一种低温连续生产固态电石系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种低温连续生产固态电石系统，包括依次连接的原料处理子系统、预热子系统、反应子系统及产物收集子系统，原料经所述原料处理子系统进行研磨、筛分、计量、混合甚至成型处理后进入预热子系统，预热子系统对原料进行预热处理，反应子系统包括非导体材质的管式反应器和电磁感应装置，管式反应器与预热子系统的输出端连接，管式反应器置于电磁感应装置的电感线圈中，产物收集子系统与管式反应器的气体产物排出口和固体产物出料口连接，整个系统升温速度快、操作连续，大大提高了加热效率和生产效率；由于电磁感应装置产生的电磁感应场直接作用于物料，而管式反应器不被加热，且产物热被充分回收，整个系统热量损失小、过程能耗低。过程能耗低。过程能耗低。

【技术实现步骤摘要】
一种低温连续生产固态电石系统


[0001]本技术涉及电石生产领域，具体涉及一种低温连续生产固态电石系统。

技术介绍

[0002]目前的电石生产技术主要为高温电弧法，即将约3～40mm粒度的焦炭和过量约10～15％的氧化钙混合后，在电弧炉中采用电弧加热至2000～2200℃，反应1～2h后，产物电石以熔融液态从炉底排出，经冷却、破碎后得到电石产品，电弧法的电耗高达3.2kW
·
h/kg电石(约为11.5MJ/kg电石)。所采用的2000～2200℃的高温反应，一方面为了提高反应速率，另一方面是降低电石与氧化钙共熔物的粘度，更便于排料。然而，处于熔融液态产物的相变热难以回收，同时，副产的高温气体显热也不易利用。此外，电弧法是间歇式操作，生产效率低。
[0003]中国专利文献CN107758667A公开了一种感应炉、感应炉生产电石液的系统及方法，其感应炉包括顶部开口的坩埚、石英砂层和炉壳以及炉盖，坩埚位于石英砂内腔，石英砂层位于炉壳内腔。坩埚材质为具有导电性的石墨、钨铜合金或碳化钨，感应线圈加热坩埚，坩埚再将热传给原料，使原料加热至1800
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2000℃反应生成液态电石。该方法依赖坩埚电磁感应发热，传热效率低、结构复杂；同时，该系统仍为高温、熔融、间歇反应，能耗高、生产效率低。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，解决现有技术中所存在的间歇操作导致生产效率低的问题，同时解决高温反应液态排料导致操作复杂、间接加热和产物相变热回收困难导致热效率低的问题，本技术提供了一种低温连续生产固态电石系统。
[0005]本技术采用如下技术方案：
[0006]一种低温连续生产固态电石系统，所述系统包括依次连接的原料处理子系统、预热子系统、反应子系统及产物收集子系统，原料经所述原料处理子系统进行研磨、筛分、计量和混合后进入所述预热子系统，所述预热子系统对原料进行预热处理；所述反应子系统包括管式反应器和电磁感应装置，所述管式反应器为非导体的耐温管状结构，其与所述预热子系统的出料端连接，所述管式反应器置于所述电磁感应装置的电磁感应线圈中，所述电磁感应线圈产生的电磁感应场直接对进入所述管式反应器中的原料进行电磁感应加热；所述产物收集子系统与所述管式反应器的气体产物排出口和固体产物出料口连接，用于回收热量、固体产物和气体产物。
[0007]进一步地，所述反应子系统中设有两个或两个以上的所述管式反应器，多个所述管式反应器形成串联连接，所述管式反应器的材质为电磁感应场中不被加热的耐温材料。
[0008]优选地，所述原料处理子系统包括依次串接的加料仓、粉碎设备、筛分设备、计量设备和混合设备，所述混合设备的出料端与所述预热子系统的进料端连接。
[0009]优选地，所述预热子系统包括预热器和尾气收集装置，所述预热器与所述混合设
备的出口端连接，所述尾气收集装置与设置于所述预热器上的气体排出口连接，用于收集其尾气和尾气热量。
[0010]进一步地，所述混合设备的出料端还连接一成型设备，所述成型设备的出料端与所述预热器连接。
[0011]所述产物收集子系统包括固体产物热回收装置、固体产物收集器和气体产物与热量收集装置，所述固体产物热回收装置的进料端与所述管式反应器的低位出料端连接，所述固体产物热回收装置的出料端与所述固体产物收集器连接，所述气体产物与热量收集装置与设置于所述管式反应器上的气体产物排出口连接。
[0012]进一步优选地，所述管式反应器外包裹有耐高温保温层，所述电磁感应装置的电磁感应线圈置于所述耐高温保温层之外。
[0013]进一步优选地，所述管式反应器的内壁上还设有固定式非导体内构件和/或固定式导体内构件，其沿内壁呈交错设置，用于辅助所述管式反应器内原料运动和/或原料加热。
[0014]进一步优选地，所述管式反应器的材质为电磁感应场中不被加热的耐温材料，所述管式反应器内还设有受所述电磁感应场作用进行发热的移动式导体内构件，用于辅助所述管式反应器内原料加热，所述移动式导体内构件为炭球、炭棒、石墨球、石墨棒中的一种或几种。
[0015]进一步优选地，所述管式反应器呈竖直或倾斜设置，所述管式反应器呈竖直设置时，产物收集子系统还包括固体产物排出控制器，所述固体产物排出控制器设置于所述固体产物热回收装置与所述固体产物收集器之间；所述管式反应器呈倾斜设置时，所述反应子系统中还包括用于驱动所述管式反应器转动的转动设备和/或调节所述管式反应器角度的角度调节装置。
[0016]本技术技术方案，具有如下优点：
[0017]A.本技术采用依次前后连接的原料处理子系统、预热子系统、反应子系统及产物收集子系统组成整个系统，原料经研磨、筛分、计量、混合甚至成型后进入预热子系统进行预加热，之后保温输入至管式反应器中，采用电磁感应装置产生的电磁感应场将管式反应器中的原料直接加热至反应温度，反应所得固体和气体产物经产物收集子系统进行收集，整个系统升温速度快、操作连续，大大提高了加热效率和生产效率，过程能耗低，与现有电弧法技术相比，节能30
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46％。
[0018]B.本技术采用固体产物热量回收装置和两个气体产物收集装置，回收预热系统和反应系统的产物热，减少能量损失。
[0019]C.本技术中的产物排出为固态电石，不仅排料简单、方便，而且节省了产物熔融能耗和电石凝固后的破碎能耗，避开了液态产物相变热回收的难题。
[0020]D.本技术所采用的管式反应器由于采用非导体管式结构，自身不接受电磁感应而不会被电磁场加热，其结构简单、无需苛刻的保温设施，设备投资和运行成本低。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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他的附图。
[0022]图1为本技术所提供的连续生产固态电石系统的连接示意图I；
[0023]图2为本技术所提供的带有成型设备的连续生产固态电石系统的连接示意图II；
[0024]图3为本技术所提供的管式反应器的内部结构与外部保温示意图；
[0025]图4为本技术所提供的管式反应器竖直设置时的固体产物排出示意图；
[0026]图5为本技术所提供的管式反应器倾斜设置时的示意图。
[0027]图中标识如下：
[0028]0‑
加料仓；1
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粉碎设备；2
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筛分设备；3
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计量设备；4
‑
混合设备；
[0029]5‑
预热器；6
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尾气收集装置；7
‑
管式反应器
[0030]7a
‑
固定式非导体内构件，7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温连续生产固态电石系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的原料处理子系统(a)、预热子系统(b)、反应子系统(c)及产物收集子系统(d)，原料经所述原料处理子系统(a)进行研磨、筛分、计量和混合后进入所述预热子系统(b)，所述预热子系统(b)对原料进行预热处理；所述反应子系统(c)包括管式反应器(7)和电磁感应装置(8)，所述管式反应器(7)为非导体的耐温管状结构，其与所述预热子系统(b)的出料端连接，所述管式反应器(7)置于所述电磁感应装置(8)的电磁感应线圈中，所述电磁感应线圈产生的电磁感应场直接对进入所述管式反应器(7)中的原料进行电磁感应加热；所述产物收集子系统(d)与所述管式反应器(7)的气体产物排出口和固体产物出料口连接，用于回收热量、固体产物和气体产物。2.根据权利要求1所述的低温连续生产固态电石系统，其特征在于，所述反应子系统(c)中设有两个或两个以上的所述管式反应器(7)，多个所述管式反应器(7)形成串联连接。3.根据权利要求1所述的低温连续生产固态电石系统，其特征在于，所述原料处理子系统(a)包括依次串接的加料仓(0)、粉碎设备(1)、筛分设备(2)、计量设备(3)和混合设备(4)，所述混合设备(4)的出料端与所述预热子系统(b)的进料端连接。4.根据权利要求3所述的低温连续生产固态电石系统，其特征在于，所述预热子系统(b)包括预热器(5)和尾气收集装置(6)，所述预热器(5)与所述混合设备(4)的出料端连接，所述尾气收集装置(6)与设置于所述预热器(5)上的气体排出口连接，用于收集其尾气和尾气热量。5.根据权利要求4所述的低温连续生产固态电石系统，其特征在于，所述混合设备(4)的出料端还连接一成型设备(12)，所述成型设备(12)的出料端与所述预热器(5)连接。6.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘振宇，刘清雅，潘岳，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：新型
国别省市：