电石生产工艺图示解-PPT课件.ppt

密闭电石炉生产工（27000KVA)1 1n n一、原料加工及输送流程原料加工及输送流程n n1 1、原料碳素、原料碳素n n27000KVA27000KVA密闭电石炉对焦炭的需求：密闭电石炉对焦炭的需求：n n颗粒度为颗粒度为5-25mm5-25mmn n固定碳固定碳 84%84%n n灰分灰分 15%15%n n 挥发分挥发分 1.9%1.9%n n水分水分 1.0%1.0%n n27000KVA27000KVA密闭电石炉对兰炭的需求：密闭电石炉对兰炭的需求：n n颗粒度为颗粒度为5-25mm5-25mmn n固定碳固定碳 84%84%n n灰分灰分 9%9%n n 挥发分挥发分 7%7%n n水分水分 1.0%1.0%2 2n n 因外购的碳材水分较高、颗粒大小不一致，兰炭水分因外购的碳材水分较高、颗粒大小不一致，兰炭水分 17%17%、焦炭、焦炭水分水分 8-15%8-15%。所以进炉之前对碳材进行筛分和烘干，水分降至为小。所以进炉之前对碳材进行筛分和烘干，水分降至为小于等于于等于1%1%、颗粒控制在、颗粒控制在5 525mm25mm。n n碳材加工和输送流程碳材加工和输送流程筛分楼碳材湿焦仓除尘回转干燥筒（度）除尘度皮带仓干焦仓干焦仓干焦仓除尘锻煤除尘除尘除尘移动皮带配料站筛子混合料仓沸腾炉电石工序3 3n n2 2、原料石灰、原料石灰n n27000KVA27000KVA密闭电石炉对生石灰的需求：密闭电石炉对生石灰的需求：n nGaO 90%GaO 90%n n MaO 1.8%MaO 1.8%n nSiOSiO2 21.1%1.1%n n 生过烧生过烧%n n颗粒度颗粒度10-50mm10-50mmn n电石原料氧化钙是煅烧石灰石生产的，外购的石灰石电石原料氧化钙是煅烧石灰石生产的，外购的石灰石经过筛分后输送到双梁式气烧窑中进行煅烧，炉温控制在经过筛分后输送到双梁式气烧窑中进行煅烧，炉温控制在左右，煅烧温度过高或出炉时间过长会产生过左右，煅烧温度过高或出炉时间过长会产生过烧现象，影响石灰在电石炉中的反应速度，煅烧温度过低烧现象，影响石灰在电石炉中的反应速度，煅烧温度过低或出炉时间较短会出现生烧现象，生烧部分进入电石炉中或出炉时间较短会出现生烧现象，生烧部分进入电石炉中分解成氧化钙后参加反应导致电耗增加。烧好的氧化钙经分解成氧化钙后参加反应导致电耗增加。烧好的氧化钙经过输送和筛分至配料站的混料仓中。过输送和筛分至配料站的混料仓中。n n石灰加工和输送流程石灰加工和输送流程 ：4 4石灰石筛分楼窑前仓煅烧窑窑气除尘氧化钙筛分楼除尘配料站筛子混料仓电石工序除尘增压风机炉气气柜除尘除尘煤粉制备机罗茨风机燃煤热风炉除尘风机5 5n n3 3、原料电极糊、原料电极糊n n27000KVA27000KVA密闭电石炉对生石灰的需求：密闭电石炉对生石灰的需求：n n固定碳固定碳 80%80%；灰分灰分 4.0%4.0%；n n软化点软化点90-120 90-120 挥发分：挥发分：121214%14%n n4 4、原料指标的影响原料指标的影响n n石灰中的有害杂质：石灰中的有害杂质：n nSiOSiO2 2：二氧化硅在电石炉中被焦炭还原成硅。一部分在炉内：二氧化硅在电石炉中被焦炭还原成硅。一部分在炉内生成碳化硅，沉于炉底造成炉底升高。一部分继续与铁作用成生成碳化硅，沉于炉底造成炉底升高。一部分继续与铁作用成硅铁，硅铁是个耐高温物质对炉壁铁壳烧损严重并且出炉时烧硅铁，硅铁是个耐高温物质对炉壁铁壳烧损严重并且出炉时烧损炉嘴。损炉嘴。n n反应式：反应式：SiOSiO2 2+2C=Si+2CO+2C=Si+2CO137137千卡千卡n n MgOMgO：氧化镁对电石生产的危害较大，在熔融区内迅速还：氧化镁对电石生产的危害较大，在熔融区内迅速还原成金属镁。镁蒸汽上升过程中与原成金属镁。镁蒸汽上升过程中与COCO和和OO2 2再次反应放出大量再次反应放出大量的热量导致炉面发红、炉料结成壳阻碍炉气上升，严重时熔池的热量导致炉面发红、炉料结成壳阻碍炉气上升，严重时熔池外壳被破坏，高温熔融液直接与耐火砖接触烧损耐火砖、电石外壳被破坏，高温熔融液直接与耐火砖接触烧损耐火砖、电石流道被堵塞。流道被堵塞。n n反应式：反应式：MgO+C=Mg+CO MgO+C=Mg+CO 116116千卡千卡。6 6n n Mg+CO=MgO+C+117 Mg+CO=MgO+C+117千卡千卡n n 2 Mg+O2 Mg+O2 2=2MgO+293.2=2MgO+293.2千卡千卡n nFeFe2 2OO3 3：氧化铁被还原成金属铁后与硅作用，前面已讲：氧化铁被还原成金属铁后与硅作用，前面已讲n n反应式：反应式：FeFe2 2OO3 3+3C=2Fe+3CO+3C=2Fe+3CO108108千卡千卡n nAIAI2 2OO3 3：氧化铝在电石炉内不能完全还原成金属铝，一部：氧化铝在电石炉内不能完全还原成金属铝，一部分混在电石里降低电石质量。大部分成为粘度很大的炉渣，分混在电石里降低电石质量。大部分成为粘度很大的炉渣，沉淀在炉底造成炉底升高。沉淀在炉底造成炉底升高。n n消化石灰的影响：消化石灰的影响：n n 石灰生产过程中与空气接触一部分氧化钙生成氢氧石灰生产过程中与空气接触一部分氧化钙生成氢氧化钙，还有一部分与碳材中的水分结合形成氢氧化钙。氢化钙，还有一部分与碳材中的水分结合形成氢氧化钙。氢氧化钙输送当中容易裂碎，粉末氢氧化钙进入电石炉后分氧化钙输送当中容易裂碎，粉末氢氧化钙进入电石炉后分解成氧化钙粉末和水。解成氧化钙粉末和水。n n反应式：反应式：CaCa（OHOH）2 2=CaO+HCaO+H2 2OO2626千卡千卡n n HH2 2O+C=O+C=CO+HCO+H2 2 39.639.6千卡千卡n n 从以上反应可以看出石灰吸潮不单是电能和碳材的消耗从以上反应可以看出石灰吸潮不单是电能和碳材的消耗增加，重要的是阻碍炉气的上升导致炉压升高。增加，重要的是阻碍炉气的上升导致炉压升高。n n石灰颗粒度的影响石灰颗粒度的影响7 7n n 石灰的颗粒度对电石生产是十分重要的。如颗粒度石灰的颗粒度对电石生产是十分重要的。如颗粒度较小时阻碍炉气的升上导致炉压升高、喷料等现象发生。较小时阻碍炉气的升上导致炉压升高、喷料等现象发生。如颗粒较大时石灰的接触面积减小导致反应速度减慢。所如颗粒较大时石灰的接触面积减小导致反应速度减慢。所以电石生产中对石灰的颗粒度严格要求。以电石生产中对石灰的颗粒度严格要求。n n碳素原料灰分的影响：碳素原料灰分的影响：n n 碳素原料中的杂质主要是灰分，全部由氧化物组成。碳素原料中的杂质主要是灰分，全部由氧化物组成。在电石炉中被还原，既要消耗电能也要消耗碳材而且还原在电石炉中被还原，既要消耗电能也要消耗碳材而且还原后的杂质沉于炉底或混在电石中影响电石的纯度。后的杂质沉于炉底或混在电石中影响电石的纯度。n n碳素原料挥发分的影响：碳素原料挥发分的影响：n n 碳材中的挥发分会增加电石炉的热损失、并且靠近碳材中的挥发分会增加电石炉的热损失、并且靠近反应区形成半融粘结状，影响炉料的正常下降和炉气的正反应区形成半融粘结状，影响炉料的正常下降和炉气的正常上升。常上升。n n碳材水分的影响碳材水分的影响n n碳材中的水分与氧化钙接触后导致石灰的消化。碳材中的水分与氧化钙接触后导致石灰的消化。8 8n n碳材颗粒度的影响：碳材颗粒度的影响：n n 碳素原料在颗粒度不一致时它的电阻也不一样。颗碳素原料在颗粒度不一致时它的电阻也不一样。颗粒度愈大电阻愈小，支流电流增加，电石炉操作时电极容粒度愈大电阻愈小，支流电流增加，电石炉操作时电极容易上台，热量利用较低，炉温降低。反之颗粒度愈小，电易上台，热量利用较低，炉温降低。反之颗粒度愈小，电阻愈大，电石炉操作时电极容易深入炉内，减小电极与炉阻愈大，电石炉操作时电极容易深入炉内，减小电极与炉底的距离，增加电流密度，增加炉温、提高热量利用率。底的距离，增加电流密度，增加炉温、提高热量利用率。但是过小的颗粒会阻碍炉气的上升。但是过小的颗粒会阻碍炉气的上升。n n碳素原料粉末的影响：碳素原料粉末的影响：n n粉末多后炉料透气性较差粉末多后炉料透气性较差,CO,CO不能顺利排出导致电石生不能顺利排出导致电石生成反应速度减慢成反应速度减慢,有利于反应向反方向进行。有利于反应向反方向进行。n n炉料透气性差会导致发生电石炉喷料现象。炉料透气性差会导致发生电石炉喷料现象。n n粉料多时，许多粉料被炉气带走影响炉料配比的准确性。粉料多时，许多粉料被炉气带走影响炉料配比的准确性。粉末在炉料层中容易结成硬壳，电极附近形成支流电路导粉末在炉料层中容易结成硬壳，电极附近形成支流电路导致电极上台。致电极上台。n n磷和硫的影响：磷和硫的影响：n n 磷和硫进入电石炉后与氧化钙反应生成磷化钙和硫化磷和硫进入电石炉后与氧化钙反应生成磷化钙和硫化1010n n钙混在电石中，在乙炔发生工序中产生磷化氢和硫化氢导钙混在电石中，在乙炔发生工序中产生磷化氢和硫化氢导致乙炔的自然点下降、对乙炔设备和管道造成腐蚀。致乙炔的自然点下降、对乙炔设备和管道造成腐蚀。n n电极糊灰分和挥发分的影响电极糊灰分和挥发分的影响n n 电极糊的挥发分必须控制在指定范围内，挥发分过电极糊的挥发分必须控制在指定范围内，挥发分过大，电极不易烧结、容易分层、强度差、容易软断；挥发大，电极不易烧结、容易分层、强度差、容易软断；挥发分过小，电极过早烧结发生硬断。分过小，电极过早烧结发生硬断。n n灰分含量越低越好，过高影响电石质量并且导致电极强度灰分含量越低越好，过高影响电石质量并且导致电极强度下降，发生电极硬断。下降，发生电极硬断。n n二、电石生产二、电石生产n n 1 1、电石生成理论、电石生成理论n n 炉料凭借电弧热和电阻热在炉料凭借电弧热和电阻热在1800-2200 1800-2200 n n的高温下反应而制得碳化钙。本反应是吸热反应的高温下反应而制得碳化钙。本反应是吸热反应n n反应式为：反应式为：CaO+3C=CaO+3C=CaCCaC2 2+CO+CO11.1311.13千卡。千卡。n n2 2、电石的生产工艺流程、电石的生产工艺流程n n 从配料站出来的混合料经过皮带机输送到环形加料器从配料站出来的混合料经过皮带机输送到环形加料器中，混料再从环形加料器进入电石炉小料仓，再流入到电中，混料再从环形加料器进入电石炉小料仓，再流入到电石炉中进行反应。产出物电石从出炉嘴流入到电石锅中进石炉中进行反应。产出物电石从出炉嘴流入到电石锅中进1111n n行冷却，产物行冷却，产物COCO进入炉气净化装置进行净化；电石出炉时进入炉气净化装置进行净化；电石出炉时产生的烟气进入出炉除尘装置进行净化。电石炉运行当中产生的烟气进入出炉除尘装置进行净化。电石炉运行当中通过底部空气冷却装置来降低炉壳温度并且利用冷却水降通过底部空气冷却装置来降低炉壳温度并且利用冷却水降低炉盖及电极把持装置的温度。低炉盖及电极把持装置的温度。混料仓环形料仓小料仓电石炉电石锅炉气净化除尘出炉除尘冷却空气冷却水1212n n3 3、电石炉设备、电石炉设备n n炉体：目前国内炉体有两种形式，圆柱形壳和圆锥形壳。炉体：目前国内炉体有两种形式，圆柱形壳和圆锥形壳。圆柱形的应用比较广泛。炉壳用圆柱形的应用比较广泛。炉壳用20mm20mm钢板制成的并且内钢板制成的并且内衬一层耐火粘土和一层耐火砖，三个出炉口用更耐高温的衬一层耐火粘土和一层耐火砖，三个出炉口用更耐高温的刚玉砖来砌筑的；炉体底部是先铺一层耐火粘土、再铺六刚玉砖来砌筑的；炉体底部是先铺一层耐火粘土、再铺六层耐火砖（缝隙错开），耐火砖层上再铺四层碳砖并且把层耐火砖（缝隙错开），耐火砖层上再铺四层碳砖并且把缝隙全部用电极糊粉末来填充。缝隙全部用电极糊粉末来填充。n n变压器：变压器是电石炉的心脏设备。将把高电压改变变压器：变压器是电石炉的心脏设备。将把高电压改变成电石炉操作适应的工作电压。电石炉使用的一次电压为成电石炉操作适应的工作电压。电石炉使用的一次电压为35KV35KV、一次电流为、一次电流为257A257A，二次电压为，二次电压为185V185V241V241V、二、二次电流为次电流为37000A-48000A37000A-48000A。n n电极装置：电极上设备作用基本有三个电极装置：电极上设备作用基本有三个电极上油压使电极上油压使电极动作保证操作条件的要求。如电极升降是利用油压系电极动作保证操作条件的要求。如电极升降是利用油压系统的升降油缸来动作；摩擦带松紧由摩擦系统的松紧油缸统的升降油缸来动作；摩擦带松紧由摩擦系统的松紧油缸来完成；摩擦带上下移动靠压放油缸来完成。为了保证电来完成；摩擦带上下移动靠压放油缸来完成。为了保证电极升降两侧油缸和摩擦带上下移动的两侧放压油缸动作平极升降两侧油缸和摩擦带上下移动的两侧放压油缸动作平衡，还要有平衡装置。衡，还要有平衡装置。保证电极的焙烧和固定导电设备保证电极的焙烧和固定导电设备以及固定传动设备。以及固定传动设备。1313n n如电极套内送热风，可以促进电极焙烧；固定移动导电环如电极套内送热风，可以促进电极焙烧；固定移动导电环和承担导电鄂板、锥形环的重量；固定了传动锥形环等设和承担导电鄂板、锥形环的重量；固定了传动锥形环等设备的重量备的重量n n把电流通过电极导入炉内。把电流通过电极导入炉内。n n出炉系统设备：出炉系统设备：n n炉嘴：用耐热铁或铸铁制成，安装在炉体的出炉口，炉炉嘴：用耐热铁或铸铁制成，安装在炉体的出炉口，炉嘴最好能通水冷却，一则寿命长，再则方便于炉嘴堵住。嘴最好能通水冷却，一则寿命长，再则方便于炉嘴堵住。n n烧穿装置：出炉时，必须用电弧去烧穿炉眼，利用电弧烧穿装置：出炉时，必须用电弧去烧穿炉眼，利用电弧烧穿炉眼的装置叫做烧穿装置。烧穿炉眼的装置叫做烧穿装置。n n三、炉气净化三、炉气净化n n1 1、炉气的性质及组成、炉气的性质及组成n n电石生成反应：电石生成反应：CaO+3C=CaO+3C=CaCCaC2 2+CO+CO11.1311.13千卡。从反千卡。从反应式可以知道，在电石炉内生成电石的同时，伴随有大量应式可以知道，在电石炉内生成电石的同时，伴随有大量的的COCO气体生成。在实际生产中，炉气的回收量约为气体生成。在实际生产中，炉气的回收量约为400400标标准米准米3 3/吨电石，炉气组成大致如下。吨电石，炉气组成大致如下。n n一氧化碳一氧化碳CO 70-90%CO 70-90%n n氢气氢气HH2 2 2 26%6%n n二氧化碳二氧化碳COCO2 2 1-3%1-3%1414n n氧气氧气OO2 2 0.2-1.0%0.2-1.0%n n氮气氮气NN2 2 5-20%5-20%n n 一氧化碳气体的用途很广，可以用作工业上的燃料。一氧化碳气体的用途很广，可以用作工业上的燃料。本装置生产石灰时燃烧一氧化碳，煅烧石灰石，即可充分本装置生产石灰时燃烧一氧化碳，煅烧石灰石，即可充分利用能源，又可改善环境污染。炉气中粉尘含量的多少，利用能源，又可改善环境污染。炉气中粉尘含量的多少，取决于原料中的粉末含量和电极插入炉内的深度。一般含取决于原料中的粉末含量和电极插入炉内的深度。一般含尘量在尘量在100g/m100g/m3 3左右，炉气为高温度气体，一般温度在左右，炉气为高温度气体，一般温度在400-600400-600，瞬间温度可以达到，瞬间温度可以达到11001100，所以，在净化，所以，在净化的同时，还必须降温。炉气中的粉尘组成较复杂，从净化的同时，还必须降温。炉气中的粉尘组成较复杂，从净化后污泥分析结果如下。后污泥分析结果如下。n n碳碳C 10C 1020%20%n n氧化钙氧化钙 28-28-30%30%n n酸不溶物酸不溶物 8-10%8-10%n n三氧化物三氧化物 9-10%9-10%n n氧化镁氧化镁 13-13-18%18%1515n n磷磷 0.1%0.1%n n硫硫 0.18-0.18-0.19%0.19%n n 一氧化碳是无色、无味、无臭、有毒气体，与空气一氧化碳是无色、无味、无臭、有毒气体，与空气混合到一定浓度时会引起燃烧和爆炸。在混合到一定浓度时会引起燃烧和爆炸。在18181919时，时，一氧化碳在空气中的浓度达到一氧化碳在空气中的浓度达到12.512.574.2%74.2%的范围内时即的范围内时即爆炸。一氧化碳在爆炸。一氧化碳在650650时与空气接触会自燃，时与空气接触会自燃，n n2 2、炉气净化工艺、炉气净化工艺n n 本装置采用的炉气净化方式为水洗法。从电石炉出来本装置采用的炉气净化方式为水洗法。从电石炉出来的粗一氧化碳进入一级空气旋风冷却器，再进入夹套式水的粗一氧化碳进入一级空气旋风冷却器，再进入夹套式水冷却器，将温度降到过滤器的要求后进入除尘过滤器。除冷却器，将温度降到过滤器的要求后进入除尘过滤器。除掉的粉尘进入除灰装置，过滤后的一氧化碳进入水洗塔。掉的粉尘进入除灰装置，过滤后的一氧化碳进入水洗塔。在水洗塔中一氧化碳和水进行逆向接触除掉剩余的粉尘和在水洗塔中一氧化碳和水进行逆向接触除掉剩余的粉尘和水溶气体。从水洗塔出来的水进入沉降池进行沉降后重新水溶气体。从水洗塔出来的水进入沉降池进行沉降后重新使用；一氧化碳进入气柜储存。气柜中的一氧化经过增压使用；一氧化碳进入气柜储存。气柜中的一氧化经过增压风机输送到石灰窑中作为燃料。风机输送到石灰窑中作为燃料。n n3 3、工艺流程图、工艺流程图1616四、故障处理四、故障处理1 1、石灰窑、石灰窑煅烧去向上移：煅烧去向上移：电石炉一级空冷除灰二级水冷过滤器除灰水洗塔沉降池气柜石灰窑1717