[发明专利]一种生产电石的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电石生产技术领域，尤其涉及一种可提高电石生产效率的系统及方法。

背景技术

电石是一种重要的化工原料，目前，工业上生产电石的方法主要是电热法。其先把符合电石生产需求的石灰和焦碳按规定的配比进行配料，然后用斗式提升机将炉料送至电石炉炉顶料仓，经过料管向电炉内加料，炉料在电炉内经过电极电弧垫和炉料的电阻热反应生成电石，电石定时出炉，放至电石锅内，经冷却后，破碎成一定规格要求的粒度，即得到成品电石。

在电石的生产过程中，原料中的杂质对生产影响严重。原料中的杂质主要包括氧化镁、氧化硅、氧化铁、氧化铝等，当炉料在电炉内反应生成碳化钙的同时，各种杂质也进行反应。

各种杂质的反应不仅消耗电能和碳材，而且影响操作，破坏炉底，特别是氧化镁在熔融区迅速还原成金属镁，而使熔融区成为一个强烈的高温还原区，镁蒸气从这个炽热的区域大量逸出时，其中一部分镁与一氧化碳立即起反应，生成氧化镁放出强热形成高温，局部硬壳遭到破坏，使带有杂质的液态电石侵蚀炉底。

电石生产过程中，生成的镁降温后与氧反应时，放出大量的热，使料面结块阻碍炉气排出，并产生支路电流。还破坏局部炉壳，甚至使熔灺遭到破坏，堵塞电石流出口。实践证明，石灰中氧化镁含量每增加1％，则功率发气量将下降10～15L/kW·h。还有部分氧化镁在熔融区与氮反应，生成的氮化镁(Mg₃N₂)，使电石发粘，造成出炉困难，影响正常生产。更有甚者，可能会有塌料现象的发生。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种生产电石的系统及方法，将传统电石炉的尾气出口改为排气管，排气管设置在电石炉的侧壁上，同时设置吸附装置吸附收集氧化镁，可有效提高生产效率，降低成本。

本发明提供一种生产电石的系统，包括混合装置、电石炉、烟道和吸附装置；

所述混合装置包括干兰炭入口、石灰入口和混合料出口；

所述电石炉包括炉体、进料管和排气管；所述炉体的内腔包括热层区，所述电石炉工作时，所述热层区的温度为1400～1600℃；所述进料管由所述炉体的顶部深入到所述炉体的内腔；所述排气管位于所述热层区，所述排气管穿过所述炉体的侧壁与外部连通；所述排气管包括挡板，所述挡板倾斜的固定在所述排气管的进气口管壁上；

所述烟道包括尾气进口和烟气出口；所述吸附装置包括烟气入口；

所述混合装置的混合料出口连接所述电石炉的进料管，所述电石炉的排气管的出气口连接所述烟道的尾气进口，所述烟道的烟气出口连接所述吸附装置的烟气入口。

进一步的，本发明的系统还包括干燥装置，所述干燥装置包括兰炭入口和干兰炭出口，所述干燥装置的干兰炭出口连接所述混合装置的干兰炭入口。

作为本发明优选的方案，所述吸附装置还包括高温气体出口，所述干燥装置包括高温气体入口，所述吸附装置的高温气体出口连接所述干燥装置的高温气体入口。

进一步的，所述系统还包括焙烧装置，所述焙烧装置包括石灰石入口和石灰出口，所述焙烧装置的石灰出口连接所述混合装置的石灰入口。

优选的，所述排气管的挡板与水平方向的夹角为30～60°。这样设置，使得出料管下部料层形成局部空腔，有利于电石炉尾气汇集到空腔内，从出气管排出炉外。

将热层区的温度控制在1400～1600℃以保证电石炉尾气排出温度1400～1600℃，使得气体中的镁蒸气与富含CO的电石炉尾气一起排出炉外，避免因镁蒸气在炉内与CO反应(Mg+CO＝MgO+C)而放出大量热，使料面结块，阻碍炉气排出，而发生塌料等。

含有镁蒸气的电石炉尾气排出炉外后，温度迅速下降，当尾气温度降至1200℃以下，发生反应：Mg+CO＝MgO+C，尾气通过吸附装置后，可产出高价值的氧化镁，剩余的约1000～1200℃的高温尾气通入兰炭烘干装置，作为兰炭烘干热源，充分利用高温电石炉尾气显热，提高系统能效。

另一方面，本发明提供一种利用上述系统生产电石的方法，包括以下步骤：

A、将石灰和干兰炭进行混合，获得混合料，石灰和干兰炭的质量比为0.8～1.1:0.5～0.7；

B、将所述混合料送入电石炉，加热至2100～2300℃，生成电石和含镁蒸气的尾气；

C、将所述含镁蒸气的尾气通过排气管排出所述电石炉，然后通过烟道冷却，当冷却到1200℃以下时，发生氧化反应，生成含氧化镁的烟气；

D、将所述烟气送入吸附装置，吸附收集氧化镁，排出剩余的高温气体。