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一种利用撞击流进行干法电石渣处理的装置及方法

申请号 CN202310498729.5 申请日 2023-05-06 公开(公告)号 CN116200212A 公开(公告)日 2023-06-02
申请人 中国科学院过程工程研究所; 发明人 孟子衡; 李会泉; 朱干宇; 李少鹏; 颜坤; 马伟平; 杨悦;
摘要 本 发明 提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的装置及方法,所述装置包括撞击流反应装置;所述撞击流反应装置包括同轴进料管道、撞击流反应区和 汽化 剂进气装置;所述撞击流反应区位于所述同轴进料管道连接处的垂直 中轴 面;所述汽化剂进气装置设置于所述撞击流反应区的上方;所述撞击流反应区的上方设置有排气管道,并垂直于所述同轴进料管道;所述撞击流反应区的下方设置有出料管道,并垂直于所述同轴进料管道。本发明提供的装置及方法能够在电石渣 破碎 的同时加快电石的 水 解 反应,促进电石渣乙炔气的释放;本发明提供的装置与旋 风 分离器和袋式 除尘器 联用可以进一步实现电石渣杂质的分离,具有成本低、设备简单、乙炔气逸散速度快等优点。
权利要求

1.一种利用撞击流进行干法电石渣处理的装置,其特征在于,所述装置包括撞击流反应装置;
所述撞击流反应装置包括同轴进料管道、撞击流反应区和汽化剂进气装置;
所述撞击流反应区位于所述同轴进料管道连接处的垂直中轴面;
所述汽化剂进气装置设置于所述撞击流反应区的上方;
所述撞击流反应区的上方设置有排气管道,并垂直于所述同轴进料管道;
所述撞击流反应区的下方设置有出料管道,并垂直于所述同轴进料管道。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述同轴进料管道为平同轴管道,且以撞击流反应区为中心垂直对称分布;
所述同轴进料管道沿进料方向由第一管道和第二管道连接组成;
所述第一管道的直径为所述第二管道直径的1.5‑2倍;
所述第一管道上分别独立地设置有和流量计。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述撞击流反应区的水平长度为第二管道直径的1‑2倍;
所述汽化剂进气装置的出口设置于所述撞击流反应区的垂直中轴面正中心的上方;
所述汽化剂进气装置出口的管径为1‑2.5mm。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述排气管道与袋式除尘器的进口管道连接;
所述出料管道与旋分离器的进口管道连接。
5.一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,其特征在于,所述方法采用权利要求
1‑4任一项所述的装置进行,所述方法包括:
电石渣经同轴进料管道气流输送至撞击流反应区,同时将汽化剂通过汽化剂进气装置输送至撞击流反应区,然后电石渣在所述撞击流反应区同时发生破碎水解反应,破碎后的电石渣落入所述出料管道,少部分细颗粒随气体进入所述排气管道。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述电石渣的粒径为20‑300μm;
3
所述气流输送电石渣的含量为0.6‑1.2kg/m。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述电石渣在同轴进料管道的第二管道中流速相同;
所述电石渣在第二管道中的进料流速为8‑15m/s。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述汽化剂通过汽化剂进气装置具体为:
将汽化剂加热汽化后,然后由氮气带入至汽化剂进气装置中;
所述加热汽化的温度为110‑130℃;
所述汽化剂在汽化剂进气装置出口的流速为2‑8m/s;
所述氮气的流量为所述气流输送流量的0.008%‑0.015%。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述汽化剂与电石渣的质量比为(1‑5):
1000;
所述汽化剂包括溶剂有机酸
所述溶剂为水;
所述有机酸包括草酸醋酸柠檬酸或水杨酸中任意一种或至少两种的组合;
所述汽化剂中有机酸的含量为10wt%‑60wt%。
10.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述水解反应产生乙炔气体;
破碎后的电石渣落入所述出料管道后还包括:进入旋风分离器中进行颗粒分级分离;
少部分细颗粒随着气体进入所述排气管道后还包括:进入袋式除尘器回收细颗粒。

说明书全文

一种利用撞击流进行干法电石渣处理的装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于资源与环境技术领域,尤其涉及一种利用撞击流进行干法电石渣处理的装置及方法。

背景技术

[0002] 电石渣是电石与反应制备乙炔过程中产生的工业废弃物,每年排放约3000万吨,主要成分为氢,含量可达80% 90%,具有很大的再利用价值,可用于水泥、建筑~材料等方面,或者经过分离提纯后用作脱硫剂或制备活性氧化钙等。由于电石渣中会夹带少量未反应完全的电石以及吸附乙炔气,在电石渣资源化利用过程中,乙炔会逸出并富集,存在较大的安全隐患。
[0003] CN109609188A公开了一种湿法乙炔电石渣处理工艺,具体包括以下步骤:a)电石渣浆中乙炔气的回收,将电石渣浆进行初步沉降分离,并通过渣浆将电石渣浆喷入脱气塔内,同时采用真空泵从脱气塔顶部抽气,使脱气塔保持一定的真空度;b)电石渣浆的压滤、干燥,回收乙炔气的电石渣浆经压滤系统压滤后,通过干燥机进行预干燥,经预干燥的电石渣送入干燥塔,在引机的作用下与鼓风机送入的高温干燥气流在塔内充分混合,旋流上升,微粒随气流从塔顶排出;c)电石渣的分级,经干燥的电石渣送至固体粉料分级器进行粗细电石渣分离。
[0004] 但湿法乙炔电石渣处理工艺耗水量大,虽然将将电石渣浆经重沉降后再进一步脱水,但滤饼的含水率仍达40%‑50%,存储过程中占用大量土地,且其工艺流程复杂,而干法处理电石渣节水优势明显,在保证安全的情况下,提供一种能够实现干法电石渣中乙炔快速脱除以及回收的装置系统是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种利用撞击流进行干法电石渣处理的装置及方法,所述装置及方法通过增设撞击流反应区,两股高速气流输送的电石渣在撞击流反应区高速碰撞,有利于包裹电石和杂质颗粒的暴露与分离;进一步增设汽化剂进气装置,以加速包裹电石水解并释放乙炔,达到干法电石渣乙炔强化释放的目的,且释放的乙炔分散在气相中,而大风量的气流输送进一步实现了干法电石渣乙炔气的强化逸散,避免后续利用过程中的乙炔气快速积累。
[0006] 为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:
[0007] 第一方面,本发明提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的装置,所述装置包括撞击流反应装置;
[0008] 所述撞击流反应装置包括同轴进料管道、撞击流反应区和汽化剂进气装置;
[0009] 所述撞击流反应区位于所述同轴进料管道连接处的垂直中轴面;
[0010] 所述汽化剂进气装置设置于所述撞击流反应区的上方;
[0011] 所述撞击流反应区的上方设置有排气管道,并垂直于所述同轴进料管道;
[0012] 所述撞击流反应区的下方设置有出料管道,并垂直于所述同轴进料管道。
[0013] 本发明所述装置在传统的旋风分离过程引入撞击流,两股高速气流输送的电石渣颗粒在撞击流反应区高速碰撞,颗粒高速碰撞会导致电石渣破碎、解聚、断裂等,有利于包裹电石和杂质颗粒的暴露与分离,然后通过在撞击流反应区的上方设置汽化剂进气装置,汽化剂中有机酸可以与包裹电石的氢氧化钙反应,大大降低电石与水的反应阻力,能够进一步加速包裹电石与水反应并释放乙炔,达到干法电石渣乙炔强化释放的目的;同时电石渣中包裹电石与水反应生成氢氧化钙会导致体积膨胀,进一步促进电石渣颗粒的破碎、解聚或断裂,有利于包裹电石进一步的反应释放以及杂质颗粒进一步的分离。
[0014] 作为本发明优选的技术方案,所述同轴进料管道为水平同轴管道,且以撞击流反应区为中心垂直对称分布。
[0015] 优选地,所述同轴进料管道沿进料方向由第一管道和第二管道连接组成。
[0016] 本发明中,所述同轴进料管道中的第一管道直径与长度均相同;所述同轴进料管道中的第二管道直径与长度均相同。
[0017] 优选地,所述第一管道的直径为所述第二管道直径的1.5‑2倍,例如可以是1.6倍、1.7倍、1.8倍或1.9倍等,但不限于所列举的数值,数值范围内的其他数值同样适用。
[0018] 优选地,所述第一管道上分别独立地设置有和流量计。
[0019] 值得说明的是,同轴进料管道以撞击流反应区为中心垂直对称分布,其同一侧管道均由直径不同的两个管道组成,利用管道变径提高气流输送速度;另外,通过控制阀门和流量计确保电石渣在左右两侧的第二管道中的进料流速相同。
[0020] 作为本发明优选的技术方案,所述撞击流反应区的水平长度为第二管道直径的1‑2倍,例如可以是1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍或1.9倍等,但不限于所列举的数值,数值范围内的其他数值同样适用。
[0021] 本发明中,将撞击流反应区的水平长度即为撞击距离,将其控制在特定范围内,有利于保持电石渣碰撞区与汽化剂喷雾区重合,从而实现汽化剂与电石渣充分的反应或作用,以达到乙炔气快速释放及杂质分离的目的。
[0022] 优选地,所述汽化剂进气装置的出口设置于所述撞击流反应区的垂直中轴面正中心的上方。
[0023] 本发明中,对汽化剂进气装置设置的具体高度不做限定,只要确保其出口喷出的气体能够与撞击流反应区的电石渣充分接触与作用即可。
[0024] 优选地,所述汽化剂进气装置出口的管径为1‑2.5mm,例如可以是1.2mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm或2.4mm等,但不限于所列举的数值,数值范围内的其他数值同样适用。
[0025] 作为本发明优选的技术方案,所述排气管道与袋式除尘器的进口管道连接。
[0026] 优选地,所述出料管道与旋风分离器的进口管道连接。
[0027] 本发明中,所述排气管道与所述出料管道的直径相同。所述装置与旋风分离器和袋式除尘器联用可以实现电石渣杂质的分离。
[0028] 第二方面,本发明提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,所述方法采用第一方面所述的装置进行,所述方法包括:
[0029] 电石渣经同轴进料管道气流输送至撞击流反应区,同时将汽化剂通过汽化剂进气装置输送至撞击流反应区,然后电石渣在所述撞击流反应区同时发生破碎和水解反应,破碎后的电石渣落入所述出料管道,少部分细颗粒随气体进入所述排气管道。
[0030] 本发明所述方法能够实现干法电石渣乙炔气的快速逸散以及杂质的分离,具有成本低、设备简单、乙炔气逸散速度快等优点。
[0031] 作为本发明优选的技术方案,所述电石渣的粒径为20‑300μm,例如可以是50μm、80μm、100μm、150μm、180μm、200μm、250μm或280μm等,但不限于所列举的数值,数值范围内的其他数值同样适用。
[0032] 优选地,所述气流输送电石渣的含量为0.6‑1.2kg/m3,例如可以是0.7kg/m3、3 3 3 3
0.8kg/m 、0.9kg/m、1.0kg/m或1.1kg/m等,但不限于所列举的数值,数值范围内的其他数值同样适用。
[0033] 作为本发明优选的技术方案,所述电石渣在同轴进料管道的第二管道中流速相同。
[0034] 优选地,所述电石渣在第二管道中的进料流速为8‑15m/s,例如可以是9m/s、10m/s、11m/s、12m/s、13m/s或14m/s等,但不限于所列举的数值,数值范围内的其他数值同样适用。
[0035] 值得说明的是,所述方法控制两股气流速度相同地进行高速撞击,当两个高速运行的气体相互撞击时,由于方向相反,导致气体相对速度很快变为零;但由于电石渣颗粒密度高、惯性大,电石渣颗粒的运动不会立刻停止,而是在气流中做一段周期性摆动后离开撞击流反应区,这种运动导致了三种效应:电石渣颗粒互相撞击导致电石渣颗粒的破碎、解聚、断裂等,气固接触面积增大,同时有利于包裹电石和杂质颗粒的暴露与分离;此外,电石渣颗粒在撞击流反应区可作周期性摆动,导致颗粒在气流内停留时间长,有利于电石与水反应释放乙炔等过程的充分进行。
[0036] 作为本发明优选的技术方案,所述汽化剂通过汽化剂进气装置具体为:将汽化剂加热汽化后,然后由氮气带入至汽化剂进气装置中。
[0037] 优选地,所述加热汽化的温度为110‑130℃,例如可以是112℃、114℃、116℃、118℃、120℃、122℃、124℃、126℃或128℃等,但不限于所列举的数值,数值范围内的其他数值同样适用。
[0038] 优选地,所述汽化剂在汽化剂进气装置出口的流速为2‑8m/s,例如可以是3m/s、4m/s、5m/s、6m/s或7m/s等,但不限于所列举的数值,数值范围内的其他数值同样适用。
[0039] 值得说明的是,本发明将汽化剂的出料流速控制在2‑8m/s内时,有利于汽化剂与电石渣充分接触和作用,从而加快乙炔气的释放。
[0040] 优选地,所述氮气的流量为所述气流输送流量的0.008%‑0.015%,例如可以是0.009%、0.010%、0.011%、0.012%、0.013%或0.014%等,但不限于所列举的数值,数值范围内的其他数值同样适用。
[0041] 作为本发明优选的技术方案,所述汽化剂与电石渣的质量比为(1‑5):1000,例如可以是1.5:1000、2:1000、2.5:1000、3:1000、3.5:1000、4:1000或4.5:1000等,但不限于所列举的数值,数值范围内的其他数值同样适用。
[0042] 优选地,所述汽化剂包括溶剂和有机酸。
[0043] 值得说明的是,本发明在撞击流反应区引入少量含水蒸气和气态有机酸的气流,有利于提高撞击流反应区局部水蒸气和气态有机酸浓度,而气态有机酸可以加快氢氧化钙包裹层的分解,均可加快电石与水反应释放出乙炔,达到干法电石渣乙炔强化释放的目的;释放的乙炔再分散在气相中,从而实现了干法电石渣乙炔气的强化逸散,避免后续利用过程中的乙炔气快速积累。
[0044] 优选地,所述溶剂为水。
[0045] 优选地,所述有机酸包括草酸醋酸柠檬酸或水杨酸中任意一种或至少两种的组合,所述组合典型但非限制性的有:草酸和醋酸的组合,柠檬酸和醋酸的组合或柠檬酸和水杨酸的组合等。
[0046] 优选地,所述汽化剂中有机酸的含量为10wt%‑60wt%,例如可以是15wt%、20wt%、25wt%、30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、50wt%或55wt%等,但不限于所列举的数值,数值范围内的其他数值同样适用。
[0047] 作为本发明优选的技术方案,所述水解反应产生乙炔气体。
[0048] 优选地,破碎后的电石渣落入所述出料管道后还包括:进入旋风分离器中进行颗粒分级分离。
[0049] 优选地,少部分细颗粒随着气体进入所述排气管道后还包括:进入袋式除尘器回收细颗粒。
[0050] 本发明中,由于杂质颗粒多包裹于氢氧化钙层中,通过颗粒碰撞有利于杂质与氢氧化钙的解离,有利于后续旋风分离过程对电石渣杂质的分离;同时解离的颗粒直径细小的氢氧化钙密度比杂质更小,会随气流进入袋式除尘器,从而得到纯度较高、比表面积更大的氢氧化钙粉体。
[0051] 本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值,还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
[0052] 相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
[0053] (1)本发明提供的装置通过设置撞击流反应区、管道变径,两股高速气流输送的电石渣颗粒在撞击流反应区高速碰撞,进行电石渣颗粒的破碎、解聚、断裂等,有利于包裹电石和杂质颗粒的暴露与分离;以及在撞击流反应区上方增设汽化剂进气装置,加速包裹电石水解并释放乙炔,达到干法电石渣乙炔强化释放的目的;
[0054] (2)本发明提供的方法能够同时进行电石渣颗粒的破碎以及电石水解反应,实现干法电石渣乙炔气的快速逸散以及杂质的分离,具有工艺简便、成本低、乙炔气逸散速度快等优点。附图说明
[0055] 图1为实施例1提供的利用撞击流进行干法电石渣处理的装置示意图;
[0056] 其中,1‑第一管道,2‑第二管道,3‑撞击流反应区,4‑汽化剂进气装置的出口,5‑排气管道,6‑出料管道,7‑阀门,8‑流量计。

具体实施方式

[0057] 下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
[0058] 下述实施例及对比例中旋风分离器的设备参数均为:产量 60t/h,喂料量80‑3
140t/h,选粉空气量120000m/h,转子转速 100‑230r/min,设备阻力 1.8‑2.4kPa,设备出料口位置为90°对口出料,出料口负压1076.2Pa,旋风分离器频率为17.2Hz,风机频率为
3 3
38.83Hz;袋式除尘器的设备参数均为:处理风量60000m/h,进口含尘浓度<200g/Nm ,出口
3
含尘浓度<30g/Nm,阻力 1470‑1770Pa。
[0059] 实施例1
[0060] 本实施例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的装置,如图1所示,所述装置包括撞击流反应装置;
[0061] 所述撞击流反应装置包括同轴进料管道、撞击流反应区3和汽化剂进气装置;
[0062] 所述同轴进料管道为水平同轴管道,且以撞击流反应区3为中心垂直对称分布;所述同轴进料管道沿进料方向由第一管道1和第二管道2连接组成;所述第一管道1的直径为所述第二管道2直径的2倍;左右两侧第一管道1直径与长度均相同,左右两侧第二管道2直径与长度均相同;所述第一管道1上分别独立地设置有阀门7和流量计8;
[0063] 所述撞击流反应区3位于所述同轴进料管道连接处的垂直中轴面;所述撞击流反应区3的水平长度为第二管道2直径的1.5倍;
[0064] 所述汽化剂进气装置设置于所述撞击流反应区3的上方;所述汽化剂进气装置的出口4设置于所述撞击流反应区3的垂直中轴面正中心的上方;所述汽化剂进气装置出口3的管径为1.5mm;
[0065] 所述撞击流反应区3的上方设置有排气管道5,并垂直于所述同轴进料管道;所述排气管道5与袋式除尘器的进口管道连接;
[0066] 所述撞击流反应区3的下方设置有出料管道6,并垂直于所述同轴进料管道;所述出料管道6与旋风分离器的进口管道连接;所述排气管道5与所述出料管道6的直径相同。
[0067] 实施例2
[0068] 本实施例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的装置,所述装置包括撞击流反应装置;
[0069] 所述撞击流反应装置包括同轴进料管道、撞击流反应区和汽化剂进气装置;
[0070] 所述同轴进料管道为水平同轴管道,且以撞击流反应区为中心垂直对称分布;所述同轴进料管道沿进料方向由第一管道和第二管道连接组成;所述第一管道的直径为所述第二管道直径的1.5倍;左右两侧第一管道直径与长度均相同,左右两侧第二管道直径与长度均相同;所述第一管道上分别独立地设置有阀门和流量计;
[0071] 所述撞击流反应区位于所述同轴进料管道连接处的垂直中轴面;所述撞击流反应区的水平长度为第二管道直径的1倍;
[0072] 所述汽化剂进气装置设置于所述撞击流反应区的上方;所述汽化剂进气装置的出口设置于所述撞击流反应区的垂直中轴面正中心的上方;所述汽化剂进气装置出口的管径为2mm;
[0073] 所述撞击流反应区的上方设置有排气管道,并垂直于所述同轴进料管道;所述排气管道与袋式除尘器的进口管道连接;
[0074] 所述撞击流反应区3的下方设置有出料管道,并垂直于所述同轴进料管道;所述出料管道与旋风分离器的进口管道连接;所述排气管道与所述出料管道的直径相同。
[0075] 实施例3
[0076] 本实施例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的装置,除了左右两侧所述第一管道和第二管道的直径相同以外,其他条件均与实施例1相同。
[0077] 实施例4
[0078] 本实施例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的装置,除了所述汽化剂进气装置出口的管径为4mm以外,其他条件均与实施例1相同。
[0079] 实施例5
[0080] 本实施例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的装置,除了所述汽化剂进气装置出口的管径为0.2mm以外,其他条件均与实施例1相同。
[0081] 对比例1
[0082] 本对比例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的装置,除了未设置汽化剂进气装置以外,其他条件均与实施例1相同。
[0083] 应用例1
[0084] 本应用例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,所述方法采用实施例1提供的装置进行,所述方法包括:
[0085] 将粒径为200μm的电石渣按照1.0 kg/m3的输送量依次经第一管道1、第二管道2气流输送至撞击流反应区3,电石渣在左右两侧第二管道2的进料流速均为10 m/s,同时将汽化剂通过汽化剂进气装置出口4输送至撞击流反应区3,汽化剂在汽化剂进气装置出口4的流速为5m/s,然后电石渣在撞击流反应区3中进行撞击,在电石渣发生破碎的同时进行水解反应并释放乙炔,破碎后的电石渣落入出料管道6,之后进入旋风分离器中进行颗粒分级分离;少部分细颗粒随气体进入排气管道5,之后进入袋式除尘器回收细颗粒;
[0086] 所述汽化剂通过汽化剂进气装置具体为:将由水和30wt%有机酸组成的汽化剂在120℃加热汽化后,然后由氮气带入至汽化剂进气装置中;
[0087] 所述汽化剂进料量与电石渣进料量的质量比为3:1000;所述有机酸为质量比1:1的草酸和醋酸的混合酸;
[0088] 所述氮气的流量为所述气流输送流量的0.010%。
[0089] 应用例2
[0090] 本应用例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,所述方法采用实施例1提供的装置进行,所述方法包括:
[0091] 将粒径为300μm的电石渣按照0.6 kg/m3的输送量依次经第一管道1、第二管道2气流输送至撞击流反应区3,电石渣在左右两侧第二管道2的进料流速均为15 m/s,同时将汽化剂通过汽化剂进气装置出口4输送至撞击流反应区3,汽化剂在汽化剂进气装置出口4的流速为5m/s,然后电石渣在撞击流反应区3中进行撞击,在电石渣发生破碎的同时进行水解反应并释放乙炔,破碎后的电石渣落入出料管道6,之后进入旋风分离器中进行颗粒分级分离;少部分细颗粒随气体进入排气管道5,之后进入袋式除尘器回收细颗粒;
[0092] 所述汽化剂通过汽化剂进气装置具体为:将由水和10wt%有机酸组成的汽化剂在120℃加热汽化后,然后由氮气带入至汽化剂进气装置中;
[0093] 所述汽化剂进料量与电石渣进料量的质量比为1:1000;所述有机酸为质量比2:8的醋酸和水杨酸的混合酸;
[0094] 所述氮气的流量为所述气流输送流量的0.010%。
[0095] 应用例3
[0096] 本应用例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,所述方法采用实施例2提供的装置进行,所述方法包括:
[0097] 将粒径为100μm的电石渣颗粒按照1.2 kg/m3的输送量依次经第一管道、第二管道气流输送至撞击流反应区,电石渣在左右两侧第二管道的进料流速均为8 m/s,同时将汽化剂通过汽化剂进气装置出口输送至撞击流反应区,汽化剂在汽化剂进气装置出口的流速为3m/s,然后电石渣在撞击流反应区中进行撞击,在电石渣发生破碎的同时进行水解反应并释放乙炔,破碎后的电石渣落入出料管道,之后进入旋风分离器中进行颗粒分级分离;少部分细颗粒随气体进入排气管道,之后进入袋式除尘器回收细颗粒;
[0098] 所述汽化剂通过汽化剂进气装置具体为:将由水和60wt%有机酸组成的汽化剂在120℃加热汽化后,然后由氮气带入至汽化剂进气装置中;
[0099] 所述汽化剂进料量与电石渣进料量的质量比为5:1000;所述有机酸为质量比1:1的柠檬酸和水杨酸的混合酸;
[0100] 所述氮气的流量为所述气流输送流量的0.010%。
[0101] 应用例4
[0102] 本应用例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,除了所述电石渣在左右两侧第二管道的进料流速均为4 m/s以外,其他条件均与应用例1相同。
[0103] 应用例5
[0104] 本应用例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,除了所述电石渣在左右两侧第二管道的进料流速均为18 m/s以外,其他条件均与应用例1相同。
[0105] 应用例6
[0106] 本应用例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,除了所述汽化剂进料量与电石渣进料量的质量比为0.2:1000以外,其他条件均与应用例1相同。
[0107] 应用例7
[0108] 本应用例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,除了所述汽化剂进料量与电石渣进料量的质量比为15:1000以外,其他条件均与应用例1相同。
[0109] 应用例8
[0110] 本应用例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,除了所述汽化剂均由水组成,不含有机酸以外,其他条件均与应用例1相同。
[0111] 应用例9
[0112] 本应用例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,除了所述汽化剂由水和70wt%有机酸组成以外,其他条件均与应用例1相同。
[0113] 应用例10
[0114] 本应用例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,除了所述方法采用实施例3提供的装置进行,电石渣在左右两侧第二管道的进料流速均为2 m/s以外,其他条件均与应用例1相同。
[0115] 应用例11
[0116] 本应用例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,除了所述方法采用实施例4提供的装置进行,汽化剂在汽化剂进气装置出口的流速为1m/s以外,其他条件均与应用例1相同。
[0117] 应用例12
[0118] 本应用例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,除了所述方法采用实施例5提供的装置进行,汽化剂在汽化剂进气装置出口的流速为10m/s以外,其他条件均与应用例1相同。
[0119] 对比应用例1
[0120] 本对比应用例提供了一种利用撞击流进行干法电石渣处理的方法,除了所述方法采用对比例1提供的装置进行,其他条件均与应用例1相同。
[0121] 将上述应用例与对比应用例所得的旋风分离器细渣和袋式除尘器收集电石渣进行表征,表征结果如表1所示,具体方法如下:
[0122] 旋风分离器得到细渣中乙炔释放量的测试方法:将50g电石渣与0.5L水混合配置为浆液加入到密封的圆底烧瓶中在90°C条件下搅拌0.5h,检测圆底烧瓶中释放的乙炔浓度,以此计算电石渣释放的乙炔量(L),再根据电石渣浆中的电石渣质量(kg),可以计算得到电石渣的乙炔释放量(L/kg);
[0123] 细渣和电石渣中氢氧化钙含量均通过EDTA滴定法进行定量分析。
[0124] 表1
[0125]
[0126] 由表1可以得出以下几点:
[0127] (1)采用本发明实施例1‑2提供的利用撞击流进行干法电石渣处理的装置及方法,能够实现干法电石渣乙炔气的快速逸散以及杂质的分离,得到的细渣中乙炔气含量低、细渣及电石渣中氢氧化钙含量均较高;
[0128] (2)综合应用例1和应用例4‑5可知,当电石渣在第二管道的进料流速较低时,电石渣碰撞速度较低,无法为电石渣碰撞提供足够的能量,导致电石渣难以有效破碎,从而影响乙炔气的释放以及杂质的分离;当电石渣在第二管道的进料流速较高时,电石渣颗粒碰撞剧烈,使得颗粒粒度过细,虽然有利于乙炔气的释放,但是不利于后端旋风分离过程电石渣与杂质的有效分离,此外,剧烈的高速碰撞也导致杂质颗粒细化,并在袋式除尘器收集,导致袋式除尘器收集电石渣中杂质含量也较高;
[0129] (3)综合应用例1和应用例6‑7可知,当汽化剂加入量较少时,汽化剂与电石渣无法充分作用,难以实现颗粒的有效破碎以及乙炔气的充分反应、释放;当汽化剂加入量较多时,电石渣颗粒会出现吸湿团聚的现象,且电石渣与有机酸反应产生的有机酸盐过多,导致电石渣颗粒间黏附、团聚,不利于电石渣颗粒的有效破碎、乙炔气的充分反应/释放以及杂质的高效分离;综合应用例1和应用例8‑9可知,当汽化剂由纯水组成时,因纯水不能加速电石的水解,且纯水无法与包裹电石的氢氧化钙反应,难以有效降低电石与水的反应阻力,导致细渣中含有大量的乙炔气;当汽化剂中有机酸含量较高时,电石渣与有机酸反应过多,产生的有机酸盐过多,导致电石渣颗粒间黏附、团聚,不利于乙炔气的释放以及杂质的分离;
[0130] (4)综合应用例1和应用例10可知,当第一管道和第二管路的直径相同时,无法提高气流输送速度,而第二管道内的流速太低时,电石渣碰撞速度较低,无法为电石渣碰撞提供足够的能量,导致电石渣难以有效破碎,从而影响乙炔气的释放以及杂质的分离;由于颗粒碰撞轻微,无法形成极细颗粒电石渣,从而导致袋式除尘器难以收集到极细颗粒电石渣;
[0131] (5)综合应用例1和应用例11‑12可知,当汽化剂在出口的流速较低时,汽化剂喷雾区较小,仅在喷头附近进行分散,难以与电石渣充分作用;当汽化剂在出口的流速较高时,汽化剂喷雾脱离了电石渣碰撞区,大部分喷到了出料管道中,无法实现电石渣颗粒碰撞的同时与汽化剂充分反应或作用;
[0132] (6)综合应用例1和对比应用例1可知,当未设置汽化剂进气装置时,无法进行电石水解反应,汽化剂也无法促进电石渣颗粒进一步破碎、解聚,导致细渣中含有大量的乙炔气,细渣及电石渣中氢氧化钙含量下降。
[0133] 申请声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征,但本发明并不局限于上述详细结构特征,即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。