两段法生产电石和热电联产的工艺及装置简介

两段法生产电石和热电联产的工艺及装置简介一、概述：本发明的目的是提供一种两段法生产电石和热电联产的工艺及装置。将块状含钙原料和含碳原料在上段竖炉预热至800～1300℃后进入下段电弧炉内，在电弧炉内由氧气和煤粉喷吹与电极复合供热温度升至1700～2200℃，反应生成高品位电石，产生的电石炉气经除尘净化后由燃气轮机燃烧驱动发电机发电，废气显热由余热锅炉回收，可给城镇集中供热。本发明可连续生产，产量高、投资少、能耗低、电石品位高，具有节能、高效和节约投资的显著优点，实现了经济、环境、能源三位一体的协调发展。二、装置构成：两段法电石生产装置由上段竖炉和下段电弧炉组成（详见附图2），竖炉为一圆筒式结构，竖炉高径比为4～8，外设保温层（9），顶部是冷料进料口（8），上部有冷炉气出口（7），下部有热混合炉气进口（10），底部有与电弧炉相通的螺旋卸料器（6）；下段电弧炉由炉壳（15）、炉壁（14）、人孔（2）、炉盖（5）、电极（11）、电极密封圈（12）、氧气喷嘴（16）、煤粉喷嘴（3）、炉缸（1）、电石液排出口（17）、热料进料口（5）和热混合炉气出口（13）组成，炉壳（15）上端是炉盖（4），炉壳（15）底部是炉缸（1），炉壳（15）内侧是炉壁（14），并且位于炉缸（1）之上，左侧炉壁（14）开有人孔（2），右侧炉壁（14）底部开有电石液出口（17），在电石液出口（17）之上的炉壁（14）有氧气喷嘴（16）和煤粉喷嘴（3），氧气喷嘴（16）和煤粉喷嘴（3）为水平均布，各有3－10个。炉盖（4）上有电极密封圈（12）、热料进料口（5）、热混合炉气出口（13），电极密封圈（12）内放置电极（11），电极（11）插入至电弧炉内中部，螺旋卸料器（6）与热料进料口（5）相连，热混合炉气出口（13）与竖炉的热混合炉气进口（10）相通。三、工艺流程（见附图1）：1、含钙质原料、含碳原料分别经破碎、筛分至合格粒度后，按比例配合；2、配合后的含钙质原料和含碳原料从竖炉顶部的冷料进料口进入竖炉，热混合炉气从竖炉的热炉气进口进入竖炉内与钙质原料和含碳原料接触，钙质原料和含碳原料被热混合炉气加热，脱除掉原料中所含的水份，并使钙质原料和含碳原料温度由常温升高至800～1300℃后，从竖炉底部出来，通过螺旋卸料器、电弧炉的热料进料口进入电弧炉，热混合炉气中的CO2被竖炉内灼热的炭进一步还原气化为CO，冷粗CO从竖炉的冷炉气出口排出；3、煤粉经煤粉喷嘴喷入电弧炉内、经预热后的氧气由氧气喷嘴喷入电弧炉内，电炉内的钙质原料和含碳原料在电极电弧热和煤粉燃烧热的共同作用下，温度升至1700～2200℃，反应生成电石，同时生成热粗CO气体和少量CO2气体组成的混合炉气，热混合炉气由电弧炉的热混合炉气出口排出，从竖炉下部的热混合炉气进口进入竖炉内，高温电石液体从电弧炉底部的电石液出口排出，并与氧气进行热交换，电石液体被冷却，生成电石产品，氧气被预热；4、冷粗CO再经除尘器、冷却器进一步除尘、降温，使其含尘量降到5mg/Nm3以下，温度降至30～45℃，然后经压缩机升压，作为燃气轮机的燃料气；5、燃料气进入燃气轮机燃烧，温度升至1000～1300℃，高温热废气推动涡轮旋转，驱动发电机组发电；所发电量先供电弧炉自用，剩余部分可并网外供；6、燃气轮机排出的热废气温度为450～600℃，进入余热锅炉产生高温蒸汽或热水，供城镇集中供热使用，废气温度降至室温，从烟囱排至大气。四、显著优点：1、与传统电石生产方法相比，本发明采用两段法，吸取电热法和氧热法之优点，上段竖炉预热气化、下段电弧炉氧煤喷吹与电极复合供热反应生产电石，在确保电石质量的前提下，最大限度减少电能消耗，电耗仅相当于电热法的一半。2、采用氧煤喷吹与电极复合供热方式，电石产品纯度高，反应能耗低，电石生产成本低。3、将电石炉气用于热电联产，避免因炉气排放而污染环境，发电不仅满足自用，对外还可供热、供电，经济效益可观。4、本工艺还有一个显著的特点是注重热能的回收利用，对电石炉气、废气、电石液的显热充分回收利用，提高整个工艺的热效率，节约能源，增收节支。图1工艺流程图