一种氰氨化钙的生产方法及装置

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一种氰氨化钙的生产方法及装置
申请号	CN201510653420.4	申请日	2015-10-12	公开(公告)号	CN105217655A	公开(公告)日	2016-01-06
申请人	贝利特化学股份有限公司;			发明人	赵黎明; 杜莹; 朱翠香; 杨桂梅; 王淑娟;
摘要	本发明涉及一种氰氨化钙的生产方法及装置，其工艺步骤是：将破碎好的电石、催化剂和回炉氰氨化钙分别加入到各自的料仓中；按重量配比将上述破碎好的电石、催化剂球磨到所要求的粒度度后送到电石料仓中；将回炉氰氨化钙球磨到粒度为0.01—30mm后，送到回炉氰氨化钙料仓中；按比例将电石料仓和回炉氰氨化钙料仓中的物料送入回转氮化炉内。该装置包括回转氮化炉和安装在炉头的送料装置、炉体反应段的氮气输入装置、炉体冷却段的冷却装置，在炉头上安装有进料螺旋输送机，在炉体反应段的氮气输入装置安装有加热装置，在炉体冷却段有冷却装置。本发明具有可及时调整炉内的反应温度、炉内温度波动小、出料冷却效果好等特点。
权利要求	1.一种氰氨化钙的生产方法，其工艺步骤是： 1）将破碎好的电石、作为催化剂的萤石或氯化钙、氯化钠和回炉氰氨化钙分别加入到各自的料仓中； 2）按重量配比将上述破碎好的电石、作为催化剂的萤石或氯化钙、氯化钠送入球磨机球磨到所要求的粒度度后，用提升机送到电石料仓中； 3）将上述破碎好的回炉氰氨化钙送入球磨机球磨到粒度为0.01—30mm后，用提升机送到回炉氰氨化钙料仓中； 4）通过安装在电石料仓和回炉氰氨化钙料仓出料口下的送料装置，按比例将电石料仓和回炉氰氨化钙料仓中的物料送入回转氮化炉内。 2.根据权利要求1所述的一种氰氨化钙的生产方法，其特征在于上述步骤3的回炉氰氨化钙粒度优选0.5—3mm。 3.一种用于上述氰氨化钙生产方法的装置，该装置包括回转氮化炉和安装在炉头的送料装置、炉体反应段的氮气输入装置、炉体冷却段的冷却装置，其特征在于安装在炉头的送料装置包括安装在电石料仓（12）出料口下的电石炉料螺旋输送机（11）和安装在回炉氰氨化钙料仓（13）出料口下的回炉氰氨化钙炉料螺旋输送机（14），在石炉料螺旋输送机和回炉氰氨化钙炉料螺旋输送机出料口下安装有进料螺旋输送机，进料螺旋输送机的输送管（4）套装在套管（10）内在，套管垂直安装于炉头上的炉墙（9）内，套管的一端位于炉墙炉体内一侧并伸出炉墙，套管的另一端位于炉墙炉体外一侧，在位于炉墙炉体外一侧的套管端面固定有密封用法兰（8），进料螺旋输送机的输送管（4）上固定有与密封用法兰相配的法兰（6），在上述两法兰之间安装有密封垫（7）；炉体反应段（15）的氮气输入装置由氮气入炉装置和氮气输入端的配气装置组成，在氮气入炉装置和氮气输入端的配气装置之间的回转氮化炉保温段（17）的炉体外圆面上固定有加热盘管（18），加热盘管的进气端与氮气输入端的配气装置相连，加热盘管的出口与氮气入炉装置（16）相连；炉体冷却段的冷却装置是由固定在氮化炉冷却段（21）外圆面上的冷却盘管（22）组成，冷却盘管进水口（23）与进水装置相连，冷却盘管的出水口（24）与出水装置相连。 4.根据权利要求3所述的用于氰氨化钙生产方法的装置，其特征在于上述送料装置中的套管（10）外园面与回转氮化炉炉头的炉墙（9）之间密封固定，上述密封垫（7）为石墨密封垫。 5.根据权利要求3或4所述的用于氰氨化钙生产方法的装置，其特征在于上述炉体反应段（15）的氮气输入装置中的加热盘管（18）是由横截面为半圆形的半圆管与回转氮化炉保温段（17）的炉体外圆面焊接后形成的螺旋状密封通道。 6.根据权利要求5所述的用于氰氨化钙生产方法的装置，其特征在于上述炉体冷却段的冷却装置中的冷却盘管（22）是由横截面为半圆形的半圆管与氮化炉冷却段（21）炉体外圆面焊接后形成的螺旋状密通道。 7.根据权利要求6所述的用于氰氨化钙生产方法的装置，其特征在于上述加热盘管（18）的材质与回转氮化炉中保温段（17）的炉体外圆面材质相同。 8.根据权利要求7所述的用于氰氨化钙生产方法的装置，其特征在于上述冷却盘管（22）的材质与氮化炉冷却段（21）的炉体外圆面的材质相同。 9.根据权利要求8所述的用于氰氨化钙生产方法的装置，其特征在于上述冷却盘管（22）是由两根半圆管与氮化炉冷却段（21）炉体外圆面形成的双螺旋状密通道组成。
说明书全文	一种氰氨化钙的生产方法及装置所属技术领域 [0001] 本发明涉及一种氰氨化钙的生产方法及装置。背景技术 [0002] 目前利用回转氮化炉生产氰氨化钙的工艺路线是：将破碎好的电石、回炉氰氨化钙、作为催化剂的萤石或氯化钙、氯化钠分别送到各自的料仓中，然后按各自的重量配比一起送入球磨机球磨到所要求的细度后，用提升机送到炉料仓中，通过氮气将炉料仓中配好的炉料喷到回转氮化炉中进行反应。 [0003] 回转氮化炉内的氮化反应的最佳反应温度在1000—1100℃。温度太高会发生副反应，温度太低氮化反应很慢，产品中残留的游离电石就会很高。这不仅影响产品质量和消耗，使产品在使用时因产品中游离电石受潮或遇水产生大量乙炔气，具有爆炸的安全隐患。因此，理论上炉内反应充分的直观体现是反应段的温度稳定地保持在1000—1100℃之间，而目前控制炉内温度所用的方法是控制电石和回炉氰氨化钙的比例。当反应温度过高时，增加回炉氰氨化钙的量，当温度过低时，减少回炉氰氨化钙的量。 [0004] 由于目前的工艺是将电石和回炉氰氨化钙是在进球磨机前就配好，且按照工艺要求为保证生产的连续进行，每批炉料均要保证24小时的生产需求量。当炉前操作人员发现炉温过低或过高时，通知配料工序调整配比，等调好配比的炉料到达炉内时，已经滞后24小时了。由于炉内反应不充分，就会造成反应物料粘结在炉壁内需要经常清理，带来劳动强度的增大和热量的损失。如何及时调整氮化炉内的工况，是目前利用回转氮化炉生产氰氨化钙的主要问题之一。 [0005] 现有的回转氮化炉主要由炉体、安装在回转氮化炉炉头的送料装置、安装在炉体反应段的氮气输入装置、安装在炉体冷却段的冷却装置和安装在炉尾的出料口组成。 [0006] 现有的炉头送料装置是采用沿炉头轴向向炉内吹送氮气，通过氮气将炉料吹送至炉内。由炉头轴向吹送炉料的氮气会造成炉内压力增大，必须依靠炉尾的引风机将炉内过剩氮气排出，这样就会带出大量的炉料和热量，造成生产成本增加、能耗高，同时用氮气输送炉料时，需根据炉内的反应状态调整炉料的投入量，这样就需要调整氮气的流速和流量来进行炉料投入量的调整，由于氮气和炉料的温度较低，氮气流速和流量的波动将带来炉内温度的波动，直接影响到炉内物料的反应时间和产品的质量。 [0007] 现有的氮气输入装置是通过氮气输入端的配气装置将氮气通过气体输送管输送至回转氮化炉的反应段，由氮气入炉装置将氮气分配后沿炉体径向吹入炉内的反应段，直接参与氮化反应。 [0008] 回转氮化炉内的氮化反应是在萤石或氯化钙、氯化钠等做催化剂的条件下进行的，其最佳的反应温度在1000—1100℃。维持最佳反应温度的条件是加热量和炉内物料的氮化反应速度，氮化反应速度快，炉内温度高，反之炉内温度则低。炉内温度太高会发生副反应，而温度太低氮化反应速度降低，产品中残留的游离电石会很高，这不仅影响产品质量和原料、能量的消耗，同时会造成产品在使用时因游离电石受潮或遇水产生大量乙炔气，带来爆炸的安全隐患。因此，这就要求氮化炉内反应段的温度应稳定地保持在1000—1100℃之间。而目前进入回转氮化炉反应段的氮气是未经预热直接进入氮化炉的反应段，同时进入反应段的氮气流量是根据炉内反应情况进行调节，这样温度较低的氮气直接进入回转氮化炉反应段后，就会造成反应段内炉温的波动，且随着氮气流量的变化，炉温变化增大，这不仅不利于氮化反应的顺利进行，还会造成炉壁结壁严重，进而带来产品质量下降、电石消耗增加、操作人员劳动强度加大等一系列问题。 [0009] 现有的冷却装置是在冷却段的外圆面上安装有冷却用水夹套进行冷却，以降低出料温度。由于氮化炉内的炉料进入冷却段时的温度约在900℃以上，这就需要大量的冷却水进行热量的吸收。而水夹套这种冷却方式在水流进出的过程中，会在夹套内产生死角，一方面使冷却段炉体温度不均匀，造成冷却段炉体变形和使用寿命降低，另一方面由于冷却水在水夹套内的流速不均匀，造成流速较慢的冷却水在水夹套内形成冷却死角，当冷却死角内的冷却水水汽化后，就会造成水夹套内的压力迅速升高，将水夹套撑破，轻则使氮化炉冷却水的进出水管崩开，重则使氮化炉冷却段冷却夹套变形，更严重会使夹套破裂，一旦冷却水和炉料相遇就会引起爆炸发生。在国内就有生产厂家因夹套水漏入炉内而发生爆炸事故的例子，同时由于水夹套内的空间较大，对其内水垢的处理较为困难。 [0010] 综上所述，现有回转氮化炉的利用氮气向炉内输送物料的装置、反应段的氮气输入装置和炉体冷却段的冷却装置均存在工艺、结构等方面的缺陷，影响回转氮化炉的安全、高效生产。发明内容 [0011] 本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，首先对炉料进入回转氮化炉内的进料形式进行改进，可实现对炉内反应温度的及时调整，其次是对回转氮化炉的炉头送料装置的送料方式、炉体反应段的氮气输入装置和炉体冷却段的冷却装置的结构进行改进，可有效减小炉内反应段的温度波动幅度、降低生产成的氰氨化钙的生产方法及其生产用回转氮化炉。 [0012] 为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种氰氨化钙的生产方法，其工艺步骤是：1）将破碎好的电石、作为催化剂的萤石或氯化钙、氯化钠和回炉氰氨化钙分别加入到各自的料仓中； 2）按重量配比将上述破碎好的电石、作为催化剂的萤石或氯化钙、氯化钠送入球磨机球磨到所要求的粒度度后，用提升机送到电石料仓中； 3）将上述破碎好的回炉氰氨化钙送入球磨机球磨到粒度为0.01—10mm后，用提升机送到回炉氰氨化钙料仓中； 4）通过安装在电石料仓和回炉氰氨化钙料仓出料口下的送料装置，按比例将电石料仓和回炉氰氨化钙料仓中的物料送入回转氮化炉内。 [0013] 上述步骤3的回炉氰氨化钙粒度优选0.5—3mm。 [0014] 一种用于上述氰氨化钙生产方法的装置，包括回转氮化炉和安装在炉头的送料装置、炉体反应段的氮气输入装置、炉体冷却段的冷却装置，其特征在于安装在炉头的送料装置包括安装在电石料仓出料口下的电石炉料螺旋输送机和安装在回炉氰氨化钙料仓出料口下的回炉氰氨化钙炉料螺旋输送机，在石炉料螺旋输送机和回炉氰氨化钙炉料螺旋输送机出料口下安装有进料螺旋输送机，进料螺旋输送机的输送管套装在套管内在，套管垂直安装于炉头上的炉墙内，套管的一端位于炉墙炉体内一侧并伸出炉墙，套管的另一端位于炉墙炉体外一侧，在位于炉墙炉体外一侧的套管端面固定有密封用法兰，进料螺旋输送机的输送管上固定有与密封用法兰相配的法兰，在上述两法兰之间安装有密封垫；炉体反应段的氮气输入装置由氮气入炉装置和氮气输入端的配气装置组成，在氮气入炉装置和氮气输入端的配气装置之间的回转氮化炉保温段的炉体外圆面上固定有加热盘管，加热盘管的进气端与氮气输入端的配气装置相连，加热盘管的出口与氮气入炉装置相连；炉体冷却段的冷却装置是由固定在氮化炉冷却段外圆面上的冷却盘管组成，冷却盘管进水口与进水装置相连，冷却盘管的出水口（24）与出水装置相连上述送料装置中的套管外园面与回转氮化炉炉头的炉墙之间密封固定，上述密封垫为石墨密封垫。 [0015] 上述炉体反应段的氮气输入装置中的加热盘管是由横截面为半圆形的半圆管与回转氮化炉保温段的炉体外圆面焊接后形成的螺旋状密封通道。 [0016] 上述炉体冷却段的冷却装置中的冷却盘管是由横截面为半圆形的半圆管与氮化炉冷却段炉体外圆面焊接后形成的螺旋状密通道。 [0017] 上述加热盘管的材质与回转氮化炉中保温段的炉体外圆面材质相同。 [0018] 上述冷却盘管的材质与氮化炉冷却段的炉体外圆面的材质相同。 [0019] 上述冷却盘管是由两根半圆管与氮化炉冷却段炉体外圆面形成的双螺旋状密通道组成。 [0020] 本发明的技术方案的特点：1、将作为炉料的电石和催化剂装在电石料仓中，将回炉氰氨化钙单独装入回炉氰氨化钙料仓中，当炉内温度出现波动时，可利用增加或减少回炉氰氨化钙的量，及时调整炉内的反应温度。与现有技术相比，通过炉料调整炉内温度的时间由24小时缩短到5分钟左右，可有效减少反应段的温度波动幅度，提高产品质量、降低劳动强度和热量损失。2、利用螺旋输送的方式替代了现有技术中的氮气输送炉料的方式，可将现有的炉尾引风机和除尘设备省掉，减少投资和维护成本，同时物料通过螺旋输送机直接输送至炉体内，由炉体转动带动至反应区，可有效的减少炉内温度的波动，提高了反应效率和产品质量；并且有结构简单、对炉内温度影响小等特点；3、利用回转氮化炉保温段的炉体表面热量，对进入回转氮化炉反应段的氮气进行预热，使进入反应段氮气温度由目前的50—80℃增加到300℃以上，一方面可有效减小低温氮气及其氮气流量变化带来的氮化炉反应段内温度波动幅度，另一方面可有效减小回转氮化炉的热损失；由于炉内反应段温度的波动幅度减小，对产品质量的提高、降低能耗、原料消耗和减少操作人员劳动强度，具有非常好的效果；4、对现有回转氮化炉冷却段水冷却结构进行了改进，通过将截面为半圆的螺旋管与氮化炉冷却段的外圆表面所形成的密封的螺旋通道代替水夹套结构，一方面由于流速较快，冷却水吸收的热量增加。经测算与现有的水夹套冷却方式相比，采用相同量的冷却水，冷却水出口的温度由60℃左右，增加到80℃左右；另一方面由于半圆的螺旋管冷却通道，在冷却水通过时流速均用一致，解决了目前水夹套结构中由于冷却水流速不均匀，造成流冷却水在水夹套内形成冷却死角的问题；第三，本结构对半圆的管螺旋冷却通道的水垢的处理更加方便。附图说明 [0021] 附图1为本发明送料装置的结构示意图；附图2为本发明氮气输入装置的结构示意图；附图3为本发明附图2的左视图；附图4为本发明附图2的I局部放大图；附图5为本发明冷却装置的结构示意图；附图6为本发明附图5的B局部放大图。具体实施方式 [0022] 实施例1：一种氰氨化钙的生产方法，其工艺步骤是： 1）按现有的工艺将破碎好的电石、作为催化剂的萤石或氯化钙、氯化钠和回炉氰氨化钙分别加入到各自的料仓中； 2）将上述破碎好的电石、作为催化剂的萤石或氯化钙、氯化钠按按现有的工艺重量配比送入球磨机球磨到所要求的粒度度后，用提升机送到电石料仓中； 3）将上述破碎好的回炉氰氨化钙送入球磨机球磨到粒度为0.01mm后，用提升机送到回炉氰氨化钙料仓中； 4）通过安装在电石料仓和回炉氰氨化钙料仓出料口下的送料装置，按现有技术的比例将电石料仓和回炉氰氨化钙料仓中的物料送入回转氮化炉内。 [0023] 如图1所示，在电石料仓12的出料口下端，安装有电石炉料螺旋输送机11，在回炉氰氨化钙料仓13的出料口下端，安装有回炉氰氨化钙炉料螺旋输送机14，按现有技术中的电石炉料和回炉氰氨化钙炉料的配比关系，启动两料仓下的螺旋输送机，通过安装在两螺旋输送机出料口下的进料螺旋输送机，将配比好的电石炉料和回炉氰氨化钙炉料送入回转氮化炉内。进料螺旋输送机的输送管4套装在套管10内在，套管垂直安装在回转氮化炉炉头的炉墙9上，套管的右端位于炉墙炉体右侧的炉体内并伸出炉墙，套管的左端位于炉墙左侧的炉体外，在套管的左端面固定有密封用法兰8，在进料螺旋输送机的输送管上固定有与密封用法兰相配的法兰6，在上述两法兰之间安装有密封垫7，为保证密封垫在高温状态下的密封效果，密封垫采用石墨密封垫。套管的外园面与回转氮化炉炉头的炉墙之间密封固定。进料螺旋输送机的输送管上安装有进料口3,进料口与两料仓下的螺旋输送机出口。使用时，电机1通过减速器2带动螺旋输送机的螺旋轴5旋转，将进料口内的物料推至回转氮化炉内，由于回转氮化炉炉头的炉墙是随回转炉旋转，而进料螺旋输送机是固定在炉头前端，通过进料螺旋输送机的输送管上的法兰、密封垫和套管上的密封用法兰之间形成了旋转密封，保证了炉内的氮气氛围。 [0024] 为方便调整进料量，带动进料螺旋输送机旋转的电机采用变频调速电机。当炉内反应段的温度发生波动时，可马上通过回炉氰氨化钙炉料螺旋输送机和电石炉料螺旋输送机，调整电石炉料和回炉氰氨化钙炉料的配比，以调整炉内的反应温度。 [0025] 如图2、3所示的氮气输入装置是在回转氮化炉中保温段17的炉体表面固定有加热盘管18，加热盘管进气端19与现有回转氮化炉氮气输入的配气装置相连，加热盘管的出口与现有回转氮化炉氮气入炉装置16相连，通过沿回转氮化炉反应段14径向分布的喷气管20向反应段内供反应用氮气。为增加加热盘管内氮气的热吸收量，加热盘管是由与保温段的炉体表面材质相同的圆管沿其圆管沿截面一分为二的半圆管制成，将半圆管弯制成螺旋状焊接在回转氮化炉的保温段17的炉体外圆面上形成螺旋状密封通道，进入回转氮化炉反应段的氮气经螺旋状密封通道后，与保温段外圆面进行热交换被加热至300℃以上后，由回转氮化炉氮气入炉装置进入回转氮化炉反应段，经加热后的氮气在是吸收了保温段的热量后，可有效减少回转氮化炉内反应段的温度波动。 [0026] 半圆状的螺旋盘管与保温段炉体外圆面选择相同的材质，其目的是使半圆状的螺旋盘管与保温段外圆面的收缩率一致，防止由于保温段炉体热胀冷缩造成半圆状的螺旋盘管与冷却段外圆表面的焊口产生裂缝。 [0027] 如图4所示，加热盘管18的横截面为半圆形，加热盘管与保温段的炉体外圆面17之间采用焊接密封。 [0028] 如图5、6所示的冷却装置是在氮化炉冷却段21的外圆面上螺旋状固定有冷却盘管22，冷却盘管的进水口23与现有氮化炉的进水装置相连，冷却盘管的出水口24与现有氮化炉的出水装置相连。为增加冷却盘管内冷却水的热吸收量，冷却盘管是由与冷却段的炉体表面材质相同的圆管沿其圆管截面一分为二的半圆管制成，将半圆管弯制成螺旋状焊接在氮化炉冷却段的炉体外圆面上，形成截面为半圆的冷却水密封通道，冷却水由进水口进入，沿截面为半圆的螺旋状密封通道迅速流过，由出水口排出，冷却水在半圆的螺旋状密封通道内流过时，可与冷却段炉体表面进行热交换，使氮化炉冷却段的温度迅速降低，且使其表面温度非常均用，解决了目前由于冷却水在水夹套内流速不均所形成的汽化问题。 [0029] 为更好的保证对氮化炉冷却段的冷却效果，半圆状的螺旋盘管可以为两根，这样在氮化炉冷却段的外表面就形成了双螺旋盘管，冷却水的流量将增大一倍，冷却水在半圆状的螺旋盘管内内的停留时间将减少近一半，这样就可使氮化炉冷却段内的温度进一步降低。 [0030] 半圆状的螺旋盘管与冷却段炉体外圆面选择相同的材质，其目的是使半圆状的螺旋盘管与冷却段外圆面的收缩率一致，防止防止由于冷却段炉体热胀冷缩造成盘管与冷却段外圆表面面产生裂缝。 [0031] 实施例2—5：实施例回炉氰氨化钙的球磨粒度 2 0.5mm 3 3mm 4 10mm 5 30mm 在实施例1的基础上改变回炉氰氨化钙的球磨粒度如上表所示，其余条件不变。