制備電石的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，具體地，涉及一種制備電石的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電石學(xué)名碳化鈣，無色晶體，是有機(jī)合成化學(xué)工業(yè)的基本原料之一，主要用于生產(chǎn)乙炔氣。乙炔氣可以制備多種化學(xué)產(chǎn)品，包括氯乙烯系列、醋酸乙烯系列和丙烯酸系列，我國(guó)70%以上的PVC(聚氯乙烯)生產(chǎn)源于電石乙炔，盡管電石工業(yè)的發(fā)展已有100多年的歷史，但其生產(chǎn)技術(shù)依舊比較落后，通過電石爐上端的入口或管道將混合好的塊狀爐料(即生石灰和蘭炭、焦炭)加入電爐內(nèi)，爐料被電爐內(nèi)經(jīng)過電極電弧和爐料電阻熱加熱至反應(yīng)溫度1800?2200攝氏度，發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)Ca0+3C = CaC2+C0-Q.，電石生產(chǎn)是吸熱反應(yīng)，必須供給大量的熱能，目前噸電石能耗高達(dá)3200kwh。還原劑焦炭屬于高污染生產(chǎn)，因此電石生產(chǎn)目前處于高能耗、高污染的境地。
[0003]因此，制備電石的方法有待改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種高效率、低成本、低能耗的制備電石的方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種制備電石的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用電石爐制備所述電石，其中，所述電石爐包括:爐體，所述爐體內(nèi)限定出電石生產(chǎn)空間；多個(gè)電極，所述多個(gè)電極從所述爐體的嵌入到所述電石生產(chǎn)空間中；多個(gè)噴槍，所述多個(gè)噴槍從所述爐體的頂壁和/或側(cè)壁嵌入到所述電石生產(chǎn)空間中，用于向所述電石生產(chǎn)空間中提供煤粉和氧氣，其中，制備電石的方法包括:(I)將碳基原料和鈣基原料進(jìn)行混合處理，以便得到爐料；(2)將所述爐料加入所述電石生產(chǎn)空間中；(3)利用所述多個(gè)電極對(duì)所述電石生產(chǎn)空間中的所述爐料進(jìn)行加熱，并利用所述多個(gè)噴槍向所述電石生產(chǎn)空間中供給煤粉和氧氣，所述煤粉的一部分與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)向所述電石生產(chǎn)空間提供熱量，所述煤粉的剩余部分作為部分所述碳基原料，以便獲得電石。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用本發(fā)明的方法生產(chǎn)電石，煤粉和氧氣燃燒產(chǎn)生熱量，有利于提高電石爐內(nèi)的溫度，對(duì)電極供熱進(jìn)行補(bǔ)充，從而，電石生產(chǎn)電耗低，此外，噴入的煤粉還可以與電石發(fā)生還原反應(yīng)，從而，蘭炭(焦炭)使用量下降，電石生產(chǎn)成本低。
[0007]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備電石的方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0008]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述碳基原料為蘭炭或焦炭，所述鈣基原料為石灰。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述碳基原料與所述鈣基原料的質(zhì)量比為(60-70):100ο
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述鈣基原料的粒度為4-45mm，所述碳基原料的粒度為5_25mm0
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，步驟(3)中進(jìn)一步包括:利用所述多個(gè)電極對(duì)所述電石生產(chǎn)空間中的所述爐料進(jìn)行加熱，以便得熔融物料；以及向所述電石生產(chǎn)空間中繼續(xù)加入所述爐料，并利用所述噴槍向所述電石生產(chǎn)空間中供給煤粉和氧氣，所述煤粉的一部分與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)向所述電石生產(chǎn)空間提供熱量，所述煤粉的剩余部分作為部分碳基原料，以便獲得電石。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述熔融物料出現(xiàn)電極穿井現(xiàn)象，開始向所述熔融物料中繼續(xù)加入所述爐料。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述煤粉與所述氧氣的比例為:1噸所述煤粉:(350-800)
立方米所述氧氣。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述噴槍中煤粉的載氣為凈化壓縮煙氣或C02。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述煤粉選自蘭炭、褐煤、長(zhǎng)焰煤、煙煤和無煙煤的至少之
O
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述煤粉的平均粒徑為不大于3mm。
[0017]本發(fā)明的附加方面和優(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，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0018]本發(fā)明的上述和/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:
[0019]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備電石的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(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，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0021]在本發(fā)明的描述中，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發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種制備電石的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用電石爐制備電石，其中，該電石爐包括:爐體、多個(gè)電極和多個(gè)噴槍，具體地，爐體內(nèi)限定出電石生產(chǎn)空間；多個(gè)電極從爐體嵌入到電石生產(chǎn)空間中；多個(gè)噴槍從爐體的頂壁和/或側(cè)壁嵌入到電石生產(chǎn)空間中，用于向所述電石生產(chǎn)空間中提供煤粉和氧氣，其中，制備電石的方法包括:(I)將碳基原料和鈣基原料進(jìn)行混合處理，以便得到爐料；(2)將爐料加入電石生產(chǎn)空間中；(3)利用多個(gè)電極對(duì)電石生產(chǎn)空間中的爐料進(jìn)行加熱，并利用多個(gè)噴槍向電石生產(chǎn)空間中供給煤粉和氧氣，該煤粉的一部分與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)向電石生產(chǎn)空間提供熱量，該煤粉的剩余部分作為部分碳基原料，獲得電石。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明的電石爐通過在電石爐爐體的頂壁和側(cè)壁的電極之間合理設(shè)置噴槍，向爐內(nèi)噴吹氧氣和煤粉，氧氣和煤粉燃燒釋放熱量，熱量可以傳遞到爐內(nèi)周邊有很多電弧不能作用或者作用效果非常差的地方，電石爐內(nèi)熱量分布均勻，可以部分取代電極供熱，利用該電石爐生產(chǎn)電石，生產(chǎn)電耗低。同時(shí)，煤粉中的未燃燒的炭與氧化鈣反應(yīng)生成電石，降低了常用的價(jià)格較高的電石生產(chǎn)原料蘭炭(焦炭)的用量，由此，利用本發(fā)明的方法可以低成本、高效地生產(chǎn)電石。
[0024]下面參考附圖1，詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備電石的方法，具體方法如下:
[0025]SlOO:碳基原料和鈣基原料進(jìn)行混合處理得到爐料
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，將碳基原料和鈣基原料進(jìn)行混合處理，以便得到爐料。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，碳基顆粒和鈣基顆粒的種類和特性并不受特別限制，可以根據(jù)生產(chǎn)需要選擇不同的碳基原料和鈣基原料，并根據(jù)需要對(duì)碳基原料和鈣基原料進(jìn)行粉碎處理，控制爐料的粒徑。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，碳基原料為蘭炭或焦炭，也可以是二者的混合物。由此，碳基原料的還原性高，易于與鈣基原料反應(yīng)生成電石。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，鈣基原料為石灰。由此，石灰的來源廣泛，價(jià)格低廉，并且易于與碳基原料反應(yīng)生成電石。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，碳基原料和鈣基原料的粒度大小并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，鈣基原料的粒度為4-45mm，碳基原料的粒度為5_25mm。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)粒徑越小越有助于增加兩種原料的接觸點(diǎn)數(shù)，提高原料的反應(yīng)活性，從而降低電石冶煉溫度，縮短電石冶煉的時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，通過選取鈣基原料的粒度為4-45mm，碳基原料的粒度為5_25mm，可以將冶煉處理的由傳統(tǒng)的40_60min降低到35-40min，能源消化顯著下降，生產(chǎn)效率顯著提高。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的具體示例，碳基原料和鈣基原料的混合配比并不受特別限制。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，加熱過程中，鈣基原料如生石灰可以與碳基原料中的硫以及硅和鋁反應(yīng)，因此通過適當(dāng)提高鈣基原料的用量可以顯著提高電石冶煉原料的質(zhì)量。由此，通過大量實(shí)驗(yàn)摸索，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)將碳基原料和鈣基原料按照質(zhì)量比為￠0-70):100進(jìn)行混合處理，可以顯著提高冶煉處理后制備得到的電石的產(chǎn)率和質(zhì)量，同時(shí)還可避免配比不合適導(dǎo)致反應(yīng)不完全，部分原料的浪費(fèi)，節(jié)約生產(chǎn)成本。
[0031]S200:將爐料加入電石生產(chǎn)空間中
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，將爐料加入電石生產(chǎn)空間中。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，利用管道持續(xù)實(shí)現(xiàn)電石生產(chǎn)空間中添加爐料。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，爐料可以根據(jù)電石生產(chǎn)的反應(yīng)進(jìn)程分批加入，例如，先加入一批爐料，利用電極進(jìn)行加熱，待爐料呈熔融態(tài)，再繼續(xù)向加入爐料，并利用噴槍向電石生產(chǎn)空間中供給煤粉和氧氣，以便使煤粉和氧氣燃燒產(chǎn)生熱量向電石生產(chǎn)空間供熱，提高電石生產(chǎn)效率。
[0034]S300:利用電極對(duì)爐料加熱，并利用噴槍供給煤粉和氧氣，燃燒供熱，獲得電石。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，利用多個(gè)電極對(duì)電石生產(chǎn)空間中的爐料進(jìn)行加熱，并利用多個(gè)噴槍向電石生產(chǎn)空間中供給煤粉和氧氣，該煤粉的一部分與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)向電石生產(chǎn)空間提供熱量，該煤粉的剩余部分作為部分碳基原料，獲得電石。由此，利用電極和噴槍雙重加入模式對(duì)電石生產(chǎn)空間中的爐料進(jìn)行加熱，加熱效率高，生產(chǎn)率顯著提高。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本方法采用的電石爐通過在電石爐爐體的頂壁和側(cè)壁的電極之間合理設(shè)置噴槍，向爐內(nèi)噴吹氧氣和煤粉，氧氣和煤粉燃燒釋放熱量，熱量可以傳遞到爐內(nèi)周邊有很多電弧不能作用或者作用效果非常差的地方，電石爐內(nèi)熱量分布均勻，對(duì)爐料的加熱效果好，反應(yīng)效率高，并且，煤粉燃燒可以部分取代電能供熱，利用該電石爐生產(chǎn)電石，生產(chǎn)電耗低。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，煤粉中的未燃燒的煤粉充當(dāng)部分碳基原料，與氧化鈣反應(yīng)生成電石，降低了常用的