[发明专利]一种绿色低碳的电石合成工艺

说明书

本发明公开了一种绿色低碳的电石合成工艺，本发明工艺直接采用石灰石、方解石等作为合成电石的钙源，将石灰石煅烧和合成电石过程耦合在一个反应炉内，省去了传统电石生产工艺中石灰窑煅烧石灰石的过程；同时在此过程中CaCO₃分解生成的CO₂、CaO又可分别作为碳的气化剂、催化剂，将生成的部分CO₂实时就地的转化为CO；利用高温区产生的高温CO气体依次与中温段、高温除碳过程换热，实现了高温尾气余热的回收利用，提高整体热效率；利用中温阶段的气体与高温固相产物进行反应，不仅回收利用了气固相物料的显热，而且又将气体中的CO₂与高温固相产物中未反应的碳转化为高附加值产品CO。

技术领域

本发明属于电石生产技术领域，具体涉及一种绿色低碳的电石合成工艺。

背景技术

中国是贫油富煤的国家，煤炭是我国重要的基础能源和工业原料，电石作为煤炭清洁化的一个主要中间产品，是有机合成化学工业的基本原料，广泛应用于合成苯、橡胶、聚氯乙烯、聚乙炔等有机化工产品，也可以用于焊接及切断金属(氧炔焰)。

在工业中电石生产一直采用电热法，首先将石灰石(基本成份为CaCO₃)在石灰窑中850～1000℃煅烧成生石灰(CaO质量含量>92％)，然后再将冷却后的生石灰破碎筛分后与一定粒度的焦炭(C)投入2200℃的高温电石炉内反应生成电石。在煅烧过程中除生成生石灰外，还排放大量废窑气(CO₂的体积含量在31-38％之间，其余为N₂、O₂和少量硫化物)，此外，电石反应过程中还会产生大量的富含一氧化碳和二氧化碳的高温炉气(全密闭电石炉炉气组成：CO：70-95％，CO₂：2-5％，其余为N₂、O₂、H₂、CH₄等)，这使得整个电石生产工艺过程成为一个碳排放量极大的过程。据初步估算，以一台20000千伏安的密闭电弧炉为例，石灰石为原料，每生产1吨电石，整个工艺二氧化碳量约在900公斤左右。这种“高污染、高能耗、高排放”的电石生产技术，显然不符合节能减排和可持续发展的要求。因此，如何降低电石生产行业的碳排放是亟待解决的问题。

中国专利201610020462.9、201711406332.X和201721825097.5提出了一种利用微波能制取固态电石的方法，该方法中提出利用微波能合成固态电石，使用该方法不仅降低了反应温度、缩短固态电石生成反应时间，而且可明显节能降耗，但专利中关于电石合成工艺过程中如何有效降低碳排放并没有提出有效的技术手段。

发明内容

本发明的目的是，提供一种绿色低碳的电石合成工艺，主要解决现有技术中电石合成过程中存在的高二氧化碳排放的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明提出的一种绿色低碳的电石合成工艺，主要思路是：以CaCO₃和碳为原料直接投入高温电石反应炉中，利用CaCO₃分解生成的CaO为催化剂，催化碳与CO₂的气化反应生成高附加值的CO(C+CO₂＝CO)，然后再以CaO和碳原料反应生成电石；利用反应中气相和固相的显热促进未反应的碳和二氧化碳反应，将过程中排放的CO₂转化为CO。

一种绿色低碳的电石合成工艺，包括如下反应步骤：

步骤1，电石原料制备：将碳源材料和钙源材料的超细粉混合物，通过湿法造粒或压制成型，得到一定大小的电石原料团；所述碳源材料的主要成分为CaCO₃；

步骤2，电石原料团干燥：制得的电石原料团通过换热器与来自高温除碳阶段的尾气进行换热干燥；