電石生產方法、用于該方法的電石生產系統與流程

本發明涉及一種電石生產方法、以及用于該電石生產方法的電石生產系統。

背景技術：
電石化學名為碳化鈣(CaC2)，是碳與金屬鈣化合而成。人們常說的電石是工業碳化鈣，它還含有一些其它雜質。極純的碳化鈣呈天藍色。一、蘭炭生產方法：1.水熄焦工藝煤由爐頂加入蘭炭爐，經過煅燒，由推焦機推入水熄焦箱，再由刮焦機刮出；經過篩選，分成各種粒度的成品，分別送往不同的下游生產工序。特點：有大量水煤氣和廢水產生，污染環境；紅焦直接落入水中，浪費大量能源；同時蘭炭碎裂成粉料比例增大；產品含有8％-22％的水分。2.干熄焦工藝煤由爐頂加入蘭炭爐，經過煅燒，由耐高溫推焦機推入密閉箱，對蘭炭噴水冷卻，排入排焦箱中，冷卻后排出；經過篩選，分成各種粒度的成品，分別送往不同的下游生產工序。特點：有水煤氣產生，污染環境；蘭炭冷卻成常溫，損失大量能源；產品含有4％左右的水分。二、電石生產方法：電石是由生石灰和炭(蘭炭、焦炭、無煙煤、石油焦)在電爐內按方程CaO+3C→CaC2+CO制得。它是一個強吸熱反應在溫度＞1600℃才以顯著速度進行，采用電阻電弧爐供熱，每噸電石耗電約為3250-3400kWh，電石爐分為密閉、半密閉和敞開式三種，因環保和節能原因，國家推廣密閉式電石爐，淘汰敞開式電石爐。目前，碳素材料主要選用蘭炭，因安全和耗電量原因，密閉電石爐對蘭炭含水量要求為＜1％。這樣，蘭炭在裝入電石爐前，需要經過烘干工藝。蘭炭烘干裝置需要燃燒煤氣或燃煤來產生高溫非氧化氣體，脫離蘭炭中的水分，蘭炭烘干消耗煤氣或燃煤的經濟價值約為120元/噸，耗電量約為20元/噸。烘干后蘭炭進入料倉，與生石灰混合后常溫入爐。已經公開的電石方面的相關專利包括：申請號為200810239805.6的中國專利“一種電石系統”。現有電石工藝的特點：蘭炭烘干工序消耗大量能源，并增加CO2和廢氣排放，污染環境，烘干過程中產生大量粉料。3現有技術的缺陷：總之，傳統的電石爐所需蘭炭，必須經過熄焦、運輸、烘干工藝。在熄焦過程中，損失了大量的能量，產生了大量的污染；在烘干過程中，消耗大量煤，煤氣和電能，蘭炭因強度低，損耗較大。

技術實現要素：
針對相關技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種電石生產方法、電石生產系統，能夠在不需要實施熄焦和烘干工藝下生產電石，從而節約大量的能源，降低生產電石時所用炭的損耗。為實現上述目的，本發明提供了一種電石生產方法包括：在阻燃條件下：將在炭化爐中經500℃-800℃煅燒的煤所形成的炭從該炭化爐中取出并送入篩選裝置進行篩選，該炭進入該篩選裝置時的溫度大于或等于其自燃溫度；及使經篩選篩出的炭在稱重混合裝置中與生石灰稱重混合；將稱重混合后形成的混合物送入電石爐中以生產電石。優選地，從炭化爐到篩選裝置的炭輸送、篩選、從篩選裝置到稱重混合裝置的炭輸送、稱重混合、從稱重混合裝置到電石爐的混合物的輸送，均是在阻燃條件下進行的。優選地，阻燃條件由壓力大于1個標準大氣壓的阻燃氣體提供。優選地，阻燃氣體為惰性氣體或煙氣或生產生石灰時產生的石灰窯尾氣。優選地，炭化爐中經500℃-800℃煅燒的煤所形成的炭，在送入篩選裝置時具有大于或等于240℃的溫度，稱重混合后形成的混合物，在送入電石爐時具有高于氣候溫度60℃以上的溫度，其中氣候溫度為電石爐所處環境的溫度。優選地，送入篩選裝置進行篩選的炭，被篩分為：粒度小于3mm的面料、粒度大于25mm的大料、以及粒度介于3mm-25mm的中料，其中中料為所述經篩選篩出的炭，用以與生石灰進行的稱重混合。優選地，本發明電石生產方法還包括：將大料破碎后再篩選，以篩出符合中料的粒度要求的炭，其中面料和無法破碎的大料被排出。另一方面，本發明還提供了一種電石生產系統，用于本發明前述任一項電石生產方法，電石生產系統包括：依次連接在一起的炭化爐、第一輸送裝置、篩選裝置、稱重混合裝置、第二輸送裝置、加料裝置、電石爐，其中，第一輸送裝置、和篩選裝置、和稱重混合裝置、和第二輸送裝置、和加料裝置中，及每相鄰兩個裝置之間的連接處，均充滿了使其中的內容物處于阻燃條件下的阻燃氣體。優選地，阻燃氣體由鼓風機鼓入。優選地，炭化爐為將煤經500℃-800℃煅燒產生炭的爐，具有供該炭排出的出炭口；第一輸送裝置具有供輸送對象進入的第一輸送入口、和將輸送對象送出的第一輸送出口，第一輸送入口與出炭口連接；篩選裝置具有篩選入口、和供符合粒度要求的對象排出的篩選出口，篩選入口與第一輸送出口連接；稱重混合裝置具有供待稱重混合對象進入的混合入口、供混合后的混合物排出的混合出口，混合入口與篩選出口連接；第二輸送裝置具有供輸送對象進入的第二輸送入口、和將輸送對象送出的第二輸送出口，第二輸送入口與混合出口連接；加料裝置具有加料口和出料口，加料口與第二輸送出口連接；以及電石爐具有與出料口連接的反應物入口。優選地，電石爐為通過直接消耗電能加熱方法生產電石的裝置。優選地，電石爐為電阻電弧爐。優選地，篩選裝置包括：大料篩，具有與進料口連通的入料口、供小于等于第一粒度的料排出的第一排料口、供大于第一粒度的料排出的第二排料口，進料口構成篩選入口；中料篩，具有與第一排料口連通的第一入料口、供粒度大于等于第二粒度的料排出的第三排料口、供粒度小于第二粒度的料排出的第四排料口，第三排料口構成篩選出口；粉料排出裝置，其入口與第四排料口連通；破碎機，其入口與第二排料口連通；將破碎機破碎后的料提升至中料返回段的提升機，提升機的出口與中料返回段的入口連通，中料返回段與進料口連通。本發明的有益技術效果在于：(1)本發明在阻燃條件下，將在炭化爐中經500℃-800℃煅燒的煤所形成的炭，以高于或等于其自燃溫度的溫度送入篩選裝置進行篩選，而且從離開炭化爐時開始直到被送入電石爐之前(不包括炭化爐中進行的形成炭的工藝、也不包括電石爐中進行的生成電石的反應)，本發明始終是在阻燃條件下進行；這使得炭從離開炭化爐時開始直到被送入電石爐之前始終保持在阻燃條件下，從而本發明省略了對炭的熄焦和烘干處理，由此節約了大量的能源，降低了炭損耗。(2)由于：炭化爐中經500℃-800℃煅燒的煤所形成的炭，在從離開炭化爐時開始直到被送入電石爐之前，始終保持在阻燃環境中，所以不需水對炭進行冷卻，因此避免了用水冷卻時產生的有害物質，從而實現了絕對環保，而且因為不需要水對炭冷卻，炭碎裂成粉料的比例減小。(3)本發明把傳統的、分開的蘭炭生產和電石生產合并組成聯合生產，省去蘭炭熄焦工序，蘭炭高溫裝入電石爐，電石爐因此省電為每噸電石約276kWh＝130元；省去蘭炭烘干工序，節省煤氣或燃煤，其經濟價值每噸電石約為70元；生產過程中蘭炭粉料成分大大下降，提高了利用比例，每噸電石約為10元；無污水排放，無CO2和廢氣排放。附圖說明圖1是本發明電石生產系統的示意圖；圖2是本發明中使用的篩選裝置的示例圖；附圖標號：1.炭化爐，2.第一輸送裝置，3.篩選裝置，4.稱重混合裝置，5.第二輸送裝置，6.電石爐，7.加料裝置，30充氣口，31進料口，32中料返回段，33中料篩，34提升機，35出料口，36一次料破碎機，37大料篩，38粉料排出裝置，39二次大料排出裝置。具體實施方式以下描述本發明的具體實施方式。本發明的電石生產方法，包括在阻燃條件下依次進行的如下步驟(1)-(3)：(1)將炭化爐中經500℃-800℃煅燒的煤所形成的炭送入篩選裝置進行篩選，所述炭在送入篩選裝置時的溫度大于或等于其自燃溫度；自燃溫度采用如下定義，以上述的經500℃-800℃煅燒產生的炭在冷卻到常溫后得到的成品為對象，該成品發生自燃(有火焰自燃或無火焰自燃)時的溫度即為所述自燃溫度。(2)將步驟(1)中篩出的符合粒度要求的炭，送入稱重混合裝置與生石灰進行稱重混合。(3)將步驟(2)中稱重混合后形成的混合物送入電石爐中用以生產電石。應該理解，在本發明中，阻燃條件不是針對炭化爐中進行的形成炭的工藝而言的、也不是針對電石爐中進行的生成電石的反應而言的，這二者與所述的阻燃條件無關。換而言之，對于炭化爐中經500℃-800℃煅燒的煤所形成的炭，從其離開炭化爐時開始直到被送入電石爐之前，所有對炭進行的工序均是在阻燃條件下進行的。這里的所有對炭進行處理的工序是指：以電石生產為最終目的的所有工序，但是不包括炭化爐中進行的形成炭的工藝、也不包括電石爐中生產電石的反應過程。本發明的電石生產方法，最終確保炭以高溫入電石爐中，省略了對炭的熄焦和烘干處理，由此節約大量能源，降低生產電石時所用炭的損耗。在一個具體實施例中，對于炭化爐中經500℃-800℃煅燒的煤所形成的炭，從其離開炭化爐時開始直到被送入電石爐之前，對炭進行的所有工序包括：從炭化爐到篩選裝置的炭輸送、篩選、從篩選裝置到稱重混合裝置的炭輸送、稱重混合、從稱重混合裝置到電石爐的混合物輸送，顯然，根據本發明，所有這些工序均是阻燃條件下進行的。對于本發明中涉及的阻燃條件，可以通過壓力大于1個標準大氣壓的阻燃氣體來提供，在該阻燃條件能夠防止炭自燃，其中阻燃氣體可由鼓風機鼓入。而阻燃氣體可以選用惰性氣體、煙氣、生產所述生石灰時產生的石灰窯尾氣中的任一種。這里的阻燃條件包括兩種情況：一種是在完全密閉的環境中，提供(例如，大于1個標準大氣壓的)阻燃氣體以形成阻燃條件；另一種是在一個具有阻燃氣體入口和阻燃氣體出口的半密閉或敞開環境中，當阻燃氣體的進氣壓力和流量大于阻燃氣體的出氣壓力和流量時，也能夠在該環境中提供阻燃條件。應該理解，只要能阻止對象自燃，阻燃氣體中可以不含氧氣以形成無氧環境，也可以含有一定量氧氣但是不足以使得對象發生自燃(可稱為半無氧環境)。進一步，炭化爐中經500℃-800℃煅燒的煤所形成的炭，在送入篩選裝置時的溫度的一個實施例是大于或等于240℃，這是考慮了當從炭化爐到篩選裝置的輸送距離較長時產生的溫度損失。稱重混合后形成的混合物送入電石爐時的溫度可以采用如下例子，例如高于氣候溫度60℃以上。這里的氣候溫度是電石爐所處環境的溫度(不是電石爐內部反應的環境溫度)，例如電石爐放置在30℃的環境下，則稱重混合后形成混合物送入電石爐時的溫度可以是90℃以上。本發明中在篩選裝置中進行的篩選，可以將送入其中要篩選的炭篩分為：粒度小于3mm的面料、粒度大于25mm的大料、以及粒度介于3mm-25mm的中料(包括兩個端點值)，其中中料用以與生石灰進行稱重混合。作為一種優選方式，篩選還可以包括：將所述大料破碎后再篩選，以篩出符合所述中料的粒度要求的炭，其中面料和無法破碎的大料被排出-不參與在本發明中電石爐中的生成電石的反應過程。進一步還需要指出，對于炭化爐中經500℃-800℃煅燒的煤所形成的炭，從其離開炭化爐時開始直到被送入電石爐中產生電石反應時截止，本發明始終沒有采用任何主動降溫措施。另外本發明中“在炭化爐中經500℃-800℃煅燒的煤所形成的炭”也包括了通常所述的蘭炭。蘭炭又稱半焦、焦粉，是利用神府煤田盛產的優質侏羅精煤塊燒制而成的，作為一種新型的炭素材料，以其固定炭高、比電阻高、化學活性高、含灰份低、鋁低、硫低、磷低的特性，以逐步取代冶金焦而廣泛運用于電石、鐵合金、硅鐵.碳化硅等產品的生產，成為一種不可替代的炭素材料。蘭炭結構為塊狀，粒度一般在3mm以上，顏色呈淺黑色，目前，蘭炭主要有兩種規格：一是土煉蘭炭，二是機制蘭炭；盡管兩種規格的蘭炭用的是同一種優質精煤煉制而成，但因生產工藝和設備的不同，其成本和質量也大不一樣。因此，本發明把傳統的、分開的蘭炭生產和電石生產合并組成聯合生產，省去蘭炭熄焦工序，蘭炭高溫裝入電石爐，電石爐因此省電為每噸電石約276kWh＝130元；省去蘭炭烘干工序，節省煤氣或燃煤，其經濟價值每噸電石約為70元；生產過程中蘭炭粉料成分大大下降，提高了利用比例，每噸電石約為10元；無污水排放，無CO2和廢氣排放。另一方面，本發明還提供一種電石生產系統，其用于本發明前述任一電石生產方法中，參見圖1描述本發明的電石生產系統，其包括：依次連接在一起的炭化爐1、第一輸送裝置2、篩選裝置3、稱重混合裝置4、第二輸送裝置5、加料裝置7、電石爐6，其中第一輸送裝置2中、和篩選裝置3中、和稱重混合裝置4中、和第二輸送裝置5中、和加料裝置7中，均充滿了使其中的內容物處于阻燃條件下的阻燃氣體，以及每相鄰兩個裝置之間的連接處也充滿了使其中的內容物處于阻燃條件下的阻燃氣體，阻燃氣體可以由鼓風機鼓入。這里的每相鄰兩個裝置之間的連接處是指以下所有的連接處：炭化爐1和第一輸送裝置2之間的連接處，第一輸送裝置2和篩選裝置3之間的連接處，篩選裝置3和稱重混合裝置4之間的連接處，稱重混合裝置4和第二輸送裝置5之間的連接處，第二輸送裝置5和加料裝置7之間的連接處，以及加料裝置7和電石爐6之間的連接處。這使得炭化爐中經500℃-800℃煅燒的煤所形成的炭，從離開炭化爐時開始直到被送入電石爐之前，從炭化爐1到篩選裝置3的炭輸送、在篩選裝置3中進行的篩選、從篩選裝置3到稱重混合裝置4的炭輸送、稱重混合裝置4中的稱重混合、從稱重混合裝置4到電石爐6的混合物輸送，均是阻燃條件下進行的。更詳細地，對本發明電石生產系統描述如下：炭化爐1為將煤經500℃-800℃煅燒產生炭的爐，并具有供該炭排出的出炭口；第一輸送裝置2具有供輸送對象進入的第一輸送入口、和將輸送對象送出的第一輸送出口，第一輸送入口與出炭口連接；篩選裝置3具有篩選入口、和供符合粒度要求的對象排出的篩選出口，篩選入口與第一輸送出口連接；稱重混合裝置4具有供待稱重混合對象進入的混合入口、和供混合后的混合物排出的混合出口，混合入口與篩選出口連接；第二輸送裝置5具有供輸送對象進入的第二輸送入口、和將輸送對象送出的第二輸送出口，第二輸送入口與混合出口連接；加料裝置7具有加料口和出料口，加料口與第二輸送出口連接；以及電石爐6具有與所述出料口連接的反應物入口，為了生產電石，炭和生石灰從該反應物入口被送入。為了應對炭化爐1不正常工作以及炭化爐不正常工作的情形，本發明電石生產系統還提供有儲料倉(未示出)，以實現如下功能：當炭化爐1工作正常時，炭化爐中經500℃-800℃煅燒的煤所形成的炭，一部分被送入篩選裝置3進行篩選，另一部分被送入儲料倉中；當炭化爐1工作不正常時，從儲料倉向篩選裝置3補充輸送炭進行篩選；當篩選裝置3工作不正常時，將已經篩選好的儲存在所述儲料倉中的炭作為補充送入電石爐6中。參見附圖2描述本發明篩選裝置3的一個示例，本發明中篩選裝置為密閉或半密閉篩選裝置，并用不與“在炭化爐中經500℃-800℃煅燒的煤所形成的炭(例如，蘭炭等)”產生化學反應的氣體(惰性氣體、煙氣、尾氣、廢氣等)充入該裝置。出于簡化目的，以下以蘭炭為例進行描述。該篩選裝置3實現蘭炭與空氣中氧氣隔離，杜絕了蘭炭在高溫情況下自燃現象，對蘭炭進行篩選。篩選裝置3的組成：由進料口(篩選入口)31進來的蘭炭，首先進入大料篩37進行篩選，中料和粉料進入中料篩33，中料下滑至出口(篩選出口)35，送往下道工序，粉料落入粉料排出裝置38，間歇排出；一次大料進入一次料破碎機36，破碎后經提升機34提升至二次篩，大料落入二次大料排出裝置39，中料和粉料經中料返回段32落入進料口31，參加下一輪；由充氣口30充入一定正壓的氣體，該氣體為不與蘭炭產生化學反應的氣體(惰性氣體、煙氣、尾氣、廢氣等)，實現蘭炭與空氣中氧氣隔離。該篩選裝置設置為半封閉或全封閉結構，目的是保證充入的阻燃氣體的氣壓為正，即大于大氣壓(優選地，大于1個標準大氣壓)，以使得整個篩選過程是在阻燃條件下進行。根據以上描述的篩選裝置3中的篩選過程，大料篩37具有與進料口31連通的入料口、供小于等于第一粒度的料(中料和粉料)排出的第一排料口、供大于第一粒度的料排出的第二排料口；中料篩33具有與第一排料口連通的第一入料口、供粒度大于等于第二粒度的料(中料)排出的第三排料口、供粒度小于第二粒度的料(粉料)排出的第四排料口，第三排料口構成篩選出口；粉料排出裝置38的入口與第四排料口連通；破碎機36的入口與第二排料口連通。所涉及的大料、中料、粉料是按照粒度大小區分的。上述描述的大料可以是粒度大于25mm的料，粉料可以是粒度小于3mm的面料，中料可以是粒度介于3mm-25mm的料。在本發明的電石生產系統和本發明電石生產方法中，電石爐可以是通過直接消耗電能加熱方法生產電石的任何裝置，例如可以是電阻電弧爐。稱重混合裝置4、加料裝置7是本領域慣常使用的裝置，只是本發明使稱重混合裝置4的稱重混合、加料裝置7的加料均是在阻燃環境下進行。需要指出，生產電石的生石灰和炭的各自組份在國家標準里有限定，至于二者的重量配比，則根據具體生產電石的要求進行確定。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。