[实用新型]一种直立圆筒形等离子体炬电石炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工业炉，更具体地说是一种具有节能环保意义的生产电石化学品的直立圆筒形等离子体炬电石炉。

背景技术

电石的化学名称叫碳化钙，分子式为CaC₂，是重要的化学工业原料和其他工业需要的化学品。我国是世界上电石产量最大的国家，年生产能力超过2200万吨。电石工业又是典型的传统产业，冶炼电石的传统设备是一种插入式电极结构的被称为“矿热炉”的还原电炉。“矿热炉”为圆筒形工业炉，内衬耐火材料；电极插入炉内的物料中，依靠电极电弧和电流通过物料而产生的电阻加热。熔化的电石和炉渣聚集在炉底，通过排料口流出，而炉内产生的炉气（主要成分为一氧化碳，CO）则从炉顶部排出。由于要让炉气通过物料空隙顺利排出，“矿热炉”的原料进料（焦炭和石灰）必须呈块状颗粒，从而大大增加了物料的熔融热，又由于电极带有复杂的短网系统，也存在一些电热损失。“矿热炉”多数为半密闭炉，除炉面热损失外，排出的炉气未加利用也很不合理。

这种电炉耗电较高，生产1吨电石产品需耗电3400度左右。因此传统结构的电石炉有“电老虎”和“污染大户”的名声。按照国家提出的对传统产业进行技术改造和节能减排的方针，尽管电石行业长期以来都在积极对传统电石炉采取多种节电措施，近年来还不断推广大型密闭式电石炉以保护环境，并收到一定成效；但因为未能从根本上改变传统电石炉的结构，因此不能消除其弊病。而另一方面，由于我国资源的特点（富煤少油少气）和化学工业对电石产品的强劲需求（主要用于生产聚氯乙烯树脂），以及其他工业（钢铁工业等）对电石的需求，电石行业又属于重要的基础原材料工业且对国民经济发展具有重要意义，这也就更增强了电石行业加快结构调整和技术进步的紧迫性。开发有节能环保意义的新型电石炉已成为电石行业的重要课题。

等离子体炬（也称等离子体发生器或电弧气体加热器）是让大量工作气体通过电弧区，利用电弧的能量加热气体，形成高温和高热密度等离子体射流（火炬气体温度可高达5500度以上）。因此，等离子体炬具有可作为工业炉高强度热源的优势，且操作简便。

国内外都曾将等离子体火炬用于航天飞行器外壳材料测试，以及用于金属切割和锅炉点火。国外还在一些金属冶炼及有害固体废物处理中使用了等离子体技术。该技术在工业领域的应用还在拓展。

是利用等离子体炬高温射流特性的具有节能环保和安全意义的新型电石冶炼工业炉。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种直立圆筒形等离子体炬电石炉，其耗能低，且污染小。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种直立圆筒形等离子体炬电石炉，其特征在于：包括电石炉体，电石炉体内衬为耐火材料层，电石炉体顶部设置有原料进料口，电石炉体上部侧面设置有炉气出口，电石炉体下部侧面设置有等离子体火炬，电石炉体底部侧面设置有产品出料口。

按上述方案，电石炉体的上部和下部均为圆柱且上部直径大于下部直径，中间部分为一倒圆台。

按上述方案，所述的耐火材料层至少包括有3种不同性能的耐火砖层、耐火板层和耐火浇铸料层。

按上述方案，所述的原料进料口包括有两根轴向进料管。

按上述方案，所述的炉气出口包括有两根径向出气管。

按上述方案，所述的产品出料口包括有两根径向出料管。

按上述方案，电石炉体底部还设置有多根条形型钢作为条形支承。

按上述方案，所述的等离子火炬径向及向下倾斜并沿圆周等距分布在电石炉体下部侧面。

本实用新型的优点在于：1）本实用新型完全取消了复杂的电极和短网系统，而代之于结构紧凑，安装方便且热效率高的等离子体炬作为电石炉的热源，等离子体炬可配有专门的冷却水组件和工作气体组件，以及电弧点火器等，技术可靠；

2）本实用新型提供构完全不同于插入式电极结构的“矿热炉”，原料焦炭和石灰可以粉状进料，这就不仅减少了对块状颗粒物料的熔融热，节省了电能，而且由于原料是粉状，又大大增加了相互的接触面，从而可提高反应的速率和电石炉的生产能力；

3）本实用新型提供为密闭炉，排出的炉气可充分收集和利用（一氧化碳气体可作为有热值的燃气，也可净化后用作化工原料），既能增加企业效益，推进循环经济的发展，又是保护环境的有效措施；

4）本实用新型提供的结构和炉内工况条件还留有继续降低生产成本的余地，即可借鉴煤化工中气化炉的经验，采取部分“碳热”（利用碳素原料来产生热量）的措施来进一步节省电能；