电石炉和利用该电石炉制备电石的方法

摘要

本发明提出了电石炉和利用该电石炉制备电石的方法，其中，电石炉包括：热解炉身、电炉炉底、球团物料进口、热解气出口和电石液出口，热解炉身内具有热解腔室；电炉炉底具有电石生产腔室，电炉炉底具有加热装置，电炉炉底的顶部与热解炉身的下端相连，以便热解腔室与电石生产腔室连通；球团物料进口设在热解炉身的顶部，以便从热解炉身的顶部向热解腔室内加入含有粉煤和石灰的球团物料；热解气出口设在热解炉身的上部，电石液出口设在电炉炉底的下部。采用该电石炉可以显著降低能耗，提高制备电石效率。

权利要求

1.利用电石炉制备电石的方法，其特征在于，所述电石炉包括：热解炉身，所述热解炉身内具有热解腔室；

电炉炉底，所述电炉炉底具有电石生产腔室，所述电炉炉底具有加热装置，所述电炉炉底的顶部与所述热解炉身的下端相连，以便所述热解腔室与所述电石生产腔室连通；

球团物料进口，所述球团物料进口设在所述热解炉身的顶部，以便从所述热解炉身的顶部向所述热解腔室内加入含有粉煤和石灰的球团物料；

热解气出口，所述热解气出口设在所述热解炉身的上部；

电石液出口，所述电石液出口设在所述电炉炉底的下部，加热装置为三相电极，

所述热解炉身与所述电炉炉底通过过渡部相连，所述过渡部的直径沿进料的方向先减小后增大，所述方法包括：

从所述球团物料进口向所述电石炉内添加将含有粉煤和石灰的球团物料，使所述热解腔室和所述电石生产腔室内填充所述球团物料；

启动所述加热装置对所述电石生产腔室内的所述球团物料进行加热并发生电石冶炼反应，以便得到电石液并产生高温尾气；

使所述高温尾气向上进入所述热解腔室对所述热解腔室内的所述球团物料进行热解处理；以及使所述电石液从所述电石液出口排出，

所述粉煤和石灰的平均粒径为不大于20微米。

2.根据权利要求1所述制备电石的方法，其特征在于，所述电石液出口包括多个，所述多个电石液出口沿径向上相对设置。

3.根据权利要求1所述制备电石的方法，其特征在于，所述高温尾气的温度为600-1000摄氏度。

4.根据权利要求1所述制备电石的方法，其特征在于，所述电石冶炼反应是在1750-

2200摄氏度下进行5-30分钟完成。

5.根据权利要求1所述制备电石的方法，其特征在于，所述电石冶炼反应是在1900摄氏度下进行12分钟完成。

6.根据权利要求1所述制备电石的方法，其特征在于，所述含有粉煤和石灰的球团物料中的粉煤为粉状中低阶原煤。

说明书

电石炉和利用该电石炉制备电石的方法

技术领域

[0001] 本发明属于电石生产领域，具体而言，本发明涉及电石炉和利用该电石炉制备电石的方法。

背景技术

[0002] 随着现代工业的发展，电石行业与有机合成工业紧密联系，特别是聚氯乙烯行业，我国70％以上的PVC(聚氯乙烯)生产源于电石乙炔。由于市场原因，电石销售受到影响，因
此如何降低电石生产成本成为电石行业发展的瓶颈。

[0003] 目前传统电石生产工艺，电石的生产一直使用块粒状的生石灰和碳素材料在2000℃以上反应生成电石，高能耗、高成本，而能耗高是由于块状原料比表面积小，使得需要较
高温度才能完成反应。有研究显示，降低原料粒度，电石冶炼温度可降低至1700℃左右。因
此，原料粒径的减小，有利于降低反应温度，减少能耗。同时，传统电石工艺选用优质块状兰
炭和石灰，粉状兰炭和石灰不得不低价处理，间接增加电石生产成本。

发明内容

[0004] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电石炉和利用该电石炉制备电石的方法。

[0005] 根据本发明的一个方面，本发明提出了一种电石炉，包括:

[0006] 热解炉身，所述热解炉身内具有热解腔室；

[0007] 电炉炉底，所述电炉炉底具有电石生产腔室，所述电炉炉底具有加热装置，所述电炉炉底的顶部与所述热解炉身的下端相连，以便所述热解腔室与所述电石生产腔室连通；

[0008] 球团物料进口，所述球团物料进口设在所述热解炉身的顶部，以便从所述热解炉身的顶部向所述热解腔室内加入含有粉煤和石灰的球团物料；

[0009] 热解气出口，所述热解气出口设在所述热解炉身的上部，

[0010] 电石液出口，所述电石液出口设在所述电炉炉底的下部。

[0011] 由此，本发明上述实施例的电石炉具有热解炉身和电炉炉底上下两段，进而将热解工艺与电石生产工艺有机结合在一套电石生产系统中，实现了设备的一体化。其中上段
热解炉身的热解腔室与下段电炉炉底的电石生产腔室连通，由此可以利用位于下段的电石
生产腔室内产生的高温尾气对热解腔室内的电石生产原料进行热解处理，实现了尾气热量
利用，提高整体热效率。另外，热解腔室内带有大量显热的高温固体物料，直接进入电石生
产腔室内，路程短、热损失小，由此可以有效降低电石段能耗，并提高整体工艺热效率。

[0012] 另外，根据本发明上述实施例的电石炉还可以具有如下附加的技术特征：

[0013] 在本发明的一些实施例中，所述加热装置为三相电极。

[0014] 在本发明的一些实施例中，所述电石液出口包括多个，所述多个电石液出口沿径向上相对设置。

[0015] 在本发明的一些实施例中，所述热解炉身与所述电炉炉底通过过度部相连，所述过度部的直径沿进料的方向先减小后增大。

[0016] 根据本发明的第二方面，本发明还提出了一种利用电石炉制备电石的方法，包括：

[0017] 从所述球团物料进口向所述电石炉内添加将含有粉煤和石灰的球团物料，使所述热解腔室和所述电石生产腔室内填充所述球团物料；

[0018] 启动所述加热装置对所述电石生产腔室内的所述球团物料进行加热并发生电石冶炼反应，以便得到电石液并产生高温尾气；

[0019] 使所述高温尾气向上进入所述热解腔室对所述热解腔室内的所述球团物料进行热解处理；以及

[0020] 使所述电石液从所述电石液出口排出；

[0021] 在本发明的一些实施例中，所述高温尾气的温度为600-1000摄氏度。

[0022] 在本发明的一些实施例中，所述电石冶炼反应是在1750-2200摄氏度下进行5-30分钟完成。

[0023] 在本发明的一些实施例中，所述电石冶炼反应是在1900摄氏度下进行12分钟完成。

[0024] 在本发明的一些实施例中，所述含有粉煤和石灰的球团物料中的粉煤为粉状中低阶原煤。

[0025] 在本发明的一些实施例中，所述粉煤和石灰的平均粒径为不大于20微米。

附图说明

[0026] 图1是根据本发明一个实施例的电石炉的结构示意图。

具体实施方式

[0027] 下面参考图1详细描述本发明实施例的电石炉。

[0028] 根据本发明实施例的电石炉具体包括：热解炉身10、电炉炉底20、球团物料进口30、热解气出口40和电石液出口50，其中，热解炉身10内具有热解腔室11；电炉炉底20具有
电石生产腔室21，电炉炉底20具有加热装置22，电炉炉底20的顶部与热解炉身10的下端相
连，以便热解腔室11与电石生产腔室21连通；球团物料进口30设在热解炉身10的顶部，以便
从热解炉身10的顶部向热解腔室11内加入含有粉煤和石灰的球团物料；热解气出口40设在
热解炉身10的上部，电石液出口50设在电炉炉底20的下部。

[0029] 由此，本发明上述实施例的电石炉具有热解炉身10和电炉炉底20上下两段，进而将热解工艺与电石生产工艺有机结合在一套电石生产系统中，实现了设备的一体化。其中
上段热解炉身10的热解腔室11与下段电炉炉底20的电石生产腔室21连通，由此可以利用位
于下段的电石生产腔室21内产生的高温尾气对热解腔室11内的电石生产原料进行热解处
理，实现了尾气热量利用，提高整体热效率。另外，热解腔室11内带有大量显热的高温固体
物料，直接进入电石生产腔室21内，路程短、热损失小，由此可以有效降低电石段能耗，并提
高整体工艺热效率。

[0030] 根据本发明的具体实施例，上述电炉炉底20内的加热装置22可以为三相电极。由此可以提高加热效率。根据本发明的具体实施例，由于进入电石生产腔室21内发生电石反
应的原料是经过热解腔室11热解后的，由此可以进一步降低电炉炉底20内能耗，将传统的
生产电石的所需的2000摄氏度以上温度可降至1750摄氏度。

[0031] 根据本发明的具体实施例，位于电炉炉底20下部的电石液出口50可以包括多个，多个电石液出口沿径向上相对设置。由此可以提高排出电石的效率。

[0032] 根据本发明的具体实施例，热解炉身与所述电炉炉底通过过度部相连，所述过度部的直径沿进料的方向先减小后增大。由此可以控制热解后的物料进入电石生产腔室21的
速度。由于在电石生产腔室中，三根电极中部区域温度最高，物料在中部下料速度最快，故
过度部直径沿进料的方向先减小后增大，一方面能够控制热解后物料进入电石腔室的速
度；另一方面，可以使得热解后物料中部进料，物料直接进入高温区，发生反应，减弱炉体边
沿效应。

[0033] 根据本发明的另一方面，本发明还提出了一种利用前面所述电石炉制备电石的方法。根据本发明的具体实施例，该方法包括：从球团物料进口向电石炉内添加将含有粉煤和
石灰的球团物料，使热解腔室和电石生产腔室内填充球团物料；启动加热装置对电石生产
腔室内的球团物料进行加热并发生电石冶炼反应，以便得到电石液并产生高温尾气；使高
温尾气向上进入热解腔室对热解腔室内的球团物料进行热解处理；以及使电石液从电石液
出口排出。

[0034] 由此，本发明上述实施例的制备电石的方法将热解工艺与电石生产工艺进行了有机结合，实现了工艺的连续化。其中充分利用了电石冶炼产生的高温尾气对电石生产原料
进行热解处理，实现了尾气热量全利用，提高整体热效率。另外，热解后带有大量显热的高
温固体物料，直接进入电石生产腔室内进行冶炼，路程短、热损失小，由此可以有效降低电
石段能耗，并提高整体工艺热效率。

[0035] 根据本发明的具体实施例，电石生产腔室内产生的高温尾气的温度为600-1000摄氏度。由此充分利用该高温烟气对电石反应前的球团物料进行热解处理。根据本发明的具
体实施例，利用上述高温烟气对球团物料进行热解处理，可以获得人造石油、人造天然气和
热解固体产物，其中，热解固体产物含有生石灰和焦炭、半焦、炭黑中的一种。由此热解过程
使得碳基原料和钙基原料接触的更加紧密，更加有利于降低后续冶炼的温度和冶炼时间，
进而显著降低生产能耗。

[0036] 根据本发明的具体实施例，上述电石冶炼反应是在1750-2200摄氏度下进行5-30分钟完成。由此可以采用本发明上述实施例的电石炉制备电石可以显著降低电石反应的温
度，缩短反应时间，进而节省能耗。优选地，电石冶炼反应是在1900摄氏度下进行12分钟完
成。

[0037] 根据本发明的具体实施例，所述含有粉煤和石灰的球团物料中的粉煤为粉状中低阶原煤。由此可以充分利用粉状的中低阶原煤，进而可以降低原料成本。

[0038] 根据本发明的具体实施例，所述粉煤和石灰的平均粒径不大于20微米，由此，将粉状碳基原料和钙基原料混合成型，极大增加了两种原料的接触面积，使得电石冶炼温度大
幅度降低。根据本发明的具体实施例，通过选取平均粒径为10微米的粉状碳基原料和钙基
原料可以将冶炼处理的温度降至1750摄氏度。较传统的制备电石的冶炼温度为2000～2200
摄氏度显著减小了能耗。

[0039] 另外，本发明预先将粉状碳基原料和钙基原料制成球团物料，进而可以使得排出炉外气体基本无粉尘，同时原料在热解段进行热解反应，热量来自于下段的电石反应尾气，
整体工艺气体产物组成纯净、气量相对较少、经济性高，后续净化单元负担较小。

[0040] 实施例

[0041] 本发明是一种将煤热解与电石冶炼相结合的电石炉，主体分为上下两段：上段为热解段，下段为电石生产段。

[0042] 上段：设有球团物料进口和热解气出口。粉煤与石灰按照一定比例成型后，球团物料随着球团物料进口的开闭进入上段热解腔室内，球团物料在炉内随重力作用向下移动。
干馏热源来自于下段电石生产段所产生的900℃左右高温尾气，球团物料热解产生的煤气
通过位于两段炉顶部的煤气出口排出，煤气通过球团物料预热区，高温煤气将球团物料预
热，同时球团物料对煤气中粉尘产生自过滤作用。

[0043] 下段：热解后的热固体产物进入下段电石生产段，电石生产段采用三相电极，产生明弧加热原料，原料可在1900摄氏度温度下发生电石生成反应，反应时间12分钟，高温尾气
向上作为热解段热源，液态电石产物由下部出料口液态出料。生产一吨电石消耗电力
2850kwh，所用时间从进料至电石液流出需25～50min。

[0044] 两段式电石炉，将热解工艺与电石生产工艺有机结合，实现了粉状原料的全部利用，粉状碳素材料与石灰相结合，极大增加有效接触面积，降低电石反应温度，并且能够获
得副产焦油和煤气。热解后固体产物带有大量显热，进入下段电石炉中，能够大幅降低电石
炉能耗。故两段式电石炉生产电石，能够大幅度降低电石炉能耗和生产成本。

[0045] 在传统电石生产工艺中，生产吨电石耗电量为3200kwh，生产吨电石时间为40～60分钟，而采用上述两段式电石炉，生产吨电石耗电量为2850kwh，减少耗电量350kwh，生产电
石时间为25～50min。

[0046] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

[0047] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。

[0048] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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
部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情
况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0049] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0050] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一
个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术
人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合
和组合。

[0051] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述
实施例进行变化、修改、替换和变型。