[发明专利]一种电石生产系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电石生产系统，具体地讲，涉及一种由固体含碳原料和含钙原料通过两段法生产电石的系统。

背景技术

碳化钙俗称电石(CaC₂)，上世纪中叶之前被誉为有机合成之母。目前主要用于生产氯乙烯基、醋酸乙烯基和丙烯酸基等系列产品，如我国70％左右的PVC(聚氯乙稀)生产源于电石乙炔。近年来，石油价格的高涨刺激了电石工业的发展，我国电石产量由2002年的425万吨增加到2006年的1177万吨。

传统的电石生产采用固定床-电弧法，利用电弧产生的高温将固定床(也称移动床或电炉)中的块状氧化钙和块状焦炭加热至2000℃以上，停留一定时间而生成熔融态电石。生产过程中氧化钙和焦炭的混合物由电炉上端加入，二者反应生成的CO通过块状物料缝隙从炉体上部排出，熔融的产物电石由炉底排出，经冷却、破碎得到成品。

电弧法采用高品位的电能加热，能耗很高。据报道，我国生产1吨电石的平均电耗达3250kW·h[唐维成，节能技术，1999，17(1)：38]，其中，60％左右用于原料加热和反应，40％左右由高温电石炉气(包括CO)放空带走[郑国汉，电石生产技术进展，现代化工，1985：22-25]。除此以外，电炉构造复杂、难以放大、电极消耗量大，导致投入和运行成本很高。

据报道，电石也可由氧热法制备，即通过煤、重油或天然气等燃烧提供热量，替代电极供热[郑国汉，电石生产技术进展，现代化工，1985：22-25]。日本(昭61-178412)和德国有关资料公开了竖炉全焦氧热法，但由于焦炭消耗量倍增，生产成本还高于电弧法。2005年，我国(CN1843907A)公开了一种以煤、天然气、重油等相对廉价的燃料辅助供热的氧燃喷吹技术，通过加入萤石和碎铁，同时生产电石和硅铁，并将副产气体CO用于生产煤气。但截至目前，氧热法尚未推广应用[化工技术经济，1990，1：20]。

显然，传统的电弧法和氧热法生产电石均采用固定床反应器，只能使用块状原料(3-20cm)，以保障产物CO气体的排出，避免气流不畅导致“崩床”。然而，块状原料的反应面小、反应速率慢，在炉内的停留时间长、生产能力小，单位产品能耗很高。另外，块状原料在备料中的损失很大，一般约20％以上的原料由于粉碎粒度过小而不能使用[魏泽民，电石工业节能技术的研究，中国氯碱，1998，7：31]。因此，电石生产“高投入、高能耗、高污染”的关键原因是采用块状原料和电弧供热的方式、副产气体CO没有合理利用。

发明内容

本发明旨在解决电石生产“高投入、高能耗、高污染”的问题，发明人通过大量的研究和创造性的劳动，研制出一种粉状进料的氧热法电石生产系统，生产能力大、节能降耗。

本发明提供的一种电石生产系统，其特征在于：包括原料预热单元和反应单元；

原料预热单元包括原料混合进料装置1、预热装置2、气体压缩装置3和换热器I 11；原料混合进料装置1包括固体原料混合器12和进料器13，固体原料混合器12的出口与进料器13的进口连通；预热装置2设有原料入口16、气体进口17、气体出口I 18和固体物料出口19；原料混合进料装置1的出口与预热装置2的原料入口16连通，气体压缩装置3通过气体进口17与预热装置2连通；换热器I 11通过气体出口I 18与预热装置2连通；

反应单元包括进料装置4、反应器5和换热器II 9；反应器5上设有原料喷口6、气体出口II 7和产物排出口8；进料装置4的固体物料入口与预热装置2的固体物料出口19连通；进料装置4的固体物料出口与反应器5上的原料喷口6连通，原料喷口6上设有含氧气体入口；反应器5上的气体出口II 7与换热器II 9的气体入口连通，换热后部分气体进入预热单元的气体压缩装置3。

进一步，进料器13上设有气体吹扫口，以防止固体物料堵塞进料器。

进一步，所述预热装置2包括预热器14，预热装置2的固体物料入口16和气体入口17设于预热器上；预热器为流化床反应器或气流床反应器。

进一步，当所述预热器14为气流床反应器，预热装置2还包括气固分离器15，预热装置2的气体出口I 18和固体物料出口19设于气固分离器15上。气体出口I 18出来的气体通过换热器I 11排空。

气固分离器15优选为旋风分离器。

进一步，反应单元的进料装置4上设有气体吹扫口，以防止物料堵塞进料装置。