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1、密闭电石炉生产工（27000KVA)编写：甘孝文,一、原料加工及输送流程1、原料碳素27000KVA密闭电石炉对焦炭的需求：颗粒度为5-25mm固定碳84%灰分15%挥发分1.9%水分1.0%27000KVA密闭电石炉对兰炭的需求：颗粒度为5-25mm固定碳84%灰分9%挥发分7%水分1.0%,因外购的碳材水分较高、颗粒大小不一致，兰炭水分 17%、焦炭水分 8-15%。所以进炉之前对碳材进行筛分和烘干，水分降至为小于等于1%、颗粒控制在525mm。碳材加工和输送流程,筛分楼,碳材,湿焦仓,除尘,回转干燥筒（度）,除尘,度皮带仓,干焦仓,干焦仓,干焦仓,除尘,锻煤,除尘,除尘,除尘,移动皮带,
2、配料站筛子,混合料仓,沸腾炉,电石工序,2、原料石灰27000KVA密闭电石炉对生石灰的需求：GaO 90%MaO 1.8%SiO21.1%生过烧%颗粒度10-50mm电石原料氧化钙是煅烧石灰石生产的，外购的石灰石经过筛分后输送到双梁式气烧窑中进行煅烧，炉温控制在左右，煅烧温度过高或出炉时间过长会产生过烧现象，影响石灰在电石炉中的反应速度，煅烧温度过低或出炉时间较短会出现生烧现象，生烧部分进入电石炉中分解成氧化钙后参加反应导致电耗增加。烧好的氧化钙经过输送和筛分至配料站的混料仓中。石灰加工和输送流程：,石灰石,筛分楼,窑前仓,煅烧窑,窑气除尘,氧化钙筛分楼,除尘,配料站筛子,混料仓,电石工序,
3、除尘,增压风机,炉气气柜,除尘,除尘,煤粉制备机,罗茨风机,燃煤,热风炉,除尘,风机,3、原料电极糊27000KVA密闭电石炉对生石灰的需求：固定碳80%；灰分4.0%；软化点90-120 挥发分：1214%4、原料指标的影响石灰中的有害杂质：SiO2：二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，沉于炉底造成炉底升高。一部分继续与铁作用成硅铁，硅铁是个耐高温物质对炉壁铁壳烧损严重并且出炉时烧损炉嘴。反应式：SiO2+2C=Si+2CO137千卡 MgO：氧化镁对电石生产的危害较大，在熔融区内迅速还原成金属镁。镁蒸汽上升过程中与CO和O2再次反应放出大量的热量导致炉面发红、炉料结成
4、壳阻碍炉气上升，严重时熔池外壳被破坏，高温熔融液直接与耐火砖接触烧损耐火砖、电石流道被堵塞。反应式：MgO+C=Mg+CO 116千卡。,Mg+CO=MgO+C+117千卡 2 Mg+O2=2MgO+293.2千卡Fe2O3：氧化铁被还原成金属铁后与硅作用，前面已讲反应式：Fe2O3+3C=2Fe+3CO108千卡AI2O3：氧化铝在电石炉内不能完全还原成金属铝，一部分混在电石里降低电石质量。大部分成为粘度很大的炉渣，沉淀在炉底造成炉底升高。消化石灰的影响：石灰生产过程中与空气接触一部分氧化钙生成氢氧化钙，还有一部分与碳材中的水分结合形成氢氧化钙。氢氧化钙输送当中容易裂碎，粉末氢氧化钙进入电石
5、炉后分解成氧化钙粉末和水。反应式：Ca（OH）2=CaO+H2O26千卡 H2O+C=CO+H2 39.6千卡 从以上反应可以看出石灰吸潮不单是电能和碳材的消耗增加，重要的是阻碍炉气的上升导致炉压升高。石灰颗粒度的影响,石灰的颗粒度对电石生产是十分重要的。如颗粒度较小时阻碍炉气的升上导致炉压升高、喷料等现象发生。如颗粒较大时石灰的接触面积减小导致反应速度减慢。所以电石生产中对石灰的颗粒度严格要求。碳素原料灰分的影响：碳素原料中的杂质主要是灰分，全部由氧化物组成。在电石炉中被还原，既要消耗电能也要消耗碳材而且还原后的杂质沉于炉底或混在电石中影响电石的纯度。碳素原料挥发分的影响：碳材中的挥发分会增
6、加电石炉的热损失、并且靠近反应区形成半融粘结状，影响炉料的正常下降和炉气的正常上升。碳材水分的影响碳材中的水分与氧化钙接触后导致石灰的消化。,碳材颗粒度的影响：碳素原料在颗粒度不一致时它的电阻也不一样。颗粒度愈大电阻愈小，支流电流增加，电石炉操作时电极容易上台，热量利用较低，炉温降低。反之颗粒度愈小，电阻愈大，电石炉操作时电极容易深入炉内，减小电极与炉底的距离，增加电流密度，增加炉温、提高热量利用率。但是过小的颗粒会阻碍炉气的上升。碳素原料粉末的影响：粉末多后炉料透气性较差,CO不能顺利排出导致电石生成反应速度减慢,有利于反应向反方向进行。炉料透气性差会导致发生电石炉喷料现象。粉料多时，许多粉
7、料被炉气带走影响炉料配比的准确性。粉末在炉料层中容易结成硬壳，电极附近形成支流电路导致电极上台。磷和硫的影响：磷和硫进入电石炉后与氧化钙反应生成磷化钙和硫化,钙混在电石中，在乙炔发生工序中产生磷化氢和硫化氢导致乙炔的自然点下降、对乙炔设备和管道造成腐蚀。电极糊灰分和挥发分的影响 电极糊的挥发分必须控制在指定范围内，挥发分过大，电极不易烧结、容易分层、强度差、容易软断；挥发分过小，电极过早烧结发生硬断。灰分含量越低越好，过高影响电石质量并且导致电极强度下降，发生电极硬断。二、电石生产 1、电石生成理论 炉料凭借电弧热和电阻热在1800-2200 的高温下反应而制得碳化钙。本反应是吸热反应反应式为
8、：CaO+3C=CaC2+CO11.13千卡。2、电石的生产工艺流程 从配料站出来的混合料经过皮带机输送到环形加料器中，混料再从环形加料器进入电石炉小料仓，再流入到电石炉中进行反应。产出物电石从出炉嘴流入到电石锅中进,行冷却，产物CO进入炉气净化装置进行净化；电石出炉时产生的烟气进入出炉除尘装置进行净化。电石炉运行当中通过底部空气冷却装置来降低炉壳温度并且利用冷却水降低炉盖及电极把持装置的温度。,混料仓,环形料仓,小料仓,电石炉,电石锅,炉气净化,除尘,出炉除尘,冷却空气,冷却水,3、电石炉设备炉体：目前国内炉体有两种形式，圆柱形壳和圆锥形壳。圆柱形的应用比较广泛。炉壳用20mm钢板制成的并且
9、内衬一层耐火粘土和一层耐火砖，三个出炉口用更耐高温的刚玉砖来砌筑的；炉体底部是先铺一层耐火粘土、再铺六层耐火砖（缝隙错开），耐火砖层上再铺四层碳砖并且把缝隙全部用电极糊粉末来填充。变压器：变压器是电石炉的心脏设备。将把高电压改变成电石炉操作适应的工作电压。电石炉使用的一次电压为35KV、一次电流为257A，二次电压为185V241V、二次电流为37000A-48000A。电极装置：电极上设备作用基本有三个电极上油压使电极动作保证操作条件的要求。如电极升降是利用油压系统的升降油缸来动作；摩擦带松紧由摩擦系统的松紧油缸来完成；摩擦带上下移动靠压放油缸来完成。为了保证电极升降两侧油缸和摩擦带上下移动
10、的两侧放压油缸动作平衡，还要有平衡装置。保证电极的焙烧和固定导电设备以及固定传动设备。,如电极套内送热风，可以促进电极焙烧；固定移动导电环和承担导电鄂板、锥形环的重量；固定了传动锥形环等设备的重量把电流通过电极导入炉内。出炉系统设备：炉嘴：用耐热铁或铸铁制成，安装在炉体的出炉口，炉嘴最好能通水冷却，一则寿命长，再则方便于炉嘴堵住。烧穿装置：出炉时，必须用电弧去烧穿炉眼，利用电弧烧穿炉眼的装置叫做烧穿装置。三、炉气净化1、炉气的性质及组成电石生成反应：CaO+3C=CaC2+CO11.13千卡。从反应式可以知道，在电石炉内生成电石的同时，伴随有大量的CO气体生成。在实际生产中，炉气的回收量约为4
11、00标准米3/吨电石，炉气组成大致如下。一氧化碳CO 70-90%氢气H2 26%二氧化碳CO2 1-3%,氧气O2 0.2-1.0%氮气N2 5-20%一氧化碳气体的用途很广，可以用作工业上的燃料。本装置生产石灰时燃烧一氧化碳，煅烧石灰石，即可充分利用能源，又可改善环境污染。炉气中粉尘含量的多少，取决于原料中的粉末含量和电极插入炉内的深度。一般含尘量在100g/m3左右，炉气为高温度气体，一般温度在400-600，瞬间温度可以达到1100，所以，在净化的同时，还必须降温。炉气中的粉尘组成较复杂，从净化后污泥分析结果如下。碳C 1020%氧化钙 28-30%酸不溶物 8-10%三氧化物 9-1
12、0%氧化镁 13-18%,磷 0.1%硫 0.18-0.19%一氧化碳是无色、无味、无臭、有毒气体，与空气混合到一定浓度时会引起燃烧和爆炸。在1819时，一氧化碳在空气中的浓度达到12.574.2%的范围内时即爆炸。一氧化碳在650时与空气接触会自燃，2、炉气净化工艺 本装置采用的炉气净化方式为水洗法。从电石炉出来的粗一氧化碳进入一级空气旋风冷却器，再进入夹套式水冷却器，将温度降到过滤器的要求后进入除尘过滤器。除掉的粉尘进入除灰装置，过滤后的一氧化碳进入水洗塔。在水洗塔中一氧化碳和水进行逆向接触除掉剩余的粉尘和水溶气体。从水洗塔出来的水进入沉降池进行沉降后重新使用；一氧化碳进入气柜储存。气柜中的一氧化经过增压风机输送到石灰窑中作为燃料。3、工艺流程图,四、故障处理1、石灰窑煅烧去向上移：,电石炉,一级空冷,除灰,二级水冷,过滤器,除灰,水洗塔,沉降池,气柜,石灰窑,
