[发明专利]氧热法碳化钙合成反应器

说明书

技术领域

本发明涉及碳化钙合成反应器领域，尤其是涉及一种氧热法碳化钙合成反应器。

背景技术

碳化钙，分子式CaC₂，俗称电石，碳化钙与水反应生成乙炔。乙炔是重要的化工原料，主要用于生产聚氯乙烯基、醋酸乙烯基和乙烯基等系列产品，我国70％以上的PVC产品源于碳化钙生产的乙炔。

工业上碳化钙生产一般采用电热法和氧热法两种方法。电热法是利用电弧产生的高温将电炉反应器中的石灰和焦炭加热到2000℃以上，停留一定时间生成熔融态碳化钙。生产过程产生的尾气主要是CO，其从电炉反应器上部排出，熔融的碳化钙产物从炉底排出，经冷却、破碎成碳化钙产品，电热法存在反应温度高，反应时间长，耗电量大等问题。氧热法是在氧气存在的条件下，燃烧部分碳为剩余碳和钙发生反应生成碳化钙提供热量，该方法具有反应时间短，能耗低等优点。相关技术中，氧热法碳化钙合成反应器的尾气出口和原料入口均设在反应器的顶部，尾气在排出的过程中，与自上向下的原料粉进行逆流换热，尾气在上升的过程中会夹带大量的原料粉，由于原料粉中碳材和钙材的密度不同，尾气对碳材的夹带多于钙材的夹带，不仅造成碳材原料的损失，也导致反应器中的碳钙比发生变化，影响碳化钙的合成质量。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种氧热法碳化钙合成反应器，所述氧热法碳化钙合成反应器具有结构简单，合成质量高的优点。

根据本发明实施例的氧热法碳化钙合成反应器，包括：壳体，所述壳体内限定出从上至下依次连通的氧化反应腔、碳化钙合成反应腔和碳化钙冷却腔，所述氧化反应腔具有原料入口，所述碳化钙冷却腔具有固体出料口和尾气采出口，所述尾气采出口设在碳化钙冷却腔上部且靠近所述碳化钙合成反应腔的位置处，所述固体出料口设在所述碳化钙冷却腔的底部，所述碳化钙冷却腔的外周壁和所述碳化钙合成反应腔的部分外周壁上均套设有夹套水冷壁；破黏装置，所述破黏装置上设有多个通孔，所述破黏装置的端部与所述壳体连接，所述端部与所述夹套水冷壁的上端平齐或所述端部位于所述夹套水冷壁的下方；以及出料螺旋装置，所述出料螺旋装置位于所述壳体下方且与所述固体出料口相对。

根据本发明实施例的氧热法碳化钙合成反应器，通过将原料入口设在氧化反应腔，将尾气采出口设在碳化钙冷却腔上，使原料入口与尾气采出口间隔开设置，可以减少尾气在排出壳体的过程中夹带原料粉的现象，从而保证了进入碳化钙合成反应腔内的碳钙比的稳定性和混入原料的均匀性，进而提高碳化钙的合成质量。同时，尾气经过冷却后的块状碳化钙过滤，采出的气体粉尘夹带量变小。

根据本发明的一些实施例，所述尾气采出口为多个且沿所述碳化钙冷却腔的周向方向间隔分布。

根据本发明的一些实施例，所述原料入口设在所述氧化反应腔的顶部且包括：氧气喷嘴、碳材喷嘴和钙材喷嘴，所述碳材喷嘴与所述钙材喷嘴相对设置。

根据本发明的一些实施例，所述氧化反应腔的直径为D1，所述碳化钙合成反应腔的直径为D2，所述D1和所述D2满足：1.5D1≤D2≤3D1。

根据本发明的一些实施例，所述氧化反应腔和所述碳化钙合成反应腔之间具有扩径段，所述扩径段的外周壁与水平面之间的夹角为ω，所述ω满足：5°≤ω≤60°。

根据本发明的一些实施例，所述碳化钙冷却腔的内径从上至下逐渐减小。

根据本发明的一些实施例，所述破黏装置的上表面形成为尖端向下的圆锥面，所述圆锥面与水平面之间的夹角为β，所述β满足：5°≤β≤45°。

根据本发明的一些实施例，所述通孔的横截面的面积为S，所述S满足：1×10²mm²≤S≤4×10⁴mm²。

根据本发明的一些实施例，所述通孔为圆孔、椭圆孔或方形孔。

根据本发明的一些实施例，所述破黏装置的上表面上具有多个间隔开的棱锥状凸起。

附图说明

图1是根据本发明实施例的氧热法碳化钙合成反应器结构示意图；

图2是图1中所示的破黏装置的局部结构示意图；

图3是图1中所示的氧热法碳化钙合成反应器的部分结构示意图。

附图标记：

氧热法碳化钙合成反应器100，

壳体1，氧化反应腔11，原料入口111，氧气喷嘴1111，碳材喷嘴1112，钙材喷嘴1113，

碳化钙合成反应腔12，扩径段121，