电石炉和竖炉联用的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冶金领域，具体地，涉及电石炉和竖炉联用的系统。
【背景技术】
[0002]电石是生产乙烯的主要原料，在工业中占据着十分重要的地位，电石生产是将一定比例的生石灰和兰炭(焦炭)混合通过送料装置和下料管将炉料送入电炉，电炉主要结构包括炉体和电极，电石炉工作时依靠通电后产生电弧，依靠电弧形成的高温加热炉料，使炉料达到化学反应所需热量，其中，电弧所发出高温能直接作用到的区域叫电弧作业区或熔池，该区域的位置在电极端头的下面直到炉底，传统的电石炉，其结构形式为圆形三相电极结构，三根电极呈正三角形布置在炉体内部，外部炉体为圆形，该形式电石炉结构缺点:炉内周边有很多电弧不能作用或者作用效果非常差的地方，即非熔池区域，使得这些地方的温度达不到反应要求，该区域炉料就不能或很难发生反应，由于热量分布差别太大，导致电石炉生产率低、电耗高，兰炭(焦炭)消耗量相对较大，成本高。
[0003]竖炉广泛用于铁矿球团的氧化焙烧或直接还原铁领域，钢铁冶金行业中用于铁矿球团的氧化焙烧或直接将球团还原为铁，是钢铁冶金中不可缺少的工艺设备，竖炉直接在冶炼过程中需要大量的热量和消耗大量的还原气体，增加生产成本。
[0004]因此，降低竖炉生产成本的工艺有待研究。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电石炉和竖炉联用的系统，该系统利用电石炉为竖炉提供热量和还原气体，实现能源的合理利用。
[0006]根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种电石炉和竖炉联用的系统。根据本实用新型的实施例，该系统包括:电石炉，用于制备电石，并得到烟气，其中，所述电石炉包括:炉体，所述炉体内限定出电石生产空间；多个电极，所述多个电极从所述炉体嵌入到所述电石生产空间中；多个喷枪，所述多个喷枪从所述炉体的顶壁和/或侧壁嵌入到所述电石生产空间中，用于向所述电石生产空间中提供煤粉和氧气，净化装置，所述净化装置与所述电石炉相连，用于对所述烟气进行净化处理，以便得到洁净的还原气体；加热炉，所述加热炉与所述净化装置相连，用于对所述洁净的还原气体进行加热，以便得到高温还原气体；竖炉，所述竖炉与所述加热炉相连，利用所述高温还原气体进行还原反应。
[0007]根据本实用新型的实施例，通过在电石炉炉体的顶壁和侧壁的电极之间合理设置喷枪，向炉内喷吹氧气和煤粉，氧气和煤粉发生化学反应释放热量，热量可以传递到炉内周边有很多电弧不能作用或者作用效果非常差的地方，电石炉内热量分布均匀；电石生产电耗低，此外，喷入的煤粉还可以与电石发生还原反应，从而，电石生产成本低，并且生产得到还原气含量高的烟气，本实用新型电石炉与竖炉联用的系统中，将本实用新型的电石炉在制备电石的过程中产生的还原气含量高的烟气经净化和加热后可以为竖炉提供热量和还原剂，实现废物利用，节省了制备还原气的系统投资，降低了竖炉产品的生产成本。
[0008]参考图3，根据本实用新型的实施例，该电石炉1000进一步包括:喷枪调节装置500，该喷枪调节装置500与喷枪200相连，用于调节喷枪200插入到电石生产空间400中的位置。由此，可以根据需要调整喷枪的插入位置，从而，热量可以传递到炉内周边有很多电弧不能作用或者作用效果非常差的地方，电石炉内热量分布均匀，对物料进行更充分地加热。
[0009]根据本实用新型的实施例，所述多个喷枪中的每一个均包括:壳体，所述壳体内限定出容纳空间；煤粉喷管，所述煤粉喷管设置在所述容纳空间中；多个氧气喷管，所述多个氧气喷管设置于所述容纳空间中，且所述多个氧气喷管沿所述煤粉喷管的周向分布；以及冷却水管道，所述冷却水管道设置在所述壳体的外壁上。由此，利用该喷枪，可以高效地向电石炉内提供氧气和煤粉，并且喷枪外壁的冷却水管道可以降低喷枪的温度，防止在炉体内因温度过高导致的喷枪使用寿命缩短。
[0010]根据本实用新型的实施例，所述喷枪从所述炉体的顶壁伸入到所述电石生产空间中，且所述喷枪与所述电石炉顶壁之间的夹角为15?90度。由此，便于将喷枪插入电石炉熔池上部的物料中。
[0011]根据本实用新型的实施例，所述喷枪从所述炉体的侧壁伸入到所述电石生产空间中，且所述喷枪与所述电石炉侧壁之间的夹角为15?90度。由此，便于将喷枪插入电石炉熔池上部的物料中。
[0012]根据本实用新型的实施例，所述喷枪的喷口与所述电石中心轴线的距离为所述喷枪的喷口所在处的电石炉的径向长度的2/3-5/6。由此，喷枪喷出的氧气和煤粉燃烧释放的热量分别与炉内周边有很多电弧不能作用或者作用效果非常差的地方，保证炉内热量分布均匀。
[0013]本实用新型的电石炉和竖炉联用的工艺和系统，至少可以具有下列优点之一:
[0014](I)电石炉炉内热量分布均匀。现有电石炉结构及生产工艺，吨电石耗电约3100kwh/t.电石，通过电极产生的高温弧光，炉内存在弧光不能到达的区域，该区域热量来源主要依靠炉料间传热，热量传递较慢，且热损失高。本实用新型通过在炉体的顶盖和/或侧壁设置喷枪，向炉内喷吹氧气和煤粉，喷吹过程氧煤燃烧产生热量可以辐射到弧光难以达到位置，相对传统电石炉，炉内热量分布更加均勾，电石冶炼能耗低，周期短，每吨电石的生产成本可降低120元-223元。
[0015](2)利用本实用新型的电石炉生产电石，喷枪喷入的煤粉可以替代部分电石还原剂兰炭(或焦炭)，兰炭(或焦炭)的用量减少，电石生产成本下降。
[0016](3)利用本实用新型的电石炉生产电石的过程可以与竖炉直接还原的过程相结合，实现双联产，电石炉产生的烟气经过除尘、洗涤、除湿、压缩、净化脱硫脱碳变换、加热炉加热至850-1000°C送竖炉，为竖炉生产提供热量和还原剂，年产90万吨电石的电石炉产生的烟气经处理后，可以满足28-36万吨DRI的竖炉生产的还原气的需求，节省煤制还原气系统的投资，竖炉产品DRI的投资成本显著降低。
[0017]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0018]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0019]图1显示了根据本实用新型一个实施例的电石炉纵剖面的结构示意图；
[0020]图2显示了根据本实用新型一个实施例的喷枪的结构示意图；
[0021]图3显示了根据本实用新型一个实施例的喷枪的俯视结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0023]在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、
“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0024]根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种电石炉和竖炉联用的系统。参考图2，根据本实用新型的实施例，该系统包括:电石炉1000、净化装置2000、加热炉3000和竖炉4000。参考图3，根据本实用新型的实施例，电石炉1000用于制备电石，并得到烟气，该电石炉包括:电极100，喷枪200、炉体300，其中，炉体300内限定出电石生产空间400 ;多个电极100与炉体300相连并且伸入电石生产空间400中，用于向电石生产空间400中提供热量；多个喷枪200与炉体300相连并且伸入电石生产空间40