一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉制造技术

一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉，包括炉体，电石炉炉体上部依次设置布料筒、原料锁、调速给料机、料斗和料仓，炉体煅烧区设置有若干氧气喷嘴Ⅱ和无焰燃烧器，炉体反应区设置有若干氧气喷嘴Ⅰ，炉体下部设置有电石出口和重质电石出口，旋风除尘器通过管道与集气室相连，旋风除尘器、洗涤热回收装置、气液分离装置、甲烷精馏装置通过管道依次相连。本发明专利技术将常温物料进料、干燥、热解、煅烧、反应、熔融、出料等工序集为一体，合理利用温度梯度完成各项反应，实现能量利用的最大化，该设备总体能量利用率可达55%以上，碳排放可减少30%，极大地提高能源利用率。极大地提高能源利用率。极大地提高能源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉


[0001]本专利技术涉及电石生产设备领域，具体涉及一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉。

技术介绍

[0002]电石又称为碳化钙，是有机合成化学工业的基本原料，其下游应用涉及到工业、农业、医药、钢铁等领域。目前电石生产工艺依然主要采用电弧法，即焦炭与氧化钙按一定比例混合后，采用电弧营造2000℃以上的高温环境，完成反应3C+CaO
→
CaC2+CO
↑‑
Q。虽然技术比较成熟，但缺点也较为明显，一是电弧法电石生产工艺需要提前制备好焦炭、烧制石灰以满足原料需求，消耗大量电能营造2000℃以上的高温环境，因此，能耗较高，能源利用率低；其次，电弧法在电石炉密封顶盖需要用水冷却，一旦发生泄露，水遇电石在常温即会反应生成乙炔，进而引发爆炸，因此运行稳定性和安全性较差。
[0003]为解决上述电弧法制备电石存在的缺陷，氧热法开始进入电石领域的视野。所谓氧热法，是指在电石反应区通入一定量的氧气，同时提高焦炭的比例，使一部分焦炭燃烧释放热量供电石反应吸热使用。现有氧热法制电石已公开的技术中，大多数以烧制后的生石灰和焦炭作为原料，这些原料首先需要从常温加至2000℃，需要消耗大量的热量，势必需要燃烧更多的焦炭，给产品电石中带入更多的煤灰，造成产品电石纯度降低。为了提高电石纯度，弥补这些热量，一些技术采用电加热、或天然气燃烧的方法加以补充。采用这种方法，也会在一定程度上增加氧热法生产电石的成本。一些氧热法制电石的设备，通常将各环节区分开来，设置2
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3个反应器，结构复杂。
[0004]申请人山西诺凯化工技术有限公司公开了加压移动床氧热法电石煤气一体化生产设备，公布号CN111874908A。该专利中采用兰炭、石灰作为原料，通过向炉内喷入氧气与兰炭发生反应释放热量并制备电石，但该方法仅适用于焦炭或兰碳和CaO作为原料，仍需要炼焦和烧制石灰的过程。炼焦和烧制石灰均需要在较高的温度完成，降温后在电石生产的过程中重新加热，造成大量的能量浪费。但仅以电石反应和焦炭燃烧产生的高温CO作为热载体，其包含的热量无法满足原煤中水分蒸发、挥发分析出和原石灰石矿CaCO3烧制CaO所需要的热量。

技术实现思路

[0005]为解决现有氧热法技术制电石以焦炭、生石灰作为原料，产生较大能源浪费的现状，而以原煤和钙基化合物作为原料的设备结构复杂、需以天然气或电作为能量补充，成本较低的弊端，本专利技术的目的在于提供一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉，包括料仓1、料斗2、调速给料机3、原料锁4、布料筒5、炉体6、无焰燃烧器7、供氧管8、氧气喷嘴Ⅰ9、电石出口10、重质电石出口11、鼓风机12、集气室13、旋风除尘器14、洗涤热回收装置15、气液分离装置16、甲烷精馏装置17、氧气喷嘴Ⅱ18。
[0007]所述电石炉炉体6上部依次设置布料筒5、原料锁4、调速给料机3、料斗2和料仓1，所述布料筒5为圆柱形筒体结构，其表面均匀布有小孔，孔径小于物料最小粒径，所述炉体6煅烧区设置有若干氧气喷嘴Ⅱ18和无焰燃烧器7，所述炉体6反应区设置有若干氧气喷嘴Ⅰ9，所述炉体6下部设置有电石出口10和重质电石出口11。
[0008]所述旋风除尘器14通过管道与集气室13相连，所述旋风除尘器14、洗涤热回收装置15、气液分离装置16、甲烷精馏装置17通过管道依次相连；所述鼓风机12一端与甲烷精馏装置17相连，一端与无焰燃烧器7相连，所述供氧管8位于无焰燃烧器7入口前部。
[0009]和现有专利相比，本专利技术具有以下优点。
[0010]1.本专利技术一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉采用原煤和石灰石原矿作为制备原料，将常温原煤的干燥、热解制焦、焦炭加热，常温石灰石原矿的干燥、石灰烧制、生石灰加热，及焦炭和生石灰反应生成电石的过程集为一体，合理利用温度梯度完成各项反应，实现能量利用的最大化，极大地提高能源利用率。
[0011]2.本专利技术一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉将炉气中甲烷分离后，配以一定量的氧气，通过无焰燃烧的方式，在消耗氧气的同时，提供热量；在煅烧区（800℃左右）喷入氧气，使炉内原有的CO与氧气燃烧释放热量；这些添加的热量可弥补炉内反应所需的热量。
附图说明
[0012]图1为本专利技术一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉的系统示意图。
[0013]图2为本专利技术一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉氧气喷嘴Ⅱ安装布置图。
[0014]图3为本专利技术一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉氧气喷嘴Ⅱ结构图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“前面”、“后面”、“中间部位”、“内部”、“顶端”、“底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0017]如图1图2图3所示，本专利技术提供一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉，
包括料仓1、料斗2、调速给料机3、原料锁4、布料筒5、炉体6、无焰燃烧器7、供氧管8、氧气喷嘴Ⅰ9、电石出口10、重质电石出口11、鼓风机12、集气室13、旋风除尘器14、洗涤热回收装置15、气液分离装置16、甲烷精馏装置17、氧气喷嘴Ⅱ18。
[0018]所述电石炉炉体6上部依次设置布料筒5、原料锁4、调速给料机3、料斗2和料仓1，所述料仓1内盛装有混合均匀的、符合粒径要求的原煤和石灰石物料，物料通过料斗2和调速给料机3进入原料锁4内，原料锁4保证电石炉内压力不因进料而发生剧烈波动，物料进一步通过布料筒5进入电石炉内。
[0019]本实施例中为便于描述，将电石炉炉体5根据炉内温度不同划分为干燥区、干馏区、煅烧区、加热区、反应区五个区域。干燥区为炉体5上部，处于布料筒5下方，干燥区温度为50
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200℃，该区域中将原煤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉，包括炉体（6），所述电石炉炉体（6）上部依次设置布料筒（5）、原料锁（4）、调速给料机（3）、料斗（2）和料仓（1），所述炉体（6）反应区设置有若干氧气喷嘴Ⅰ（9），所述炉体（6）下部设置有电石出口（10）和重质电石出口（11），旋风除尘器（14）通过管道与集气室（13）相连，旋风除尘器（14）、洗涤热回收装置（15）、气液分离装置（16）、甲烷精馏装置（17）通过管道依次相连，其特征在于炉体（6）煅烧区设置有若干氧气喷嘴Ⅱ（18）和若干无焰燃烧器（7）。2.根据权利要求1所述的一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉，其特征在于所述炉体（6）煅烧区500
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800℃温度范围内设置有8个氧气喷嘴Ⅱ（18），氧气喷嘴Ⅱ（18）等间距分布，氧气喷嘴Ⅱ（18）水平方向各设置一排喷氧孔，在其水平方向向上和向下20
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各设置两排喷氧孔。3.根据权利要求1所述的一种原煤与石灰石原矿一步法制备电石的电石炉，其特征在于所述氧气喷嘴Ⅱ（18）向炉内喷入一定量的氧气，氧气与过量一氧化碳反应生成二氧化碳并释放热量加热脱水石灰石和焦炭，由于过量一氧化碳的存在，氧气喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏博，刘伟华，马金荣，陈伟，陈丽娟，程延峰，王建江，王峰，买尔哈巴，李光辉，
申请(专利权)人：新疆新业能源化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：