一种生产电石的系统及方法与流程

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。技术实现要素：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。作为本发明优选的方案，在步骤a之前还包括步骤：将兰炭送入干燥装置，进行干燥，获得所述干兰炭。作为本发明优选的方案，在步骤a之前还包括步骤：将石灰石进行焙烧，获得所述石灰。本发明的方法，还包括步骤：将所述高温气体送入所述干燥装置，作为兰炭干燥的热源。进一步的，所述高温气体的温度为1000～1200℃。本发明中，“干兰炭”是指含水率为＜2％，比如含水率为1％或2％，的干兰炭。本发明中的“兰炭”是指含水率为5～18％，比如含水率为5％、18％，或6％，的兰炭。本发明的生产电石的系统及方法，将排气管设置在电石炉的热层区，热层区的温度区间可以保证尾气中的镁蒸气不与co发生氧化反应，避免了料面结块和塌料的发生；排气管的进气口的管壁上设置有挡板，在料层内可形成局部空腔，尾气汇集到空腔内，便于收集后排出；利用除尘布袋吸附氧化镁，可获得高附加值副产品；剩余的高温气体用于兰炭的干燥，可有效降低能源消耗。附图说明图1是本发明实施例的系统的结构示意图；图2是本发明实施例的电石炉结构图；图3是本发明实施例的方法的流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。如图1所示，本发明实施例提供一种生产电石的系统，包括干燥装置1、焙烧装置2、混合装置3、电石炉4、烟道5和吸附装置6。该生产电石的系统通过各个装置间的配合，获得电石的同时，收集了高附加值的氧化镁，又利用了高温的尾气，节约生产成本。干燥装置1在本实施例中为烘干机，包括兰炭入口11、干兰炭出口12、高温气体入口13和尾气出口14。实际生产中，兰炭的含水量较大，需要干燥装置1对兰炭进行干燥，获得干兰炭。焙烧装置2在本实施例中选用气基套筒窑，包括石灰石入口21、石灰出口22和燃气进口23。石灰石经焙烧后，可获得生产电石所需的石灰。燃气进口23用于为焙烧装置2提供能量。混合装置3选用的混料仓，包括干兰炭入口31、石灰入口32和混合料出口33，干燥装置1的干兰炭出口12连接混合装置3的干兰炭入口31，焙烧装置2的石灰出口22连接混合装置3的石灰入口32。混合装置3将干兰炭和石灰进行混合，获得混合料，用于生产电石。如图2所示，电石炉4包括炉体41、电极42、进料管43、排气管44和电石出口45，混合装置3的混合料出口33连接电石炉的进料管43。电石炉利用排气管44将含有镁蒸气的尾气排出炉体，避免了氧化镁和co在炉体内的氧化反应。炉体41的内部为空腔，在生产电石时，炉体41内空腔的温度由下向上逐步降低。根据生产电石时的腔内温度，将空腔由上至下依次分为料层区411、热层区412和反应区413，热层区的温度为1400～1600℃。在1400～1600℃的温度区间，可以保证尾气中的镁蒸气不与co发生氧化反应。料层区411为物料的预热区，物料在料层区411与下部上升的气体(电石生成反应：3c+cao＝co+cac2，该气体为co)进行热交换。反应区413的温度在2200℃左右，物料在此区域发生反应，生成电石，同时杂质中的氧化镁发生还原反应，生成镁蒸气。电极42嵌入炉顶41的顶部，延伸到炉体的空腔中，但不与炉底接触，为电石的生产提供能量。进料管43由炉体的顶部深入到炉体41的内腔。进料管43用于将物料送入炉体内。进料管43对称的布置在电极42的两侧，可使得进入炉体的物料均匀的受热，有利于提高生产效率，节约能源。排气管44位于热层区412，用于抽出含镁蒸气的尾气。排气管44穿过炉体41的侧壁与外部连通。排气管44包括挡板，所述挡板倾斜的固定在排气管44的进气口管壁上。挡板与水平面的夹角为30～60°，这样的设计可以在物料层中形成空腔区域，便于尾气的汇集到空腔区域，从排气管排到炉外。电石炉4的底部设有电石出口45，用于电石排出炉体。烟道5包括尾气进口51和烟气出口52，电石炉的排气管44连通烟道5的尾气进口51。通过排气管44排出炉体的含有镁蒸气的尾气进入烟道5，温度迅速下降，当含有镁蒸气的尾气温度降至1200℃以下时，发生反应：mg+co＝mgo+c，生成氧化镁。吸附装置6包括烟气入口61和高温气体出口62，烟道5的烟气出口52连接吸附装置6的烟气入口61。烟道5中产生的氧化镁与其他尾气一同进入吸附装置6，吸附装置6具有吸附功能，可吸附收集氧化镁，排出剩余的气体。本发明实施例的装置，不仅避免了电石原料中氧化镁杂质对电石生产的影响，而且可收集高附加值的副产物氧化镁，取得更大的经济效益。吸附装置6的高温气体出口62连接干燥装置1的高温气体入口13。吸附装置6吸附氧化镁后，剩余的高温气体可输送到干燥装置1，作为干燥兰炭的热能，实现了高温尾气的再利用。干燥装置1的尾气出口14可连接焙烧装置2的燃气进口23，尾气作为可燃气，为焙烧装置2提供能量。如图3所示，本发明实施例的另一目的是提供一种利用上述系统生产电石的方法，包括以下步骤：1、将兰炭送入干燥装置，进行干燥，获得干兰炭；将石灰石进行了焙烧，获得石灰。2、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。3、将混合料送入电石炉，加热至2100～2300℃，生成电石和含镁蒸气的尾气。4、将含镁蒸气的尾气通过排气管排出电石炉，然后通过烟道冷却，发生氧化反应，生成含氧化镁的烟气。5、将烟气送入吸附装置，吸附收集氧化镁，排出剩余的高温气体。6、将高温气体送入干燥装置，作为兰炭干燥的热源，高温气体的温度为1000～1200℃。实施例11、兰炭的含水率6～12％，块状兰炭采用链板式烘干机烘干，以吸附装置排出的高温气体为热源，烘干后兰炭含水率为1～2％，采用气基套筒窑焙烧石灰石，燃料为干燥兰炭后的尾气。焙烧后石灰成分如下表1所示。表1石灰成分分析tfe/％cao/％mgo/％sio2/％al2o3/％mno2/％so3/％p2o5/％其他/％0.3291.72.411.620.550.110.020.033.242、将干燥后的块状兰炭和焙烧出的块状石灰混合均匀，石灰和兰炭的质量比为0.8：0.5，混合物料经输送装置送入电石炉中。3、电石炉采用电极明弧放热加热原料，将原料加热至2300℃左右，生产电石，同时产出含镁蒸气的尾气，通过设置于电石炉侧面中下部的排气管排出电石炉外，排气管上部设置水平向下的挡板，挡板与水平线角度为60°。4、含镁蒸气的尾气出炉温度为1600℃左右，通过烟道后，尾气温度降至1200℃左右，尾气中的镁发生氧化反应，生成氧化镁。5、含镁氧化镁的烟气进入吸附装置，获得副产含量约64％的高附加值氧化镁产品。产品电石中含碳化钙81.24％，发气量306l/kg。实施例21、兰炭的含水率6～12％，块状兰炭采用链板式烘干机烘干，以吸附装置排出的高温气体为热源，烘干后兰炭含水率为1～2％，采用气基套筒窑焙烧石灰石，燃料为干燥兰炭后的尾气。焙烧后石灰成分如下表1所示。表1石灰成分分析tfe/％cao/％mgo/％sio2/％al2o3/％mno2/％so3/％p2o5/％其他/％0.3191.52.441.620.520.110.030.033.262、将干燥后的块状兰炭和焙烧出的块状石灰混合均匀，石灰和兰炭的质量比为1.1：0.7，混合物料经输送装置送入电石炉中。3、电石炉采用电极明弧放热加热原料，将原料加热至2100℃左右，生产电石，同时产出含镁蒸气的尾气，通过设置于电石炉侧面中下部的排气管排出电石炉外，排气管上部设置水平向下的挡板，挡板与水平线角度为45°。4、含镁蒸气的尾气出炉温度为1500℃左右，通过烟道后，电石炉尾气温度降至1000℃左右，尾气中的镁发生氧化反应，生成氧化镁。5、含氧化镁的烟气进入吸附装置，获得副产含量约63％的高附加值氧化镁产品。产品电石中含碳化钙81.42％，发气量303l/kg。需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。当前第1页12