调节所述氧枪高度的枪位调节机构。
5.根据权利要求3所述的电石闪速熔炼炉，其特征在于：所述烟道为圆筒形烟道，所述氧枪的...

【专利技术属性】
技术研发人员：范小刚，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42