半密闭式电石炉生产工艺的改进

介绍了在23MVA半密闭式电石炉上，从配送料均匀性、炭素原料配比、超负荷运行等方面进行的工艺改进。焦炭粉末得到合理利用，电石产品在质量指标基本保持不变的情况下，电耗明显下降，降低了成本；同时也达到延长了炉龄，改善了操作环境。     

25500kVA密闭型电石炉高温熔融物的排出方法探讨

众所周知，电石生产过程中由于受原辅材料的影响，进入炉内的原料在生成电石的同时，也相应的生成极少部分的高温熔物，FeSi即是其中的一种。正常生产情况下炉内反应生产的高温熔融物一部分融入电石当中，其余部分在高温状况下（约3000℃）升华。但由于FeSi的特性，绝大部分熔于电石当中，随电石的定期排放而排出。当炉况或出炉不正常时，由于FeSi的密度较电石高，就会从熔融电石中离析，而逐渐沉入炉内位置相对较低的部位。长此以往，就会造成炉底升高；电极插入深度变浅；出炉困难；电能增大；产量减少；炉龄降低；成本增加等不良状况，严重时造成停炉。因此，如何将炉内积存FeSi及时排出，是电石生产过程中的一个难题。笔者根据本公司三台25500kVA密闭型电石炉运行当中，针对此问题所采取的措施发表浅见，供同仁参考。     

矿热炉节电控制在线数学模型解析

通过对某电石厂25 500 kV·A电石炉实时生产数据的采集和原料化学成分的检测,进行了动态物料平衡和热量平衡计算,建立了矿热炉节电控制在线数学模型,从而对电石液成分、煤气成分、电石生产各个部分的能量消耗进行实时预测,定量化电石炉内的物质流和能量流动态,实现对电石液排放的优化管理控制及电石炉电能消耗的在线监测。经计算,生产1 t电石液电能消耗量为3 205.78 kW·h,比优化管理前电耗平均值降低约100 kW·h。电能利用率为50.03%,产物带走的显热占22.83%。     

电石渣对煤泥热解过程中硫释放特性及动力学的影响

热解是煤泥资源化利用的重要途径，硫的控制是煤泥热解利用的重要环节。为探究电石渣对煤泥热解中硫释放特性的影响，采用非等温热重分析法，利用Setaram Setsys同步热分析仪在N₂气氛下研究了煤泥原样及电石渣添加量(电石渣在电石渣煤泥混合物中的质量分数)分别为10%,20%,30%,40%,50%的电石渣煤泥混合物在0℃～1 000℃的热解特性，并利用Coats-Redfern积分法对热解过程进行了动力学分析，获得了反应级数、活化能和指前因子等动力学参数。同时采用等温热分析法，利用管式炉固定床反应器，对煤泥原样及电石渣添加量分别为10%,30%,50%电石渣煤泥混合物在550℃,650℃,750℃和850℃下恒温热解的硫释放规律进行研究，并利用Labinao硫释放反应动力学模型分析，获得了样品热解过程硫的释放动力学特征。结果表明：随着电石渣添加量的增加，电石渣煤泥混合物最大质量变化速率明显提高，从0.57%/min显著升高至2.49%/min,电石渣促进煤泥热解挥发分的释放；随着温度升高，硫的释放逐渐升高，样品中无机硫逐渐从FeS₂分解为Fe...     

等离子体法制备电石新工艺通过原理验证

核工业西南物理研究院采用新的技术工艺,使用煤和石灰石作原料,直接通过等离子体反应器制备电石,取得了较好结果,目前已通过原理验证阶段。该工艺的主要特点是整个反应连续,可以控制,产品质量可靠,加入淋水设备还可直接制取乙炔,反应过程中产生的气体可作能源。这种新工艺生产电石的成本比传统工艺下降20%～30%,具有较好的经济效益和社会效益。     

典型密闭电石炉冶炼平衡关系研究

过程平衡对冶炼系统正常运行具有极其重要的作用。以电石冶炼反应关系为基础,对典型密闭式电石炉冶炼过程进行建模研究,得到与过程相关的物料平衡和能量平衡数据;并通过该模型研究了出炉温度、物料参数对冶炼工序电耗的影响。结果显示,冶炼过程能量消耗主要表现在电石反应热、电石显热、冷却水吸热和副反应上;为提升冶炼效率、降低电耗,应严格控制原料质量并稳定电石出炉温度。     

密闭半密闭电石炉节能降耗措施探析

在石油资源日益短缺的背景下，电石行业得到了飞速发展，生产工艺和技术水平不断提高。但是尽管如此，我国的电石生产中需要消耗大量的能源，在国家能源消耗中占据很大的部分。本文从可持续发展理念出发，对密闭半密闭电石炉的生产过程进行了分析，找出了产品能耗和成本偏高的原因，并提出了相应的节能降耗措施，以提高生产效率，降低生产成本。     

燃煤电站氧热法联产电石的热力计算与分析

在燃煤电站整合氧热法生产电石的技术工艺路线中,电石反应器串接在锅炉炉膛前,采用干燥煤粉、石灰粉和氧气作为反应原料,反应副产物烟气和含未燃碳的飞灰送入锅炉炉膛放热并燃烧,回收其热能与化学能。基于热力学原理构建化学反应的热平衡模型,计算产出电石纯度、原料耗量和电耗、能量的利用和回收情况,并探讨变换反应原料对上述参数的影响。结果表明:煤粉氧热法产出的电石纯度为65.97%,每生产1t CaC₂,消耗煤粉1747.08kg,石灰粉980.5kg,氧气1285.25m³,电耗554.28kW·h;提高氧气纯度,各量变化十分微小,而制氧电耗大幅上升,采用不同煤种,各量的变化比较显著。论证了燃煤电站氧热法联产电石工艺的可行性,并为实际生产中原料的选取提供了理论指导。     

焦球在半密闭电石炉中的应用

在23 MVA半密闭电石炉上试验焦球,通过从焦球的储存环境、投料工艺、料面操作等方面进行工艺优化后,焦球得到合理利用,电石产品在电耗指标基本保持不变的情况下,质量明显上升,同比工艺优化前电石发气量提高3 L/kg,优、一级品率提高5.23%,同时也降低了成本.     

电石制备清洁生产和工程化研究进展

我国电石产量位居世界第一,电石生产已成为我国化工领域的重要环节。电热法是目前工业上应用最广的电石生产方法,但由于其高能耗、高污染、高投入、低产出等诸多弊端,如何对传统电石工艺进行转型升级改造,发展节能降耗、原料及附加产品综合高效利用的大型一体化电石产业链成为了时下研究的热点。氧热法具有能耗低、物耗低、能效高、污染少的特点,已经成为替代电热法生产电石的新选择。为此,本文围绕氧热法煤制电石工艺、煤制电石多联产技术、电石清洁生产三方面对煤制电石新工艺进行综述,对国内外氧热法制电石研究进展进行总结分析。在此基础上文章对煤制电石与化工/动力系统多联产工艺和电石渣综合利用与废气捕集技术路线进行了分析与讨论,并对进一步值得研究的重点方向进行了展望,为煤制电石清洁高效生产的理论研究、工程实践、系统运行提供了参考。     

对电石在运输、装卸、储存过程中安全问题的探讨

电石是碳化钙的俗称，分子式CaC2，工业品一般含CaC2（80％），是灰色、黄褐色或黑色固体，有特殊臭味，熔点为2300℃，能导电。纯度越高，越易导电。电石化学性质非常活泼，能与许多气体、溶液在适当温度下发生反应，遇水激烈分解产生乙炔气和氢氧化钙，并放出大量的热。与氯、氯化氢、硫、磷、乙醇等在高温下均能发生激烈的化学反应。若电石的断面暴露在潮湿的空气中，则因吸收了空气中的水分而使断面失去光泽变成灰白色。与水作用生成乙炔气后，遇空气极易发生爆炸。电石密度为2200—2800kg／m^3。电石的制造是将焦炭和氧化钙放在电炉中熔炼：     

磷石膏制酸新工艺热力学分析

磷石膏是磷肥工业的排放废渣,文中提出了用氢气、一氧化碳或甲烷替代焦炭处理磷石膏的工艺构想,采用热力学软件对这4个过程的能耗进行了计算与分析,结果表明,新的磷石膏处理工艺过程能耗比传统的磷石膏制酸联产水泥工艺过程降低30%左右,且3个新工艺过程的能耗较为接近。通过对用甲烷部分氧化得到的还原性气体处理磷石膏新工艺与传统工艺的原料成本估算,发现前者的原料成本略低于后者,该新工艺构想前景广阔。     

焦炭冷却新工艺

目前以及可预见的将来，占主导地位的仍是传统的湿熄焦方法。俄罗斯和独联体国家现有８０％的焦炭是采用湿熄焦方法。这样，每生产１t焦炭要产生０．３～０．４m３化学污染的水。这些水即使经过生化净化也不能直接排入水体，只能用于出炉焦炭水熄，而焦炭的热量消耗在水蒸发到大气中，随之，有害物质也排放到大气中，而且还影响焦炭的强度。改用干熄焦可保证焦炭的强度，焦炭显热可用于生产动力蒸汽，但出现粉尘和化学污染的多余热载体排入大气的问题。由于工艺复杂，影响干熄焦方法的普及。１焦炭冷却的温度条件对不同温度下焦炭和煤热解固…     

玉米燃料乙醇低能耗工业生产新工艺

本团队研发的玉米燃料乙醇低能耗生产新工艺,采用了低温液化、浓醪同步糖化间歇发酵、三塔压差精馏与分子筛脱水工艺和全厂各工段的废热进行余热回收技术,目前已经成功应用于多家燃料乙醇生产企业。以黑龙江鸿展生物科技股份有限公司已经投产的30万吨级燃料乙醇工程项目为例,对比分析了新工艺与传统工艺在技术特点、能耗、产品质量等方面的差异。结果表明：与传统工艺相比,新工艺蒸汽消耗降低10.26%,工艺用水量节约28.09%,循环水用量减少11.11%,每生产一吨燃料乙醇折合可节约标准煤49 kg,每年可以为企业节约标准煤14 700吨,节省燃料乙醇能耗成本约800万元;同时燃料乙醇和玉米酒糟（DDGS）的产品质量均符合国家标准,部分指标高于国家标准,如乙醇纯度达99.9%,甲醇低至0.01%,DDGS中粗蛋白质为26.1%,粗脂肪为10.5%,粗纤维为8.7%。     

等离子体法炭黑工艺与炉法炭黑工艺的(火用)对比分析

传统炭黑生产过程热能效率低,存在大量NO_x和CO₂排放,炭黑收率低。等离子体法生产炭黑能大幅提高能量利用效率,理想状况下可以完全收获原料中的碳,并消除由于燃烧产生的CO₂和NO_x排放。基于Aspen Plus软件模拟了炉法炭黑和等离子体法炭黑工艺过程。计算分析了等离子体法炭黑工艺相对于炉法炭黑工艺的节能效果：对于炉法炭黑分别计算了N110、N₂20、N330、N440和N550五种炭黑品种的过程(火用)流,等离子体法炭黑计算了甲烷和焦油两种原料的过程(火用)流;对比分析了两种工艺过程炭黑收率、进出料(火用)流、产品(火用)效率以及工艺过程(火用)效率。结果表明：以焦油为原料的炉法炭黑收率在47.6%～66.6%之间,与实际值吻合,明显低于等离子体法94%的理想炭黑收率;以焦油为原料的理论计算表明,等离子体法炭黑产品(火用)效率和工艺过程(火用)效率显著高于炉法炭黑;以焦油为原料的等离子体法炭黑产品(火用)效率高于以甲烷为原料的产品(火用)效率。     

煤在等离子体中热解直接生产乙炔

煤在富氢热等离子体中热解直接制取乙炔，是一条具有潜在工业发展前景的新工艺路线。最近发表的该技术的技术经济评价报告表明：等离子体热解煤直接制乙炔的生产成本与传统的水解电石法的乙炔成本基本相同，但新技术对环境没有污染，新技术的经济可行性在很大程度上取决于乙炔的最大收率及单位体积乙块的能耗，而这两个指标又由工艺条件（等离子体发生器和煤热解反应器的结构及氢气源成本等）和煤的性质决定。本文对国外在这一领域的工作进行了全面的评述，并扼要介绍了我们自己的研究工作。     

活性炭制备的新型节能工艺

通过分析活性炭制备的传统节能工艺,从减小活性炭的制备成本出发,在原有的工艺基础上进行改进,提出一种新型的活性炭制备节能工艺。采用热量分析和炯分析法,对传统工艺和新工艺进行了模拟计算,考察了循环烟道气的流量、温度,炭化炉进气温度对新工艺炯效率的影响。结果表明,随着循环烟道气流量的增加,新工艺的炯效率先增大后保持不变;随着循环烟道气温度和炭化炉进气温度升高,新工艺的史用效率均先增大后降低。经模拟计算,传统节能工艺的戈甩效率为33．66％,而新节能工艺的炯效率为58．30％。传统工艺路线需向系统提供额外的热量,以保证产量,新工艺路线则只需在首次开车时向系统通入一定热量,后续生产阶段所需的热能完全由原料提供。     

热改质低阶烟煤对配煤及型煤炼焦影响研究

为了提高低阶煤在配煤炼焦中的配入比例,以低灰低硫低阶烟煤为原料,通过热改性预处理工艺得到提质改性煤。将低阶煤与改性煤按照不同比例混合成炼焦用煤,通过5 kg焦炉试验,研究了改质低阶煤对配煤及炼焦的影响。结果表明,在保证焦炭质量的前提下,低阶烟煤配入比例由小于3%提高到5%,5%以后焦炭质量明显劣化;改性煤添加比例为6%时,混煤黏结性最好,反应后强度增加约4%,而冷态强度变化不大。采用型煤技术可使改性煤配入量达到7%~10%,由于提高了混煤的密度,使炭化过程中半焦化阶段的收缩降低而使焦炭裂纹减少,煤中黏结组分和惰性组分的胶结作用得到改善,提高了煤的结焦性能。     

电石炉尾气等工业排放气制乙二醇技术获重大进展

2011年12月1日，由西南化工研究设计院开发的回收和利用工业排放气制乙二醇技术通过四川省科技厅组织的专家鉴定。该技术使煤层气、焦炉气、黄磷尾气、电石炉气等都可作为原料，进一步降低生产成本20％以上。     

关于开展一段法熔融还原热法磷酸新工艺研究的建议

本文提出了一段法熔融还原热法磷酸新工艺，即在熔融磷矿和Re-P-C熔池下部喷吹煤—氧，在熔池上部喷吹氧气，含P_2O_5的炉气经吸收塔后制得磷酸。该工艺与传统热法磷酸工艺相比，能耗低，流程短，投资少，可以用煤和氧代替电能和焦炭。