[发明专利]氧热法制备电石联产一氧化碳的装置及方法

说明书

本发明提供一种氧热法制备电石联产一氧化碳的装置及方法。装置包括反应炉本体、电石原料输送模块、燃料输送模块、供气模块、混合模块、一氧化碳收集模块及电石收集模块；反应炉本体自上而下包括相互连通的预热区、反应区及补热保温区；电石原料输送模块与预热区相连接；混合模块与燃料输送模块、供气模块及反应区相连接；一氧化碳收集模块与预热区相连接；电石收集模块与补热保温区相连接。本发明将电石原料自反应炉上部而燃料及氧气由反应炉中部输送至反应炉内，在炉内形成高温，下行物料经过高温区迅速被加热以熔融状态沉降至熔池，形成电石，而通过下部的补热保温区可保证电石的生成温度，确保电石的品质，且在制备电石的同时联产一氧化碳。

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，涉及一种生产电石的装置及方法，特别是涉及一种氧热法制备电石联产一氧化碳的装置及方法。

背景技术

碳化钙俗称电石(CaC₂)，被誉为有机合成之母，目前主要用于生产氯乙烯基、醋酸乙烯基和丙烯酸基等系列产品，例如我国70％左右的聚氯乙稀(PVC)生产源于电石乙炔。近年来，石油价格的高涨刺激了电石工业的发展，我国电石产量由2002年的425万吨增加到2016年的2588万吨。

传统的电石生产采用固定床.电弧法，利用电弧产生的高温将固定床(也称移动床或电炉)中的块状氧化钙和块状焦炭加热至2000℃以上，停留一定时间而生成熔融态电石。生产过程中氧化钙和焦炭的混合物由电炉上端加入，二者反应生成的一氧化碳(CO)通过块状物料缝隙从炉体上部排出，熔融的产物由炉底排出，经冷却、破碎后得到成品电石。电弧法采用高品位的电能加热，能耗很高。据报道我国生产1吨电石的平均电耗高达3250kW.h。这其中，60％左右用于原料加热和反应，40％左右被高温电石炉气(包括CO)放空带走。除此以外，电炉结构复杂、难以放大、电极消耗量大，导致投入和运行成本很高。

为解决电石生产“高投入、高能耗、高污染”的问题，国内外已经开始展开利用氧热法制备电石的研究。目前利用氧热法合成电石的工艺大多是块状原料混合进料，利用燃料(包括固体燃料、液体燃料或气体燃料)燃烧提供热量。氧热法合成电石可以显著降低能耗，具有积极的能源战略意义。

新型高炉氧热法制备电石是利用高炉炼铁的原理，将物料制成一定的形状由发生炉上部进入，燃料、氧气由发生炉的中部进入，形成高温落入下面的熔池中形成电石；形成的二氧化碳(或合成气)上行遇到物料中的碳还原成一氧化碳，同时将温度传给物料，后经净化后收集利用。但是电石的生成需要稳定高温，在反应炉的下部形成稳定的熔池，让氧化钙与碳充分混合完成反应产生电石。而现有的电石生产装置中，下部熔池温度不稳定，容易导致电石不能顺利流出。其次，现有的电石生产装置产生的一氧化碳较少，通常难以单独回收作为化工原料，而将一氧化碳重新作为燃料气体输送回反应炉中燃烧不仅会导致反应炉结构复杂，而且容易导致杂质增多，导致电石品质下降。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种氧热法制备电石联产一氧化碳的装置及方法，用于解决现有技术中反应炉下部熔池的高温环境不稳定，无法顺利排出电石，以及现有的装置及方法制备的一氧化碳副产物比较少，难以单独回收利用等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种氧热法制备电石联产一氧化碳的装置，所述装置包括反应炉本体、电石原料输送模块、燃料输送模块、供气模块、混合模块、一氧化碳收集模块及电石收集模块；所述反应炉本体自上而下包括相互连通的预热区、反应区及补热保温区；所述电石原料输送模块与所述预热区相连接；所述混合模块与所述燃料输送模块、供气模块及反应区相连接，用于将所述燃料输送模块输送的燃料和所述供气模块供应的气体混合后输送至所述反应区；所述一氧化碳收集模块与所述预热区相连接；所述电石收集模块与所述补热保温区相连接。