本發(fā)明提供一種石灰碳球團(tuán)原位反應(yīng)生產(chǎn)乙炔工藝，涉及煤化工領(lǐng)域。

2.

背景技術(shù)：

目前乙炔主要是通過電石法大規(guī)模生產(chǎn)，是有機(jī)合成工業(yè)的重要原料。電石是以生石灰和碳素為原料，在電石爐中經(jīng)過復(fù)雜的物理化學(xué)變化而生成的。作為一種新型碳素材料，半焦是以高揮發(fā)分的弱粘結(jié)或不粘結(jié)性煤為原料，經(jīng)中、低溫干餾炭化除去煤中焦油物質(zhì)和大部分揮發(fā)分后的固體產(chǎn)品以其固定炭高、電阻率高含灰份低、硫含量低、磷含量低的特性和低廉的價格，正逐步被推廣應(yīng)用于電石、鐵合金等產(chǎn)品的生產(chǎn)，以替代價格昂貴的冶金焦，半焦作為冶金行業(yè)重要原材料。

盡管國內(nèi)外電石生產(chǎn)工藝有電熱法、旋轉(zhuǎn)電弧爐法、氧熱法、電熱-氧熱耦合法、等離子體法、催化法等，但傳統(tǒng)的電爐加熱法仍然是當(dāng)前最為成熟的電石生產(chǎn)方法。其主要生產(chǎn)過程如下：塊狀的生石灰和焦炭首先通過配料后由電爐上端的入口或管道加入電爐內(nèi)逐層升溫，生石灰塊在反應(yīng)層內(nèi)熔化成流體；在電極端部周圍的大約1600℃-1700℃的高溫區(qū)，具有較大活性的熔融態(tài)生石灰和焦炭塊開始相互作用，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成電石和富含CO的尾氣；電石從電石爐底部排出，電石爐頂部排除富含CO的尾氣發(fā)電或作為化工原料；電石水解生產(chǎn)乙炔，副產(chǎn)石灰漿沉降作為工業(yè)廢渣亟待循環(huán)利用。電石生產(chǎn)過程中電石爐的尾氣主要成分是CO，其處理方式有待解決。由于塊狀焦炭和CaO(5-30mm)之間的接觸面積小，固-固反應(yīng)受傳遞過程的嚴(yán)重限制，反應(yīng)過程需要經(jīng)過生石灰熔融態(tài)和在焦炭塊中滲入發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得工業(yè)反應(yīng)需在高溫下進(jìn)行(2000-2200℃)，反應(yīng)時間長(1-2h)，單爐產(chǎn)能低(70kt/a)，每噸電石(純度80％)的能耗高達(dá)3250kW·h，熱效率僅為50％，工藝亟待改進(jìn)。

目前的電爐加熱法工藝過程中生石灰和焦炭添加過程繁瑣、復(fù)雜，且在石灰石和半焦炭在整個生產(chǎn)和使用過程中，始終伴隨著固體破碎、固體篩分和固體運輸?shù)裙ば?，這些工序均會產(chǎn)生大量小于6mm的粉狀生石灰半焦或焦炭，亟待利用。

另外由于優(yōu)質(zhì)石灰石資源較為緊張，開采對山體環(huán)境破壞嚴(yán)重，各地對石灰石開采量控制越來越嚴(yán)，成為國內(nèi)生石灰生產(chǎn)的瓶頸，亟待提高石灰石的循環(huán)利用率。

因此急需開發(fā)能夠利用生石灰粉和焦粉生產(chǎn)電石和乙炔的新工藝，提高石灰石的循環(huán)利用率，降低反應(yīng)溫度，加快反應(yīng)速度，降低生產(chǎn)能耗和成本，提高電石爐的處理能力，消除二次污染。

3.

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有電爐加熱法生產(chǎn)乙炔的不足而發(fā)明的一種石灰碳球團(tuán)原位反應(yīng)生產(chǎn)乙炔工藝，既解決了生石灰粉和焦粉的再利用難題，又降低反應(yīng)溫度、加快反應(yīng)速度、降低生產(chǎn)能耗和成本、提高了電石爐的處理能力，還實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)石灰石資源的循環(huán)利用、消除了固廢污染和合理利用電石尾氣。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

本發(fā)明的目的是通過將生石灰粉和焦粉通過粘合劑擠壓成球團(tuán)，生石灰和碳粉原位熔融反應(yīng)，石灰乳渣生產(chǎn)生石灰粉循環(huán)利用，降低生產(chǎn)能耗和成本，提高電石爐處理能力，簡化工藝過程。其特征是將粉碎到1mm以下的生石灰粉和焦粉與粘合劑在密閉干燥條件下混合均勻，體積比為1:17～30：0.2～1.5；通過壓力成型機(jī)擠壓生產(chǎn)石灰碳球團(tuán)；石灰碳球團(tuán)提升從電石爐頂部加入，逐層升溫，最后在反應(yīng)層和電極端部周圍大約1500℃～1650℃的高溫區(qū)，具有較大活性的熔融態(tài)生石灰和焦炭開始相互作用，原位發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成熔融狀的電石和富含CO的尾氣；熔融狀的電石從電石爐底部排出、冷卻破碎，富含CO的尾氣向上逆流換熱后從電石爐頂部排出作為煅燒燃料，剩余部分作為化工原料或發(fā)電；電石水解生產(chǎn)乙炔，副產(chǎn)石灰漿除雜后脫水、干燥和煅燒生成生石灰粉循環(huán)使用，干燥和煅燒產(chǎn)生的水汽冷卻作為水解水回用。

其中，石灰漿脫水采用常規(guī)工藝，干燥后的石灰漿煅燒采用流化床煅燒或旋轉(zhuǎn)窯煅燒。

本發(fā)明將實施例來詳細(xì)敘述本發(fā)明的特點。

4.附圖說明

附圖1為本發(fā)明的工藝示意圖。

附圖1的圖面說明如下：

1、攪拌混合器 2、提升機(jī) 3、電石爐 4、水解器 5、除雜器 6、干燥器 7、煅燒器 8、分離器 9、燃?xì)馊肟凇?0、冷卻器 11、尾氣外排口 12、粘合劑加入口 13、焦炭粉加入口 14、生石灰粉補充口 15生石灰粉加入口 16、脫水器 17、壓力成型機(jī) 18、電極 19、電石冷卻破碎機(jī) 20、乙炔出口 21、出渣口

下面結(jié)合附圖和實施例來詳述本發(fā)明的工藝特點。

5.具體實施方式

實施例1，將粘合劑、焦炭粉和循環(huán)回的生石灰粉以及補充的生石灰粉按照體積比為1:17～30：0.2～1.5，分別從粘合劑加入口(12)、焦炭粉加入口(13)、生石灰粉補充口(14)、生石灰粉加入口(15)加入到密閉干燥的攪拌混合器(1)中混合均勻；混合料通過壓力成型機(jī)(17)擠壓生產(chǎn)石灰碳球團(tuán)；石灰碳球團(tuán)通過提升機(jī)(2)提升到電石爐(3)的頂部加入，逐層升溫，最后在反應(yīng)層和電極(18)端部周圍大約1500℃～1650℃的高溫區(qū)，具有較大活性的熔融態(tài)生石灰和焦炭開始相互作用；由于生石灰和焦炭能夠緊密接觸，減少滲入時間、原位發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)速度就會大大加快，反應(yīng)溫度降低，從而降低電石生產(chǎn)能耗、提高電石爐處理能力，生成熔融狀的電石和富含CO的尾氣；熔融狀的電石從電石爐(3)底部排出、通過電石冷卻破碎機(jī)(19)冷卻破碎，富含CO的尾氣向上逆流換熱后從電石爐(3)頂部的尾氣外排口(11)排出部分作為煅燒燃料從煅燒器(7)的燃?xì)馊肟?9)加入燃燒為煅燒提供熱量，剩余部分作為化工原料或發(fā)電；破碎后電石通過水解器(4)水解生產(chǎn)乙炔，乙炔從乙炔出口(20)排出，副產(chǎn)石灰漿經(jīng)除雜器(5)的出渣口(21)除渣后，利用脫水器(16)脫水、煅燒煙氣通過干燥器(6)余熱干燥，然后利用煅燒器(7)煅燒生成生石灰粉循環(huán)使用，煅燒煙氣通過分離器回收生石灰粉后去干燥器(6)；干燥和煅燒產(chǎn)生的煙氣中水汽通過冷卻器(10)冷卻作為水解水回用。

石灰漿煅燒器(7)采用流化床煅燒器或旋轉(zhuǎn)窯煅燒器。

本發(fā)明所提供的石灰碳球團(tuán)原位反應(yīng)生產(chǎn)乙炔工藝，既合理利用尾氣熱能逆流熱解和預(yù)熱石灰碳球團(tuán)，生石灰和焦炭提前開始發(fā)生反應(yīng)，擴(kuò)大了反應(yīng)層；又通過原位接觸反應(yīng)降低反應(yīng)溫度、加快反應(yīng)速度、降低生產(chǎn)能耗、提高了電石爐的處理能力；同時以生石灰粉和焦粉為原料，擴(kuò)大了電石原料的來源，降低了生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)石灰石資源的循環(huán)利用，避免了電石渣的固廢污染；還利用電石尾氣煅燒石灰漿生產(chǎn)生石灰粉，實現(xiàn)了資源系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)利用；最后通過干燥和煅燒產(chǎn)生的水汽通過冷卻作為水解水回用，降低了電石的耗水量，真正實現(xiàn)了節(jié)電、節(jié)水、節(jié)約資源和清潔綠色生產(chǎn)。