制備固態(tài)電石的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了制備固態(tài)電石的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：磨細(xì)裝置、混料裝置、成型裝置和真空加熱爐。該系統(tǒng)采用真空加熱爐制備固態(tài)電石，原料經(jīng)細(xì)磨后增大了反應(yīng)接觸面積，在真空環(huán)境下冶煉可防止碳燒損，改善反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件，促進(jìn)爐內(nèi)還原反應(yīng)進(jìn)行，可有效降低反應(yīng)的平衡溫度，節(jié)能降耗。同時(shí)，該系統(tǒng)在密閉的真空加熱爐中進(jìn)行冶煉，易于污染物收集，對(duì)環(huán)境污染小，降低生產(chǎn)過程的污染。
【專利說明】
制備固態(tài)電石的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及制備固態(tài)電石的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電石是重要的煤化工產(chǎn)品以及基礎(chǔ)化工原料，電石產(chǎn)量的迅速增長促進(jìn)了乙炔有機(jī)化工工業(yè)的發(fā)展。其中，電石乙炔法聚氯乙烯(pvc)生產(chǎn)的迅速增長帶動(dòng)了電石產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前工業(yè)上有許多種生產(chǎn)乙炔的方法，按原料來源可分為2大類:碳化鈣法和烴類熱裂解法。碳化鈣法是最古老且迄今仍在工業(yè)上普遍應(yīng)用的生產(chǎn)方法。它是使電石與水在乙炔發(fā)生器中作用而制得乙炔。烴類熱裂解法從天然氣、輕油、原油等烴類經(jīng)高溫裂解得到乙炔。但由于我國能源特征是煤炭儲(chǔ)量大、石油儲(chǔ)量小，所以電石生產(chǎn)對(duì)于工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義重大，近十年來電石產(chǎn)量逐年遞增。
[0003]工業(yè)電石生產(chǎn)目前主要采用礦熱爐生產(chǎn)，將含碳物料與含鈣物料在電爐中由電弧加熱到2000°C以上，高溫環(huán)境下碳元素還原氧化鈣生成CaC2產(chǎn)物，液態(tài)的電石物料從電爐底部間斷排出。但其生產(chǎn)對(duì)原料要求高，反應(yīng)溫度高、電耗高，資源浪費(fèi)，環(huán)境污染嚴(yán)重等。
[0004]因此現(xiàn)有的電石生產(chǎn)裝置需進(jìn)一步改進(jìn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種制備固態(tài)電石的系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用真空加熱爐制備固態(tài)電石，原料經(jīng)細(xì)磨后增大了反應(yīng)接觸面積，在真空環(huán)境下冶煉可防止碳燒損，改善反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件，促進(jìn)爐內(nèi)還原反應(yīng)進(jìn)行，可有效降低反應(yīng)的平衡溫度(<1800°C)，節(jié)能降耗。并且，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，裝置利用率高，生產(chǎn)成本低。
[0006]因而，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種制備固態(tài)電石的系統(tǒng)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括:
[0007]磨細(xì)裝置，所述磨細(xì)裝置具有鈣基原料入口、碳基原料入口、細(xì)磨后鈣基原料出口和細(xì)磨后碳基原料出口；
[0008]混料裝置，所述混料裝置具有細(xì)磨后碳基原料入口、細(xì)磨后鈣基原料入口、添加劑原料入口和混合物料出口，所述細(xì)磨后碳基原料入口與所述磨細(xì)裝置的所述細(xì)磨后碳基原料出口相連，所述細(xì)磨后鈣基原料入口與所述磨細(xì)裝置的所述細(xì)磨后鈣基原料出口相連；
[0009]成型裝置，所述成型裝置具有混合物料入口、粘結(jié)劑物料入口和球團(tuán)物料出口，所述混合物料入口與所述混料裝置的所述混合物料出口相連；以及
[0010]真空加熱爐，所述真空加熱爐具有球團(tuán)物料入口、冷卻水入口、測溫口、電石產(chǎn)品出口、煙氣出口和冷卻水出口，所述球團(tuán)物料入口與所述成型裝置的球團(tuán)物料出口相連。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的制備固態(tài)電石的系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用真空加熱爐制備固態(tài)電石，原料經(jīng)細(xì)磨后增大了反應(yīng)接觸面積，在真空環(huán)境下冶煉可防止碳燒損，改善反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件，促進(jìn)爐內(nèi)還原反應(yīng)進(jìn)行，可有效降低反應(yīng)的平衡溫度(SlSO(TC)，節(jié)能降耗。同時(shí)，該系統(tǒng)在密閉的真空加熱爐中進(jìn)行冶煉，易于污染物收集，對(duì)環(huán)境污染小，降低生產(chǎn)過程的污染。此外，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，裝置利用率高，生產(chǎn)成本低。
[0012]另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的制備固態(tài)電石的系統(tǒng)，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0013]任選地，所述真空加熱爐包括:爐體、爐控加熱裝置、測溫裝置、冷卻裝置、抽真空裝置、加熱線圈和煙氣處理裝置。
[0014]任選地，所述真空加熱爐采用電磁感應(yīng)加熱方式。
[0015]任選地，所述冷卻水入口、冷卻裝置及冷卻水出口依次相連。
[0016]任選地，所述測溫口與設(shè)置在所述爐體內(nèi)部的測溫裝置相連。
[0017]任選地，所述煙氣處理裝置與煙氣出口相連。
[0018]本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】

[0019]本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0020]圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的制備固態(tài)電石的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的真空加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]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，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0023]在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“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)用新型而不是要求本實(shí)用新型必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種制備固態(tài)電石的系統(tǒng)。參考圖1，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)該制備固態(tài)電石的系統(tǒng)進(jìn)行解釋說明，該系統(tǒng)包括:磨細(xì)裝置100、混料裝置200、成型裝置300和真空加熱爐400。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的制備固態(tài)電石的系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用真空加熱爐制備固態(tài)電石，原料經(jīng)細(xì)磨后增大了反應(yīng)接觸面積，利用真空加熱爐在真空環(huán)境下進(jìn)行冶煉可有效防止碳燒損，改善反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件，促進(jìn)爐內(nèi)還原反應(yīng)進(jìn)行，可有效降低反應(yīng)的平衡溫度(^1800°C)，節(jié)能降耗。同時(shí)，該系統(tǒng)在密閉的真空加熱爐中進(jìn)行冶煉，易于污染物收集，對(duì)環(huán)境污染小，降低生產(chǎn)過程的污染。此外，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，裝置利用率高，生產(chǎn)成本低。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，利用本實(shí)用新型的系統(tǒng)制備得到的固態(tài)電石達(dá)到國家優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，發(fā)氣量在290-310L/kg之間。
[0026]進(jìn)一步地，參考圖1，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，對(duì)制備固態(tài)電石的系統(tǒng)的各裝置進(jìn)行解釋說明:
[0027]磨細(xì)裝置100
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，磨細(xì)裝置100具有鈣基原料入口101、碳基原料入口102、細(xì)磨后鈣基原料出口 103和細(xì)磨后碳基原料出口 104。通過磨細(xì)裝置對(duì)原料進(jìn)行細(xì)磨處理，提高原料比表面積，增大兩種原料的接觸面積，提高原料傳質(zhì)和傳熱效率，提高反應(yīng)速率，降低了電石反應(yīng)溫度和工藝能耗。并且，冶煉反應(yīng)溫度低，進(jìn)一步對(duì)設(shè)備耐熱性的要求降低，從而降低設(shè)備投資成本。
[0029]混料裝置200
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，混料裝置200具有細(xì)磨后碳基原料入口201、細(xì)磨后鈣基原料入口 202、添加劑原料入口 203和混合物料出口 204，其中，細(xì)磨后碳基原料入口 201與磨細(xì)裝置100的細(xì)磨后碳基原料出口 104相連，細(xì)磨后鈣基原料入口 202與磨細(xì)裝置100的細(xì)磨后鈣基原料出口 103相連。由此，通過混料裝置，使原料混合均勻，有利于反應(yīng)物充分反應(yīng)，電石的產(chǎn)率高。
[0031]其中，需要說明的是，根據(jù)生產(chǎn)的需要，細(xì)磨后碳基原料入口201和細(xì)磨后鈣基原料入口 202也可以合并為一個(gè)原料入口，即碳基原料和鈣基原料可以在細(xì)磨的同時(shí)進(jìn)行混合，得到細(xì)磨后的碳基原料和鈣基原料的混合物，該混合物通過一個(gè)原料入口進(jìn)入混料裝置，與其它原料混合。
[0032]成型裝置300
[0033]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，成型裝置300具有混合物料入口301、粘結(jié)劑物料入口302和球團(tuán)物料出口303，其中，混合物料入口301與混料裝置200的混合物料出口204相連。由此，形成粒徑適宜的球團(tuán)物料，便于后續(xù)的真空加熱爐直接進(jìn)行冶煉。
[0034]真空加熱爐400
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，真空加熱爐400具有球團(tuán)物料入口401、冷卻水入口402、測溫口 403、電石產(chǎn)品出口 404、煙氣出口 405和冷卻水出口 406，其中，球團(tuán)物料入口 401與成型裝置300的球團(tuán)物料出口 303相連。具體地，利用真空加熱爐進(jìn)行冶煉處理的方法如下:將所述球團(tuán)物料置入真空加熱爐的坩禍中，關(guān)閉爐門，啟動(dòng)抽真空裝置，開始抽真空；當(dāng)爐內(nèi)的氣壓值小于500Pa時(shí)，開始加熱；當(dāng)溫度達(dá)到1200°C關(guān)閉抽真空裝置繼續(xù)加熱，，加熱溫度:1700-1800°C，保溫時(shí)間為lh-2h以便得到固態(tài)電石。由于原料經(jīng)細(xì)磨后增大了反應(yīng)接觸面積，利用真空加熱爐在真空環(huán)境下進(jìn)行冶煉可有效防止碳燒損，改善反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件，促進(jìn)爐內(nèi)還原反應(yīng)進(jìn)行，可有效降低反應(yīng)的平衡溫度(SlSO(TC)，節(jié)能降耗。同時(shí)，該系統(tǒng)在密閉的真空加熱爐中進(jìn)行冶煉，易于污染物收集，對(duì)環(huán)境污染小，降低生產(chǎn)過程的污染。
[0036]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的制備固態(tài)電石的系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用真空加熱爐制備固態(tài)電石，原料經(jīng)細(xì)磨后增大了反應(yīng)接觸面積，在真空環(huán)境下冶煉可防止碳燒損，改善反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件，促進(jìn)爐內(nèi)還原反應(yīng)進(jìn)行，可有效降低反應(yīng)的平衡溫度(SlSO(TC)，節(jié)能降耗。同時(shí)，該系統(tǒng)在密閉的真空加熱爐中進(jìn)行冶煉，易于污染物收集，對(duì)環(huán)境污染小，降低生產(chǎn)過程的污染。此外，該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，裝置利用率高，生產(chǎn)成本低。
[0037]參考圖2，根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，真空加熱爐400包括:爐體410、爐控加熱裝置420、測溫裝置430、冷卻裝置440、抽真空裝置450、加熱線圈470和煙氣處理裝置460。其中，爐控加熱裝置420與測溫裝置430和加熱線圈470相連，通過設(shè)定程序采用電磁感應(yīng)加熱方式升溫，測溫裝置430測量的溫度輸送至爐控加熱裝置420，對(duì)爐子加熱情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。由此，利用測溫裝置監(jiān)測真空加熱爐的溫度，利用抽真空裝置抽真空，使真空加熱爐在一定的真空度下運(yùn)行，而煙氣處理裝置對(duì)冶煉產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行凈化處理，減少環(huán)境污染。
[0038]根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，真空加熱爐400采用電磁感應(yīng)加熱方式。電磁感應(yīng)加熱是通過把電能轉(zhuǎn)換為磁能，再轉(zhuǎn)化為熱能，從而，真空加熱爐從根本上解決了電熱片、電熱圈等電阻式通過熱傳導(dǎo)方式加熱的效率低下的問題，節(jié)電效率高達(dá)40 % -80 %以上。并且電路與水等介質(zhì)完全不接觸，不會(huì)發(fā)生漏電或著火的危險(xiǎn)，安全性好。
[0039]根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，冷卻水入口402、冷卻裝置440及冷卻水出口406依次相連，冷卻水由冷卻水入口進(jìn)入冷卻裝置進(jìn)行冷卻處理，并由冷卻水出口排出。由此，有效防止?fàn)t殼受熱后變形及密封材料和加熱器件受熱變質(zhì)，提高爐子運(yùn)行穩(wěn)定性。
[0040]根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，測溫口403與設(shè)置在爐體410內(nèi)部的測溫裝置430相連。由此，便于準(zhǔn)確檢測真空加熱爐內(nèi)的溫度，并連接爐控加熱裝置提高爐溫監(jiān)控精度。[0041 ] 根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，煙氣處理裝置460與煙氣出口 405相連。由此，經(jīng)煙氣處理裝置凈化處理的煙氣由煙氣出口排出，有效地降低煙氣對(duì)環(huán)境的污染。
[0042]下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明，需要說明的是，這些實(shí)施例僅僅是說明性的，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0043]實(shí)施例1
[0044]利用本實(shí)用新型的制備固態(tài)電石的系統(tǒng)，以生石灰和焦炭為原料，制備固態(tài)電石，具體過程如下:
[0045](I)利用磨細(xì)裝置將生石灰及焦炭分別進(jìn)行細(xì)磨處理，分別得到平均粒徑低于20微米的顆粒占95%以上的原料粉料。
[0046](2)將步驟(I)得到的原料粉料與添加劑按照重量比為生石灰粉末:焦炭粉末:添加劑=100:75:3經(jīng)混料裝置進(jìn)行混合，得到混合物。
[0047](3)將步驟(2)配好的混合物進(jìn)行成型處理，得到物料球團(tuán)。
[0048](4)將步驟(3)得到的球團(tuán)無需烘干，直接置于真空加熱爐內(nèi)在1700°C下冶煉60min，得到固態(tài)電石。取三組產(chǎn)品(每組40g)按照國標(biāo)測量發(fā)氣量，求三組平均值得發(fā)氣量為291L/kg。
[0049]實(shí)施例2
[0050]利用本實(shí)用新型的制備固態(tài)電石的系統(tǒng)，以生石灰和無煙煤為原料，制備固態(tài)電石，具體過程如下:
[0051](I)利用磨細(xì)裝置將生石灰及無煙煤分別進(jìn)行細(xì)磨處理，分別得到平均粒徑低于20微米的顆粒占95%以上的原料粉料。
[0052](2)將步驟(I)得到的原料粉料與添加劑按照重量比為生石灰粉末:無煙煤粉末:添加劑= 100:85:5經(jīng)混料裝置進(jìn)行混合，得到混合物。
[0053](3)將步驟(2)配好的混合物進(jìn)行成型處理，得到物料球團(tuán)。
[0054](4)將步驟(3)得到的球團(tuán)無需烘干，直接于真空感應(yīng)爐內(nèi)在1800°C下冶煉120min，得到固態(tài)電石。取三組產(chǎn)品(每組40g)按照國標(biāo)測量發(fā)氣量，求三組平均值得發(fā)氣量為 309L/kg。
[0055]實(shí)施例3
[0056]利用本實(shí)用新型的制備固態(tài)電石的系統(tǒng)，以生石灰和蘭炭為原料，制備固態(tài)電石，具體過程如下:
[0057](I)利用磨細(xì)裝置將生石灰及蘭炭分別進(jìn)行細(xì)磨處理，分別得到平均粒徑低于20微米的顆粒占95%以上的原料粉料。
[0058](2)將步驟(I)得到的原料粉料與添加劑按照重量比為生石灰粉末:蘭炭粉末:添加劑=100:80:4經(jīng)混料裝置進(jìn)行混合，得到混合物。
[0059](3)將步驟(2)配好的混合物進(jìn)行成型處理，得到物料球團(tuán)。
[0000](4)將步驟(3)得到的球團(tuán)無需烘干，直接于真空感應(yīng)爐內(nèi)在1750 °C下冶煉90min，得到固態(tài)電石。取三組產(chǎn)品(每組40g)按照國標(biāo)測量發(fā)氣量，求三組平均值得發(fā)氣量為302L/kgo
[0061]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“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)語的示意性表述不一定指的是相同的實(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)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0062]盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備固態(tài)電石的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 磨細(xì)裝置，所述磨細(xì)裝置具有鈣基原料入口、碳基原料入口、細(xì)磨后鈣基原料出口和細(xì)磨后碳基原料出口； 混料裝置，所述混料裝置具有細(xì)磨后碳基原料入口、細(xì)磨后鈣基原料入口、添加劑原料入口和混合物料出口，所述細(xì)磨后碳基原料入口與所述磨細(xì)裝置的所述細(xì)磨后碳基原料出口相連，所述細(xì)磨后鈣基原料入口與所述磨細(xì)裝置的所述細(xì)磨后鈣基原料出口相連； 成型裝置，所述成型裝置具有混合物料入口、粘結(jié)劑物料入口和球團(tuán)物料出口，所述混合物料入口與所述混料裝置的所述混合物料出口相連；以及 真空加熱爐，所述真空加熱爐具有球團(tuán)物料入口、冷卻水入口、測溫口、電石產(chǎn)品出口、煙氣出口和冷卻水出口，所述球團(tuán)物料入口與所述成型裝置的球團(tuán)物料出口相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述真空加熱爐包括:爐體、爐控加熱裝置、測溫裝置、冷卻裝置、抽真空裝置、加熱線圈和煙氣處理裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述真空加熱爐采用電磁感應(yīng)加熱方式。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻水入口、冷卻裝置及冷卻水出口依次相連。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述測溫口與設(shè)置在所述爐體內(nèi)部的測溫裝置相連。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣處理裝置與所述煙氣出口相連。
【文檔編號(hào)】C01B31/32GK205709885SQ201620591766
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】李紅科, 王靜靜, 宋文臣, 曹志成, 薛遜, 吳道洪
【申請(qǐng)人】江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司