電石爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電石爐。該電石爐包括：自上而下的熱解反應區(qū)和電石反應區(qū)；多個加熱板，所述多個加熱板中的一部分設置在所述電石爐的第一側壁上，所述多個加熱板中的另一部分設置在與所述第一側壁相對的第二側壁上，位于所述第一側壁上的所述加熱板與位于所述第二側壁上的所述加熱板交錯分布且共同限定出適于對物料加熱的加熱通道；物料入口；含氧氣體入口；以及電石出口。熱解反應區(qū)能夠將中低階原煤通過熱解反應進行提質，設置在熱解反應區(qū)內的多個加熱板可以提高熱解反應區(qū)的熱解效率以及效果。
【專利說明】
電石爐
技術領域
[0001] 本實用新型涉及化工領域。具體地，本實用新型涉及電石爐。
【背景技術】
[0002] 電石學名碳化鈣，無色晶體，主要用于生產乙炔氣，曾被稱為"有機合成工業(yè)之 母"。乙炔是重要的化工原料，主要用于生產聚氯乙烯基和醋酸乙烯基產品，我國PVC產品 70%的生產原料乙炔來自于電石，電石對我國的經濟發(fā)展具有十分重要的作用，近十余年 來的產量不斷增長，2013年產量達2200萬噸以上。
[0003] 然而，目前的電石爐仍有待改進。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一。為此， 本實用新型提出一種電石爐。該電石爐能夠以中低階原煤作為制備電石的原料，并且可以 充分利用熱量，從而能夠顯著降低生產成本，另外所得電石具有較高的品質。
[0005] 需要說明的是，本實用新型是基于發(fā)明人的下列發(fā)現(xiàn)而得到的：
[0006] 目前利用電熱法制備電石的技術，對含碳物料的質量要求極高，并且利用電熱法 制備電石需要消耗大量的電能。而利用氧熱法制備電石的技術中，普遍存在物料消耗量大、 電石產品品質較差的缺點，成為電石生產中的巨大阻礙。發(fā)明人經過深入研究發(fā)現(xiàn)，這是由 于氧熱法是在有氧氣體存在的條件下，使含碳物料燃燒放熱，利用產生的熱量加熱剩余的 含碳物料和含鈣物料，使其反應生成電石。而上述過程由于含碳燃料不完全燃燒的放熱量 較小，故需要燃燒大量含碳燃料供給熱量，以便將剩余的含碳物料和含鈣物料加熱到足以 發(fā)生電石生成反應的溫度，因此造成物料消耗量大。此外，含碳物料燃燒時產生的灰分大部 分富集到電石產物中，進而極大影響電石產物品質。
[0007] 本實用新型的發(fā)明人經過大量實驗發(fā)現(xiàn)，將熱解過程與氧熱過程耦合在一起，可 以降低物料消耗量，提高電石品質，并且可以以中低階原煤與鈣基原料為生產原料，降低生 產成本。具體地，將中低階原煤與鈣基原料混合投入電石爐后，首先在熱解反應區(qū)進行熱解 反應，之后熱解產物下落至電石反應區(qū)，部分熱解產物與含氧氣體發(fā)生不完全燃燒放熱，加 熱其余物料，使原料繼續(xù)升溫進而發(fā)生電石反應生成電石。由此，根據本實用新型實施例的 電石爐和制備電石的方法能夠以中低階原煤作為原料，并且可以充分利用熱量，進而能夠 避免為了獲得足夠熱量而導致的含碳物料大量燃燒，從而能夠顯著降低生產成本，另外能 夠有效減少所得電石中灰分，因此所得電石具有較高的品質。
[0008] 本實用新型提出了電石爐。具體地，該電石爐包括：自上而下的熱解反應區(qū)和電石 反應區(qū)；多個加熱板，所述多個加熱板設置在所述熱解反應區(qū)內，所述多個加熱板中的一部 分設置在所述電石爐的第一側壁上，所述多個加熱板中的另一部分設置在與所述第一側壁 相對的第二側壁上，所述加熱板由所述電石爐的側壁朝向所述電石爐內部水平延伸且朝向 所述電石爐底部傾斜布置，并且位于所述第一側壁上的所述加熱板與位于所述第二側壁上 的所述加熱板交錯分布且共同限定出適于對物料加熱的加熱通道，所述加熱通道的下端與 所述電石反應區(qū)連通;物料入口，所述物料入口設在所述熱解反應區(qū)且位于所述加熱板的 上方，所述加熱通道的上端與所述物料入口連通;含氧氣體入口，所述含氧氣體入口設在所 述電石反應區(qū)；尾氣出口，所述尾氣出口設在所述熱解反應區(qū)；以及電石出口，所述電石出 口設在所述電石反應區(qū)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，熱解反應區(qū)能夠將中低階原煤通過熱解反應進行提 質，在滿足電石生產對于原料煤的要求的前提下，可以降低生產成本，而設置在熱解反應區(qū) 內的多個加熱板可以提高熱解反應區(qū)的熱解效率以及效果;此外，位于熱解反應區(qū)下部的 電石反應區(qū)能夠產生高溫電石爐尾氣，而高溫電石爐尾氣由下部向電石爐的上部運動，能 夠對混合物料起到再加熱的作用，降低熱解反應區(qū)能耗。
[0009 ]具體地，上述電石爐還可以具有下列附加技術特征：
[0010] 具體地，所述加熱板的寬度為所述第一側壁或所述第二側壁的寬度的50~90%。 由此，可以使加熱板具有適當的面積，使中低階煤自上而下掉落的過程中，能夠與加熱板進 行充分的接觸，從而可以提高利用加熱板加熱中低階煤的效率以及效果。
[0011] 具體地，所述第一側壁上的加熱板平行布置。由此，可以方便設置油氣導出管道。
[0012] 具體地，所述第二側壁上的加熱板平行布置。由此，可以方便設置油氣導出管道。
[0013] 具體地，所述第一側壁上的加熱板在水平面上的投影重合。由此，可以使設置在第 一側壁上的多個加熱板具有相同的面積以及設置方式，有利于通過設置統(tǒng)一的技術參數完 成加熱板的批量化設置，且可以保證物料在下落過程中能夠充分與加熱板接觸，提高利用 加熱板加熱中低階煤的效率以及效果。
[0014] 具體地，所述第二側壁上的加熱板在水平面上的投影重合。由此，可以使設置在第 二側壁上的多個加熱板具有相同的面積以及設置方式，有利于通過設置統(tǒng)一的技術參數完 成加熱板的批量化設置，且可以保證物料在下落過程中能夠充分與加熱板接觸，提高利用 加熱板加熱中低階煤的效率以及效果。
[0015] 具體地，所述加熱板與水平面的夾角為5~60度。由此，便于混合物料從加熱板上 滾落而向下運動。
[0016] 具體地，所述加熱板為電加熱板、燃氣加熱板或燃油加熱板。由此，可以進一步擴 展加熱板的種類，便于本領域技術人員根據生產的實際情況，在上述范圍內選擇適當的加 熱板。
【附圖說明】
[0017] 本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將 變得明顯和容易理解，其中：
[0018] 圖1顯示了根據本實用新型一個實施例的電石爐結構示意圖；
[0019] 圖2顯示了根據本實用新型另一個實施例的加熱板與水平方向夾角示意圖；
[0020] 圖3顯示了根據本實用新型又一個實施例的電石爐結構示意圖；
[0021] 圖4顯示了根據本實用新型又一個實施例的電石爐結構示意圖；以及 [0022]圖5顯示了利用本實用新型一個實施例的電石爐制備電石的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類似的標號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 考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型 的限制。
[0024] 在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語"上"、"下"、"中"等指示的方位或位 置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而 不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此 不能理解為對本實用新型的限制。
[0025] 在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語"相連"應做廣義理解，例如， 可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以 是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的 普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0026]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下" 可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特 征在第二特征"上方"可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水 平高度高于第二特征。
[0027] 本實用新型提出了一種電石爐。根據本實用新型的實施例，參見圖1，該電石爐包 括:熱解反應區(qū)100;電石反應區(qū)200;多個加熱板110;加熱通道120;物料入口 300;含氧氣體 入口400;尾氣出口500;以及電石出口600。具體地，熱解反應區(qū)100以及電石反應區(qū)200自上 而下地位于該電石爐中。多個加熱板110設置在熱解反應區(qū)200內，多個加熱板110中的一部 分設置在電石爐的第一側壁700上，另一部分設置在與第一側壁700相對的第二側壁800上。 位于第一側壁700上的加熱板110與位于第二側壁800上的加熱板110交錯分布且共同限定 出適于對物料加熱的加熱通道120,加熱通道120上端與物料入口 300連通，下端與電石反應 區(qū)200連通。物料入口 300位于熱解反應區(qū)100中加熱板110上方的位置，尾氣出口 500位于熱 解反應區(qū)，含氧氣體入口 400以及電石出口 600位于電石反應區(qū)200。該電石爐能夠以中低階 原煤作為原料，并且可以利用加熱板110提高熱解反應區(qū)100中熱解反應的效率以及效果， 充分利用熱量，進而能夠避免為了獲得足夠熱量而導致的含碳物料過度燃燒，從而能夠顯 著降低生產成本，另外能夠有效減少所得電石中灰分，因此所得電石具有較高的品質。
[0028] 下面對該電石爐中的各個部分進行詳細描述：
[0029] 根據本實用新型的具體實施例，在豎直方向上，熱解反應區(qū)100位于電石反應區(qū) 200的上方。物料入口 300可以設在熱解反應區(qū)100上，且適于向熱解反應區(qū)100中供給含有 中低階原煤和鈣基原料的混合物料。具體地，物料入口 300可以設于熱解反應區(qū)100的頂端。 含有含碳原料和鈣基原料的物料由物料入口 300供給至電石爐中之后，首先經過熱解反應 區(qū)?；旌衔锪辖涍^熱解反應，生成含有半焦固體的熱解產物以及含有熱解油的尾氣。由此， 能夠通過發(fā)生熱解反應對含碳原料進行提質，同時熱解反應放出的熱量能夠對混合物料進 行加熱，進而可以在上述物料下落至電石反應區(qū)之前，提高含碳原料的質量，并且經過熱解 反應區(qū)100處理的物料的顯熱能夠減少電石反應區(qū)200需要提供的能量。此外，上述含有熱 解氣和焦油的尾氣還可以通過后續(xù)冷卻分離處理，獲得含有一氧化碳、甲烷等可燃性氣體 的尾氣以及焦油，進而可以提高該電石爐的工業(yè)效益。
[0030] 根據本實用新型的具體實施例，參考圖1，多個加熱板110中的一部分設置在電石 爐的第一側壁700上，另一部分設置在與第一側壁700相對的第二側壁800上。加熱板110由 電石爐的側壁朝向電石爐內部水平延伸且朝向電石爐底部傾斜布置。位于第一側壁700上 的加熱板110與設置于第二側壁800上的加熱板110交錯分布且共同限定出適于對物料加熱 的加熱通道120,加熱通道120的下端與電石反應區(qū)200連通。
[0031] 需要說明的是，參考圖3以及圖4,位于第一側壁700上的加熱板110與設置于第二 側壁800上的加熱板110交錯分布可以理解為，在垂直方向上，相鄰的兩塊加熱板110分別設 置在第一側壁700以及第二側壁800上，即相鄰的兩塊加熱板110設置在不同的側壁上。并 且，參考圖4,從電石爐的縱截面來看，沿設置在電石爐一側側壁(即第二側壁800,圖中未示 出）上的加熱板110B1下部最低點B1處做垂直延長線，該垂直延長線和與加熱板110B1相鄰 的加熱板110A1相交(加熱板110A1設置在電石爐另一側的側壁上，即第一側壁700,圖中未 示出）；同樣地，沿加熱板110A1下部最低點A1做垂直延長線，該垂直延長線和與加熱板 110A1相鄰的加熱板110B2相交（加熱板110B2設置在電石爐另一側的側壁上，即第二側壁 800,圖中未示出）。也即是說，設置于第一側壁700上的加熱板110與設置于第二側壁800上 的加熱板110在水平方向上的投影部分重合，且相鄰的兩個加熱板110分別設在熱解反應區(qū) 相對的側壁上。由此，能夠保證上述多個加熱板110所限定出的加熱通道120具有足夠的長 度，且混合物料在沿著加熱通道120下落的過程中，能夠盡可能多的與加熱板110接觸，從而 可以提高利用上述加熱板110對混合物料的加熱效果。
[0032]具體的，參考圖1，由物料入口 300供給至該電石爐中的混合物料，沿加熱通道120 在自上而下掉落的過程中，首先接觸到向下傾斜設置在第一側壁700上的加熱板110，被加 熱板110加熱并沿著該加熱板110向下滾落，隨后沿加熱通道120落到與第二側壁上的加熱 板110上，沿圖1中箭頭的方向繼續(xù)向下掉落，依次經過多個加熱板110加熱后，由加熱通道 120的下端進入電石反應區(qū)200。由此，通過設置加熱板，可以對與其接觸的物料充分加熱， 從而不僅可以提高中低階煤的熱解效率，而且可以對物料起到充分預熱，從而在降低電石 反應生產成本的同時降低電石反應區(qū)中能耗。
[0033] 需要說明的是，上述多個加熱板110在熱解反應區(qū)100的側壁上的排列方式不受特 別限制，只要能夠通過多個加熱板110限定出合理的加熱通道120,對自上而下滾落的混合 物料進行依次有效地加熱即可。
[0034] 具體地，參考圖2根據本實用新型的實施例，加熱板110與水平面的夾角可以為5~ 60度。由此，不僅可以保證物料在加熱板上具有足夠的停留時間，而且便于混合物料從加熱 板上自由滾落而向下運動至下一級加熱板上。
[0035] 根據本實用新型的實施例，為了進一步提高利用加熱板110對混合物料進行加熱 的效率以及效果，加熱板110的寬度可以為第一側壁700或第二側壁800的寬度的50~90%。 也即是說，設置在第一側壁700上的加熱板110的寬度可以為第一側壁700寬度的50~90%， 設置在第二側壁800上的加熱板的寬度可以為第二側壁800寬度的50~90%。由此，可以保 證設置在第一側壁700或第二側壁800上的多個加熱板110具有足夠的加熱面積，并且可以 保證由物料入口 300進入電石爐內部的混合物料在下落過程中可以接觸到上述多個加熱 板，從而可以提高中低階煤的熱解效率。
[0036]根據本實用新型的實施例，參考圖3,第一側壁700上的多個加熱板110平行布置。 任選地，第二側壁800上的多個加熱板110也可以平行布置。由此，可以方便設置油氣導出管 道。
[0037]根據本實用新型的實施例，第一側壁700上的多個加熱板110在水平面上的投影重 合。任選地，第二側壁800上的多個加熱板110在水平面上的投影也可以重合。由此，可以進 一步方便設置油氣導出管道。
[0038] 需要說明的是，前面描述的根據本實用新型實施例的加熱板，是為了在電石爐內 限定出合理的加熱通道120,并利用多個加熱板，對供給至熱解反應區(qū)100中的混合物料進 行有效的加熱。在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，本領域技術人員可以根據實際情況，對根據 本實用新型實施例的加熱板設置的具體方式進行改進。例如，根據本實用新型的具體實施 例，設置在第一側壁700上的多個加熱板110可以具有相同的體積，并且在設置過程中，設置 在第一側壁700上的多個加熱板110可以互相平行，即多個加熱板110朝向電石爐底部傾斜 的角度一致。由此，有利于在電石爐內預留出規(guī)則的空間，便于電石爐內其他部件的設置。 能夠理解的是，設置在第二側壁800上的多個加熱板110也可以具有相同的體積以及相同的 朝向電石爐底部傾斜的角度。根據本實用新型的另一個具體實施例，設置在電石爐內部的 全部加熱板110可以具有相同的體積，且上述多個加熱板110向電石爐底部傾斜的角度(加 熱板與電石爐底形成的夾角中的銳角)相同。
[0039] 具體地，加熱板110可以為電加熱板、燃氣加熱板或燃油加熱板。本領域技術人員 可以根據生產的實際情況，在上述范圍內選擇適當的加熱板對物料進行依次加熱，以便在 物料下落的過程中通過與加熱板110進行接觸，將物料加熱以便物料中的含碳原料發(fā)生熱 解反應。由此，通過熱解反應可以在提高碳的品質的同時對物料進行加熱，進而可以節(jié)省后 續(xù)電石反應區(qū)200消耗的能量。根據本實用新型的具體實施例，電石反應區(qū)200設置在熱解 反應區(qū)100的下方，用于對經過熱解反應區(qū)100的熱解產物進行處理，以便發(fā)生電石生成反 應。具體地，在電石反應區(qū)200中，設置有含氧氣體入口 400,用于向電石反應區(qū)200中供應含 氧氣體。由于熱解產物具有一定的溫度，因此當向電石反應區(qū)200中通入含氧氣體時，熱解 產物中的含碳原料會發(fā)生不完全燃燒，燃燒放熱能夠對電石反應區(qū)200中的剩余熱解產物 進行加熱，以便將熱解產物的溫度進一步提升至能夠發(fā)生電石反應的溫度，此時熱解產物 中剩余的含碳原料與鈣基原料發(fā)生電石生成反應，生成液態(tài)電石以及電石尾氣。電石由設 置在電石反應區(qū)200的電石出口600排出電石爐，電石尾氣在電石爐中自下而上運動，由設 置在熱解反應區(qū)100側壁上的尾氣出口500排出電石爐。同時，電石尾氣在電石爐中自下而 上運動的過程中，還能夠對熱解反應區(qū)100中的混合物料進行再次加熱，進而可以對電石尾 氣中含有的顯熱進行回收利用。
[0040] 綜上所述，根據本實用新型實施例的電石爐將熱解與氧熱法結合，首先通過熱解 反應區(qū)100對混合物料中的含碳原料進行提質，混合物料沿加熱通道120自上而下滾落的過 程中，在熱解反應區(qū)100中落到傾斜設置在一側側壁的第一個加熱板110上進行加熱，然后 向下滾落，落到與之相鄰的、設置在另一側側壁上的第二個加熱板110上，進而可以逐步地 對混合物料進行加熱，進而可以提高加熱板110對于混合物料的加熱效果。并且生成的熱解 氣以及熱解反應區(qū)下部電石反應區(qū)生成的電石尾氣自下而上地運動，從而可以對熱解產物 進行進一步加熱，從而能夠獲得具有一定溫度的含有半焦固體的熱解產物，同時可以獲得 含有熱解氣和焦油的尾氣。該熱解產物在電石反應區(qū)中發(fā)生電石反應，以便獲得電石產物。 由此，可以節(jié)省為了將熱解產物的溫度上升至能夠發(fā)生電石生成反應所需要燃燒的含碳物 料的量，進而可以避免含碳物料的浪費，同時能夠降低電石產物中的灰分，提高電石產物品 質。此外，該電石爐能夠首先利用熱解反應區(qū)100對含碳原料進行提質，從而降低了利用該 電石爐進行生產時對于含碳原料的要求，進而可以降低生產成本。例如，根據本實用新型的 實施例，利用上述電石爐進行電石制備時，可以采用粉狀中低階原煤和鈣基原料的混合物 料作為原料，中低階原煤和鈣基原料的質量比可以為(2~6): 1，其中，其中，中低階原煤中 固定碳含量為40~60%，鈣基原料中氧化鈣含量為50~95wt%。經過熱解反應區(qū)100處理的 熱解產物的溫度可以達到800~1000攝氏度，熱解產物在電石反應區(qū)200中發(fā)生電石生產反 應生成電石以及電石尾氣，電石反應的溫度可以為2000~2200攝氏度。總的來說，該電石爐 具有以下優(yōu)點：
[0041] 1、將熱解與氧熱法工藝相結合，在一套設備內實現(xiàn)電石生產，生產設備簡單，有利 于降低生產成本。
[0042] 2、采用粉狀原料替代塊狀原料，能夠大幅增加原料之間有效接觸面積，加快物料 之間傳熱、傳質速度，有利于電石反應進行。
[0043] 3、采用中低階粉煤替代焦炭或蘭炭，大幅降低原料成本，同時在熱解反應區(qū)獲得 高附加值的含有熱解氣以及焦油的尾氣，提高工藝經濟性。
[0044] 4、利用多個加熱板對混合物料進行逐步加熱，提高加熱效率。
[0045] 5、充分利用熱解固體產物和熱解氣、電石尾氣顯熱，提高工藝能量利用效率，同時 減少電石反應區(qū)含碳原料不完全燃燒量，有效提升氧熱法電石品質。
[0046] 為了方便理解，下面對利用本實用新型的電石爐制備電石的方法進行簡要說明。 根據本實用新型的實施例，參考圖5，該方法包括：
[0047] S100:熱解反應
[0048] 根據本實用新型的實施例，在該步驟中，將含有中低階原煤和鈣基原料的混合物 料通過物料入口供給至熱解反應區(qū)中，以便使得中低階原煤接觸加熱板并經過加熱通道發(fā) 生熱解反應，得到含有半焦固體的熱解產物以及含有熱解油的尾氣。根據本實用新型的實 施例，在該步驟中，熱解反應區(qū)中設置有多個加熱板，多個加熱板限定出加熱通道，混合物 料沿加熱通道自上而下滾落并與上述多個加熱板接觸，利用上述加熱板，能夠有效地對混 合物料進行加熱，使混合物料中的中低階原煤發(fā)生熱解反應。關于多個加熱板的種類以及 設置方式已經在前面進行了詳細的描述，在此不再贅述。上述含有熱解油的尾氣可以由尾 氣出口排出電石爐，以便通過后續(xù)冷卻分離處理，獲得含有一氧化碳、甲烷等可燃性氣體的 尾氣以及焦油，進而可以提高該電石爐的工業(yè)效益。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過采用中低階原煤作為 制備電石的碳基原料，該碳基原料在預處理單元中的熱解反應區(qū)發(fā)生熱解反應，得到半焦 固體以及高附加值的尾氣，然后該半焦固體再參與至后續(xù)的反應中，從而可以顯著降低原 料成本。
[0049] 根據本實用新型的實施例，中低階原煤為粉狀中低階原煤。由此，可以顯著增加中 低階原煤與鈣基原料之間的接觸面積，增強了原料之間傳熱、傳質等效應，不僅能夠提高熱 解反應的反應速率，還能夠促進后續(xù)電石反應的進行。經過熱解反應生成的熱解產物的溫 度為800~1000攝氏度。中低階原煤和鈣基原料混合物在電石爐上部的熱解反應區(qū)發(fā)生熱 解反應，能夠將原料溫度升高至800攝氏度左右，同時下部電石生產所產生的高溫電石尾氣 自下而上運動，能夠進一步加熱熱解產物，將其升溫至1000攝氏度左右。需要說明的是，在 該步驟中，混合物料中中低階原煤和鈣基原料的具體組成以及含量不受特別限制，例如，鈣 基原料可以是石灰、石灰石、熟石灰或者電石渣，也可以是上述物質的混合物。例如，根據本 實用新型的實施例，混合物料中中低階原煤和鈣基原料的質量比可以為(2~6): 1，其中，中 低階原煤中固定碳含量為40~60wt%丐基原料中氧化|丐含量為50~95wt%。由此，可以避 免含碳物料或者含鈣物料由于比例不恰當而造成的物料浪費以及反應不完全。
[0050] S200:電石反應
[0051] 根據本實用新型的實施例，在該步驟中，將含氧氣體通過含氧氣體入口供給至電 石反應區(qū)，使得熱解產物中的部分半焦固體在電石反應區(qū)發(fā)生不完全燃燒，以便使得半焦 固體的另一部分與鈣基原料發(fā)生電石反應，獲得電石。
[0052]具體地，在該步驟中，將含氧氣體通過含氧氣體入口供給至電石反應區(qū)，以便使得 熱解產物中的部分半焦固體發(fā)生不完全燃燒，放出熱量，將剩余熱解產物繼續(xù)加熱至能夠 發(fā)生電石反應的溫度，進而發(fā)生電石生產反應，獲得的電石產物由電石出口排出該電石爐。 根據本實用新型的實施例，電石反應的溫度可以為2000~2200攝氏度。需要說明的是，含氧 氣體的具體組成以及通入的量不受特別限制，本領域技術人員可以根據熱解產物的具體情 況，對含氧氣體的上述參數進行調節(jié)。只要通入電石反應區(qū)的含氧氣體能夠使一部分半焦 固體發(fā)生不完全燃燒，燃燒放出的熱量可以將剩余熱解產物加熱至2000~2200攝氏度即 可。例如，根據本實用新型的實施例，含氧氣體可以為純氧氣、富氧空氣、空氣或者前面獲得 的含有可燃性氣體的尾氣。此外，電石反應在生成電石的同時，也產生高溫電石尾氣。該高 溫電石尾氣在電石爐內自下而上運動，進而可以對剩余熱解產物進行進一步加熱，從而可 以節(jié)省燃燒的半焦固體的量，以便節(jié)省原料，同時減少灰分生成，提高電石質量。此外，電石 尾氣在向上運動的過程中還可以對位于熱解反應區(qū)的混合物料進行進一步加熱，最后由尾 氣出口排出該電石爐。由此，可以對電石尾氣中的顯熱進行充分地回收利用，并且電石尾氣 也可以經過后續(xù)處理，作為還原性氣體或者可燃性氣體用于其他化工過程。需要說明的是， 上述針對電石爐所描述的特征和優(yōu)點同樣適用于該制備電石的方法，此處不再贅述。
[0053]綜上所述，利用該電石爐制備電石的方法具有以下優(yōu)點：
[0054] 1、將熱解與氧熱法工藝相結合，在一套設備內實現(xiàn)電石生產，生產設備簡單，有利 于降低生產成本。
[0055] 2、采用粉狀原料替代塊狀原料，能夠大幅增加原料之間有效接觸面積，加快物料 之間傳熱、傳質速度，有利于電石反應進行。
[0056] 3、采用中低階粉煤替代焦炭或蘭炭，大幅降低原料成本，同時在熱解反應區(qū)獲得 高附加值的含有熱解氣以及焦油的尾氣，提高工藝經濟性。
[0057] 4、利用多個加熱板對混合物料進行逐步加熱，提高加熱效率。
[0058] 5、充分利用熱解固體產物和熱解氣、電石尾氣顯熱，提高工藝能量利用效率，同時 減少電石反應區(qū)含碳原料不完全燃燒量，有效提升氧熱法電石品質。
[0059]下面將結合實施例對本實用新型的方案進行解釋。本領域技術人員將會理解，下 面的實施例僅用于說明本實用新型，而不應視為限定本實用新型的范圍。實施例中未注明 具體技術或條件的，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。 所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產品。
[0060] 實施例1
[0061 ]在電石爐內設有15組電加熱板，加熱板相對于地面傾斜15度，加熱板最高工作溫 度為1000攝氏度。
[0062]碳基原料：以某中低階原煤為例，其主要性質見表1。
[0063] 表1碳基原料主要性質 [0064]
[0065]~?丐基原料:可為石灰、石灰石、熟石灰或電石渣之一或混合物，此實施例中入電石^ 爐鈣基物料為CaO含量92.4%的石灰。
[0066] 原料粒度:0.6mm。
[0067] 碳基原料與鈣基原料混合均勻后送入電石爐中，碳基原料:鈣基原料=4~6:1(質 量比），物料經由進料口進料后，落至爐內傾斜布置的加熱板上，加熱板表面溫度約為800攝 氏度，物料順著加熱板傾斜方向落至下層加熱板，在物料運行過程中，物料溫度快速升至 800攝氏度左右發(fā)生熱解反應，反應產出的粗煤氣和下部產出的電石尾氣，由上部尾氣出口 排出，經冷卻、凈化處理后，獲得高附加值的人造石油和人造天然氣，高溫氣體(高溫熱解氣 和電石尾氣)逆向穿過物料，能夠預熱和加熱物料，降低熱解能耗，高溫的固體物料下落至 電石生產段。經由熱解段產出的固體物料溫度達850攝氏度，在電石段通入純氧，部分含碳 物料不完全燃燒，將物料溫度升高至2000攝氏度左右，反應生成液態(tài)電石，熔融的電石從爐 底排出，冷卻后破碎。產品電石中含碳化鈣78.93%，發(fā)氣量293.8L/kg。
[0068] 在本說明書的描述中，參考術語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特 點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表 述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以 在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域 的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進 行結合和組合。
[0069] 盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是 示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍 內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1. 一種電石爐，其特征在于，包括： 自上而下的熱解反應區(qū)和電石反應區(qū)； 多個加熱板，所述多個加熱板設置在所述熱解反應區(qū)內，所述多個加熱板中的一部分 設置在所述電石爐的第一側壁上，所述多個加熱板中的另一部分設置在與所述第一側壁相 對的第二側壁上，所述加熱板由所述電石爐的側壁朝向所述電石爐內部水平延伸且朝向所 述電石爐底部傾斜布置，并且位于所述第一側壁上的所述加熱板與位于所述第二側壁上的 所述加熱板交錯分布且共同限定出適于對物料加熱的加熱通道，所述加熱通道的下端與所 述電石反應區(qū)連通； 物料入口，所述物料入口設在所述熱解反應區(qū)且位于所述加熱板的上方，所述加熱通 道的上端與所述物料入口連通； 含氧氣體入口，所述含氧氣體入口設在所述電石反應區(qū)； 尾氣出口，所述尾氣出口設在所述熱解反應區(qū)；以及 電石出口，所述電石出口設在所述電石反應區(qū)。2. 根據權利要求1所述的電石爐，其特征在于，所述加熱板的寬度為所述第一側壁或所 述第二側壁的寬度的50~90%。3. 根據權利要求1所述的電石爐，其特征在于，所述第一側壁上的加熱板平行布置。4. 根據權利要求1所述的電石爐，其特征在于，所述第二側壁上的加熱板平行布置。5. 根據權利要求1所述的電石爐，其特征在于，所述第一側壁上的加熱板在水平面上的 投影重合。6. 根據權利要求1所述的電石爐，其特征在于，所述第二側壁上的加熱板在水平面上的 投影重合。7. 根據權利要求1所述的電石爐，其特征在于，所述加熱板與水平面的夾角為5~60度。8. 根據權利要求1所述的電石爐，其特征在于，所述加熱板為電加熱板、燃氣加熱板或 燃油加熱板。
【文檔編號】C01B31/32GK205527776SQ201620255483
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月30日
【發(fā)明人】張順利, 趙小楠, 鄭倩倩, 路丙川, 劉維娜, 張佼陽, 吳道洪
【申請人】神霧環(huán)保技術股份有限公司