电石生产工艺介绍

电石生产工艺介绍内容摘要：

十分巨大的。 要想提高炉温，主要是靠生产高质量的电石，相应地也要提高电石炉的负荷。 在这种情况下，炉膛内的电阻将会下降，电极不容易深入到适当的位置，甚至出现明弧操作，这 就会降低各项技术经济指标。 通常采用的办法为：适当提高电流电压比，使其能在电阻较低的情况下，仍然进行闭弧操作；掺用部分比电阻较大的碳素材料等。 从相图上还要以看出，如果要生产 300 升 /公斤发气量以上的电石，炉温至少要在 1980℃以上，最好是 2020℃。 炉温越高，电石成份就越高。 另外，如果配比低了，就是尽烧也不会有高质量的电石。 69%的电石凝固后，电石中是混成一片，没有电石的晶体，而成份高的电石中才有电石的结晶体镶嵌在 69%成份的电石的凝固体中间。 电石成份越高，结晶体越多。 炉料配比，通常 以 100 公斤石灰配合多少公斤碳素材料来表示。 电石生成反应： CaO＋ 3C CaC2+CO 56 3 12 64 按上式计算，理论上制得一吨电石需消耗氧化钙： 641000 56=875 公斤 需消耗纯碳： 641000 36＝ 563 公斤 纯炉料配比＝ 875563 100％＝ ％ 上式说明 100 公斤纯石灰完成生成电石需配入。 实际上工业电石炉不可能采用纯原料，也不可能生产纯 电石，因此实际生产中计算炉料配比必须原料中的杂质含量，以及在生产过程中物料损失等因素，由生产实践得出经验公式： 炉料配比＝ DEBA FBC   9 式中： A――石灰中氧化钙含量 B――电石中碳化钙含量 C――碳素原料中固定碳含量 D――电石中游离氧化钙含量 E――投炉石灰损失量 F――投炉碳素原料损失量 据我厂情况： A＝ % B=% C=83% D=% E=2% F=% 炉料配比＝   ＝ ％ 上述求得为碳素材料无水份的配比，称为干基配比，密闭炉用焦炭含水量为 1％，考虑碳素材料带水时： 炉料配比＝ ＝%)11( =% 即：石灰：焦炭＝ 4 电石炉有关参数 讨论 、 电流电压比 电石炉容量不同，其最佳电流电压比不同，一般来说电石炉容量越大，其最佳电流电压比也越大。 可用公式计算：（ I2/U2） 最佳 ＝ Kg 式中： Kg――流压比系数，一般取 31～ （ I2/U2） 最佳 ＝ Kg＝ ＝ 414 对于同容量的电石炉，其电流电压比大，会使电极容易深入炉料而闭弧生产，热效率较高。 但电流电压比过大，电极插入炉料应会太深，减少熔池的高度和体积而降低产量，同时易烧坏炉底。 这时功率因数和电效率也较低。 电石生产时，往往采用两台变压器并联的方法来提高电流电压比，或采用单台变压器负荷生产的方法来提高电流电压比。 电极直径 电极直径决定于电极的电流密度， 而允许的电流密度与所使用的电极糊质量相关。 电极的电流密度选得过大，则电极直径过小 ，会增加电极的电阻电耗，电 极容易因过焙烧而硬断，也会缩小电石炉熔池；电极电流密度选得过小，则电极直径过大，虽然能扩大熔池，还可减干基配比 1水份 10 少电极电阻电耗，但电极不易深入炉料，且会增加热损耗而降低热效率，电极焙烧不足易软断，电弧温度也会降低，对生产不利。 所以，必须选用合适的电极电流密度和电极直径。 电极同心圆 合理的同心圆直径是闭弧生产、优质高产低消耗的条件。 电极同心圆是由电极直径、电流电压比、电极间距、电位、电石反应区电能密度等所决定的，而首先是取决于电极直径。 同心圆选得过大，三相熔池容易不通，出炉困难，易翻液体，中心区热量不集中，温度不高，难以得到高质量的电石；同心圆选得过小，三角区易重叠，热量过于集中，炉料站不住，热量损失大，产量不高，电耗高。 炉膛内径 炉膛内径太小，炉墙易损，炉膛内径太大，则会增加电石炉的建筑面积，增加投资，也会使短网长度增加，增大电耗，降低电效率，同时也易增加出炉的难度。 炉膛深度 炉膛深度太浅，炉料层太薄，蓄热困难，表面散热损失大，不但会降低电石产量，且电极离炉底过近，电弧燃烧过于集中，易损坏炉底，也会迫使电极上升，较难闭弧生产。 炉膛太深，不仅会减少电石反应区的电能密度，降低电石质量，且会使出炉困难。 影响电石消耗的因素 原料中杂质的影响 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： SiO2+2C=Si+2CO574kJ Fe2O3+3C=2Fe+3CO452kJ Al2O3+3C=2Al+3CO1218kJ MgO＋ C＝ Mg＋ CO486kJ 上述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： Mg＋ CO＝ MgO＋ C＋ 489kJ 此时，由于反应放出强热形成高温，局部硬壳遭到破坏，使带有杂质（ Si、 Fe、 Al、 Mg）的液态电石侵蚀了炉底。 另一部镁上升到炉料表面，与一氧化碳或空气中的氧反应： Mg＋ 21 O2＝ MgO＋ 614kJ 11 当镁与氧反应时，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。 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，沉积于炉底，造成炉底升高。 一部分与铁作用生成硅铁，硅铁会损坏炉壁铁壳，出炉时会损坏嘴和电石锅等。 氧化铝在电石炉 内不能全部还原成铝，一部分混在电石里，降低了电石的质量，而大部分成为粘度很大的炉渣，沉积于炉底，使炉底升高，严重时，炉眼位置上移，造成电炉操作条件恶化。 氧化铁在电炉内与硅熔融成硅铁。 磷和硫在炉内分别与石灰中的氧化钙反应生成磷化钙和硫化钙混在电石中。 磷化钙在制造乙炔气时混在乙炔中有引起自燃和爆炸的危险，硫化钙在乙炔气燃烧时，变成二氧化硫气体，对金属设备有腐蚀作用。 依据氧化物的反应热量平衡计算，平均每公斤氧化物还原需要耗热折电 、耗焦。 如果炭材中灰分增加 1%，按焦耗 600kg/t 计算 ，则影响电石电耗约 600 1% ＝ 15kWh/t；影响电石焦耗约 600 1% ＝。 平均每公斤氧化镁及氧化硅还原需要耗热折电为 3kWh、耗焦为。 如果石灰中氧化镁及氧化硅含量增加 1%，按电石石灰耗 900kg/t 计算，则影响电石电耗约 900 1% 3＝ 27kWh/t，影响焦耗约 900 1% ＝。 焦炭中灰分含量的升高对电石电耗及焦耗具有综合的影响。 灰分高即会造成固定碳含量降低，在电石生产时必然会影响炉料的配比，进而影响到炉料。