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仪表知识|电石生产工艺分析仪表应用
浏览:   次 ·  作者:西安德创电气科技有限公司 ·  发布日期:2022-08-19 15:37:19

电石生产工艺分析仪表应用


1、电石的概念

碳化钙(CaC₂)即电石,无机化合物,无色晶体,工业品为灰黑色块状物,断面为紫色或灰色。电石遇水立即发生激烈反应,生成乙炔,并放出热量。碳化钙是重要的基本化工原料,主要用于产生乙炔气,也用于有机合成、氧炔焊接等。

2、电石的工业制法原理

电石的生成反应是完全还原反应,工业上一般使用电炉熔炼法与氧热法。

(1)电炉熔炼法

将焦炭与氧化钙(CaO)置于2200℃左右的电炉中熔炼,生成碳化钙(CaC₂)。

电炉熔炼法生产电石是在电炉内的高温条件下按照下面的化学反应生成: 

CaO + 3C←→CaC₂+ C0     1l1.3千卡/克分子

从以上化学反应可得知电石(CaC₂)是由石灰(Ca0)和碳(C)化合而成。每生成一分子电石需要一分子的氧化钙和三个原子的碳,同时,还有一个分子的一氧化碳副产品生成,反应需吸收1l1.3千卡热量才能完成,这个反应是吸热还原反应。

(2)氧热法

采取高炉富氧氧热法熔炼CaC₂ (电石) 、石灰石中提取炭、高温低压煤气发生炉。此一炉三使用工艺技术,使 CaC₂ 生产综合利用了煤气化过程中的余热和煤灰,煤灰加配料熔融后生成 CaC₂ 和硅铁(提纯CaC₂时);“高温低压”煤气发生炉,使煤气的产(发)生自然化。每熔炼一吨80% CaC₂,从石灰石中提取纯炭168kg左右,产生煤气(CO在55%—95%)6000—2600 m³,可生产4.5吨左右的甲醇(CH₃OH)。富氧既提高炉温又提高了煤气的CO质量,氧气尤为一举两用,煤热能利用后的煤气,用于煤化工或清洁发电。此工艺为无消耗能源型和无污染型的电石CaC₂生产和煤气生产。

高炉氧热法熔炼电石:一炉三用{提取石灰石矿中炭炉 }循环经济工艺生产示意图



3、电石炉分类及工艺流程

现就电熔法生产电石做介绍:

1.开放型: 开放型电石炉只有用于电石反应用的炉体而没有炉盖,这种电石炉的炉料表面温度高、灰尘多且环境恶劣。(已停用)

2.半密闭型: 半密闭炉是在开放型炉的基础上加上一个集气罩,把炉内产生的一氧化碳抽出一部分,另一部分仍在料面燃烧。

3.全密闭型:全密闭型电石炉是在开放式电石炉基础上加上一个炉盖,将炉内产生的一氧化碳炉气用抽气设备抽出,并将炉气加以净化处理。 (当前是主流和通用方法)

现简介密闭型炉如下:


电熔法电石炉电石生产流程参考图(1)


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电熔法电石炉电石生产流程参考图(2)


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电熔法电石炉电石生产流程参考图(3)


如上图所示,电石的生产的工艺流程是配料、上料和炉顶布料,电石生产,电石冷却、破碎及包装。


4、分析系统在电石生产工艺中,气体分析的目的、组分、检测点和工况

(1)分析目的

电石炉炉气分析系统在密闭式电石炉中的应用可促进生产企业节约生产成本;保障电石炉的安全运行;可提高密闭式电石炉的尾气回收利用效率,达到节能降耗以及减排等目标。炉气分析系统实现对CO、CO₂、CH₄、H₂、O₂的测量,并输出炉气的实际热值。从而提高炉气的综合利用回收效率,指导燃烧测控,对生产企业实现节能减排的指标具有重要的指导作用。(TCD)热导H₂分析仪分析炉内H₂的含量,判断电石炉在水冷降温的同时,电石炉的二层炉盖、水冷套、底部环、接触元件有无密封不过关或老化,出现漏水现象,如果造成炉内水蒸气含量增大,则水蒸气高温分解成H₂,浓度过高时就会酿成爆炸事故。

(2)电石炉尾气成分

1)炉气量:400Nm³/t电石

2)温度:正常400-800℃(瞬时1000℃)

3)粉尘量:50-150g/Nm³

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4)焦油含量:微量                          

5)CN-:微量

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备注:文字来源于网络


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