CN101362599A - 一种同时生产电石、硅铁和高纯度co气体的方法 - Google Patents

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Abstract

一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法是采用氧热法工艺，以钙质原料、碳素材料和钢屑或废钢铁为原料，自产CO气为燃料，同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体。本发明无温室气体排放，整个工艺组合合理，工艺过程简单，具有节能、节水、高效和节约投资的显著优点。

Description

一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法
技术领域
本发明涉及一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法。
背景技术
电石的主要成分为CaC2，是有机合成工业的重要原料，在化学工业中具有重要作用。生产电石的方法主要有电热法和氧热法，目前工业上生产电石全部采用电热法，该法发展历史已有110多年，近年来尽管采用了空心电极、密闭生产和自动控制等技术，但仍需消耗大量电能，一般电耗为3500～3800kWh/t电石，且综合能耗非常高，不利于节能和社会的可持续发展。
氧热法生产电石目前仍处于实验阶段，国内外关于氧热法电石生产有大量的文献报道，如：《电石生产加工与产品开发利用及污染》一书介绍了联邦德国第三大电石公司——巴登苯胺纯碱公司早在1939年就建成了氧热法半工业化生产电石装置，于1948年恢复生产，采用甲烷氧热解法，竖炉生产能力为日产电石70～100吨(含CaC280％)。日本专利昭61-178412公开了以竖炉全焦、纯氧或富氧氧热法实验室生产电石。国内专利CN1843907A《竖炉氧燃喷吹生产碳化钙的方法及装置》介绍了采用富氧空气预热、以焦炭为燃料、辅以喷吹煤粉和重油等的氧热法生产电石的方法及装置。
硅铁生产与电石生产相似，目前全部采用电热法生产，未见氧热法生产的报道。
高纯CO气体目前均是以焦炭或无烟煤为原料、纯氧和CO2为气化剂、采用固定床连续气化的方法生产，粗煤气CO浓度约70％左右，国内已有多套装置投产。可应用的专利有CN1214975C《一种高纯度CO制备方法》、CN1303910A《CO2还原制CO工艺》、CN2328662Y《CO发生炉》、CN2607360Y《高浓度CO发生炉》。
同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种同时生产电石、硅铁及高纯度CO气体的方法。
本发明的制备方法如下：
(1)钙质原料、碳素材料原料经破碎、筛分至合格粒度后，按比例配合后输送至原料预热仓；
(2)原料在预热仓内与逆流而上的热粗CO气相接触，被热粗CO气加热，脱除掉原料中所含的水份，并使原料温度由常温升高至200～300℃；
(3)被预热干燥的原料和废钢铁或钢屑进入立式炉，与由下而上的高温热废气接触被加热至2000～2200℃，发生电石及硅铁生成反应，同时生成粗CO气体，热粗CO气体由立式炉顶部的炉气管排出，高温电石及硅铁液体分别从立式炉的底部排液口排出；
(4)由立式炉顶部炉气管排出的热粗CO气体，经原料预热仓换热降温至80～140℃，再经除尘器、洗气塔进一步除尘、降温，使其含尘和焦油量降到1～5mg/Nm3以下，温度降至30～45℃，然后经风机升压、酸性气脱除，其中一部分CO气作为燃料气，另一部分CO气经精脱硫后作为产品气输出，可作为合成甲醇或其它化工生产的原料气；
(5)作为燃料气的CO气进入电石或硅铁余热回收***1，与温度为1900～2000℃的电石或硅铁液体逆向接触，电石或硅铁液被冷却为100～200℃以下的固体，CO气体则被加热到900～1500℃，电石或硅铁固体在***外自然冷却至室温，破碎后作为产品输出，经加热的作为燃料气的CO气体进入燃烧室，与同时被加热的氧气相遇燃烧，产生的热废气进入立式炉；
(6)由空分装置提供的氧气，先进入电石或硅铁余热回收***2，与温度为1900～2000℃的电石或硅铁液体逆向接触，电石或硅铁液被冷却为100～200℃以下的固体，氧气被加热到900～1500℃，电石或硅铁固体在***外自然冷却至室温，破碎后作为产品输出，经加热的氧气进入燃烧室，与同时被加热的CO气体相遇燃烧，产生的热废气进入立式炉。
如上所述的由立式炉顶部炉气管排出的热粗CO气体的温度为300～600℃，压力为0.03～0.08MPa，含尘量为50～100g/Nm3，含焦油量为40～300mg/Nm3，含硫量2～4g/Nm3。
如上所述的钙质原料、碳素材料、废钢铁或钢屑、氧气的质量要求如下：
(1)钙质原料可以是生石灰或石灰石。生石灰质量指标为：CaO含量94wt％～98wt％，MgO<1wt％，Fe2O3+Al2O3<1wt％，SiO2<1wt％，S<0.15wt％，P<0.008wt％，生、过烧量<3wt％，粒度20～60mm；石灰石质量指标为：CaCO3含量96wt％～98wt％，S<0.1wt％，其它杂质含量及粒度要求与生石灰相同。
(2)碳素材料可以是焦炭、半焦或无烟煤。焦炭质量指标为：FCad＝84wt％～89wt％，Ad＝10wt％～13.5wt％，Mt<6wt％，St，d<1.0wt％，Pt，d<0.04wt％。半焦和无烟煤的质量指标为：FCad＝80wt％～86wt％，Ad＝5wt％～11wt％，Mt＝4wt％～8wt％，Vdaf<8wt％，St，d<1.0wt％，Pt，d<0.04wt％。焦炭、半焦或无烟煤的粒度均为20～60mm。
(3)废钢铁或钢屑的质量指标为：含铁量≥95wt％，弯曲长度≤100mm。
(4)氧气的质量指标为：含氧量≥98wt％。
如上所述的钙质原料、碳素材料和钢屑或废钢铁重量配比为：(0.8～1.5)∶(0.9～1.7)∶(0.01～0.04)。氧气消耗量为300～700Nm3/t电石，CO气消耗量为600～1400Nm3/t电石。
如上所述的立式炉内加入废钢铁或钢屑，利用硅铁生成反应原理使Fe与原料带入炉内的SiO2反应生成硅铁，再利用电石(CaC2)和硅铁密度的不同，达到分离和提纯电石产品的目的。
本发明生产的电石、硅铁和CO气产品的产量、质量指标如下：
(1)电石：CaC2含量≥75.2％，发气量≥280L/kg，达到GB10665-1997规定的一等品标准；利用系数为2.7～4.2 t电石/m3.d。
(2)硅铁：产量为9～70kg/t电石，硅含量≥45％。
(3)CO气：总产量1500～4500Nm3/t电石，实际可输出气量为1000～3500Nm3/t电石，CO含量≥95％。
如上所述的立式炉可采用与炼铁高炉相似的壳体结构，本体包括炉基、炉壳、炉衬、冷却设备及框架或支柱，内部空间分为五段：炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸。炉缸段设有数个热废气进口、电石液排放口和硅铁液排放口，采用刚玉砖砌筑；炉缸、炉腹由于温度高达2000℃左右，其内侧炉衬均采用碳素砖砌筑。
如上所述的原料预热仓为一圆筒式钢结构，外设保温层，顶部有密封式进料装置，底部有与立式炉相通的计量式下料器，热粗CO气从其底部进入，从顶部排出；预热仓高径比为4～8。
如上所述的电石或硅铁余热回收***，按冷却介质氧气和CO气的不同分为两个独立的***，每个***均备有数个电石、硅铁罐，该罐为槽形装置，长宽比为6～10，壳体为钢结构，内砌耐火砖，上有密封盖。电石和硅铁为间歇出料，数个电石、硅铁罐倒替使用，既可串联，又可并联，实现与氧气、CO气的连续换热。
如上所述的空分装置可采用PSA制氧或深冷制氧工艺，氧气纯度≥98％，压力为0.18～0.25MPa。
如上所述的除尘器可采用旋风除尘器、电除尘器或布袋除尘器；洗气塔一般采用空喷塔结构，洗气后含有焦油、尘泥的洗涤水经沉淀池除泥、凉水塔降温、污水处理后循环使用，不外排。
如上所述的CO气升压用风机可采用离心鼓风机，风机出口压力为0.2～0.4MPa。
如上所述的酸性气脱除工序采用湿法工艺对CO气进行深度净化，采用的工艺包括：低温甲醇洗(Rectisol)工艺、聚乙二醇二甲醚法(NHD)法、MDEA工艺。净化后的CO气中H2S含量≤1ppm。
如上所述的精脱硫工序采用干法脱硫工艺对CO气进行深度净化脱硫，采用的工艺包括：氧化铁脱硫、氧化锌脱硫、分子筛脱硫等。净化后的CO气中H2S含量≤0.1ppm，HCN+NH3+PH3≤7ppm。
本工艺优点：
1)本专利采用氧热法工艺，以自产CO气为燃料，将电石、硅铁和高纯CO气三种产品的生产技术有机结合，应用炉气显热回收、电石和硅铁余热回收等多种热量回收技术，可回收热能达20％以上，同时采用多种气体净化技术，是一种节能、环保、高效的专利技术。
2)本专利不仅可以获得含CaC2达75.2％以上的电石和含硅45％以上的硅铁产品，同时得到CO含量达95％以上的高纯CO气体，经过回收热量、深度净化的高纯CO气体是优质的化工原料气。
3)本专利为集成工艺，无温室气体排放，整个工艺组合合理，工艺过程简单，与常规高纯CO气生产技术、电热法生产电石技术相比，具有节能、节水、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。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
现以容积为28m3立式炉为例介绍本发明的实施步骤。离心鼓风机风量240Nm3/min，出口压力为0.25MPa。空分装置采用深冷工艺，除尘器选用电除尘器，酸性气脱除采用MDEA工艺，精脱硫采用Fe2O3干法脱硫技术。
1、采用的原料：
(1)、石灰石：CaCO3含量97％，S＝0.01％，MgO+Fe2O3+Al2O3＝1.13％。
(2)、焦炭：FCad＝86.6％，Ad＝10.3％，St，d＝0.72％，Pt，d＝0.04％。
(3)、钢屑：Fe含量＝95.0％，Si＝1.50％，Mn＝0.24％，P＝0.05％，S＝0.07％，C＝3.14％。
(4)、氧气：含氧量99.6％，含N20.4％。
2、计算依据：
(1)、环境温度为20℃。
(2)、CO2与C的实际反应系数为95％。
(3)、粗CO气粉尘量占总物料的2wt％。
(4)、炉体热损失占总热量(粗CO气燃烧热)的10％。
(5)、入炉所有杂质除炉出气、炉出气粉尘带出外，其余全部残留于电石和硅铁中。
3、实施过程：
石灰石、焦炭等原料经破碎、筛分至合格粒度(20～60mm)后，按照石灰石∶焦炭∶钢屑＝1.41∶1.43∶0.03的重量比例配合后输送至原料预热仓。
原料在预热仓内与逆流而上的温度为400℃的热粗CO气相接触，被热粗CO气加热，脱除掉原料中所含的水份，并使原料温度由常温升高至300℃。
被预热干燥的原料及废钢铁进入立式炉，与由下而上的高温热废气接触，炉料被加热至2100℃，发生电石及硅铁生成反应，同时生成粗CO气体。热粗CO气体由立式炉顶部的炉气管排出，高温电石及硅铁液体分别从立式炉的底部排液口排出。
由立式炉顶部炉气管排出的约400℃的热粗CO气体，压力为0.05MPa，含尘量为50g/Nm3，含焦油量为40mg/Nm3，含硫量2.65g/Nm3，经原料预热仓换热降温至90℃，再经除尘器、洗气塔进一步除尘、降温，使其含尘和焦油量降到3mg/Nm3以下，温度降至40℃。然后经风机升压、酸性气脱除(含硫量约1ppm)，其中约30％的CO气作为燃料气，其余大部分CO气经精脱硫(含硫量约0.1ppm)后作为产品气输出，可作为合成甲醇或其它化工生产的原料气。
作为燃料的压力为0.25MPa的CO气经炉气支管先进入电石(或硅铁)余热回收***1，与炽热的温度为1900℃的电石(或硅铁)液体逆向接触，电石(或硅铁)液被冷却为140℃左右的固体，CO气体则被加热到1100℃。电石(或硅铁)固体在***外自然冷却至室温，破碎至合格粒度，作为产品输出。经加热的CO气体进入燃烧室，与同时被加热的氧气相遇燃烧，产生热废气进入立式炉，使立式炉内熔融带温度达到2100℃。
由深冷空分装置产生的压力为0.25MPa的纯氧先进入电石(或硅铁)余热回收***2，与炽热的温度为1900℃的电石(或硅铁)液体逆向接触，电石(或硅铁)液被冷却为140℃左右的固体，纯氧则被加热到1100℃。电石(或硅铁)固体在***外自然冷却至室温，破碎至合格粒度，作为产品输出。经加热的氧气进入燃烧室，与同时被加热的CO气体相遇燃烧，产生的热废气进入立式炉。
4、主要生产技术指标：
(1)、产量指标：
电石：100t/d；年产量可达3.33万t。
硅铁：4.4t/d；年产量可达1465t。
高纯CO气(纯输出量)：9580Nm3/h，年产量可达0.766亿Nm3。
(2)、质量指标：
电石：CaC2含量为77.05％，发气量为286.8L/kg，按电石质量标准GB10665-2004规定，可达到一等品。
硅铁：硅含量44.91％。
高纯CO气：粗炉出气CO含量96.9％，经深度净化后CO含量99.2％。
(3)、消耗指标：
焦炭：143t/d，年消耗量达4.76万t。
石灰石：141t/d，年消耗量达4.70万t。
CO气(纯度99.2％)：3700Nm3/h，年消耗量0.30亿Nm3。
氧气(纯度99.6％)：1900Nm3/h，年消耗量0.15亿Nm3。
钢屑(含铁量95％)：2.55t/d，年消耗量达850t。
实施例2
生产装置同实施例1，计算依据不变。空分装置采用PSA制氧工艺，除尘器选用旋风除尘器+布袋除尘器，酸性气脱除采用低温甲醇洗(Rectisol)工艺，精脱硫采用氧化锌干法脱硫技术。
1、采用的原料：
(1)、生石灰：CaO含量94％，MgO＝0.5％，Fe2O3+Al2O3＝0.59％，SiO2＝0.81％，生烧量CO2＝2.49％，H2O＝0.8，其它0.81。
(2)、焦炭：FCad＝86.6％，Ad＝10.3％，St，d＝0.72％，Pt，d＝0.04％。
(3)、钢屑：Fe含量＝95.0％，Si＝1.50％，Mn＝0.24％，P＝0.05％，S＝0.07％，C＝3.14％。
(4)、氧气：含氧量99.6％，含N20.4％。
2、实施过程：
生石灰、焦炭等原料经破碎、筛分至合格粒度(20～60mm)后，按照生石灰∶焦炭∶钢屑＝0.83∶0.96∶0.01的重量比例配合后输送至原料预热仓。
原料在预热仓内与逆流而上的温度为400℃的热粗CO气相接触，被热粗CO气加热，脱除掉原料中所含的水份，并使原料温度由常温升高至300℃。
被预热干燥的原料及废钢铁进入立式炉，与由下而上的高温热废气接触，炉料被加热至2100℃，发生电石及硅铁生成反应，同时生成粗CO气体。热粗CO气体由立式炉顶部的炉气管排出，高温电石及硅铁液体分别从立式炉的底部排液口排出。
由立式炉顶部炉气管排出的约400℃的热粗CO气体，压力为0.05MPa，含尘量为55g/Nm3，含焦油量为35mg/Nm3，含硫量3.16g/Nm3，经原料预热仓换热降温至90℃，再经除尘器、洗气塔进一步除尘、降温，使其含尘和焦油量降到3mg/Nm3以下，温度降至40℃。然后经风机升压、酸性气脱除(含硫量约1ppm)，其中约30％的CO气作为燃料气，其余大部分CO气经精脱硫(含硫量约0.1ppm)后作为产品气输出，可作为合成甲醇或其它化工生产的原料气。
作为燃料的压力为0.25MPa的CO气经炉气支管先进入电石(或硅铁)余热回收***1，与炽热的温度为1900℃的电石(或硅铁)液体逆向接触，电石(或硅铁)液被冷却为140℃左右的固体，CO气体则被加热到1100℃。电石(或硅铁)固体在***外自然冷却至室温，破碎至合格粒度，作为产品输出。经加热的CO气体进入燃烧室，与同时被加热的氧气相遇燃烧，产生热废气进入立式炉，使立式炉内熔融带温度达到2100℃。
由PSA制氧装置产生的压力为0.25MPa的纯氧先进入电石(或硅铁)余热回收***2，与炽热的温度为1900℃的电石(或硅铁)液体逆向接触，电石(或硅铁)液被冷却为140℃左右的固体，纯氧则被加热到1100℃。电石(或硅铁)固体在***外自然冷却至室温，破碎至合格粒度，作为产品输出。经加热的氧气进入燃烧室，与同时被加热的CO气体相遇燃烧，产生的热废气进入立式炉。
4、主要生产技术指标：
(1)、产量指标：
电石：100t/d；年产量可达3.33万t。
硅铁：0.95t/d；年产量可达316t。
高纯CO气(纯输出量)：3997Nm3/h，年产量可达0.32亿Nm3。
(2)、质量指标：
电石：CaC2含量为79.01％，发气量为294.0L/kg，按电石质量标准GB10665-2004规定，可达到一等品。
硅铁：硅含量44.91％。
高纯CO气：粗炉出气CO含量96.6％，经深度净化后CO含量99.2％。
(3)、消耗指标：
焦炭：95.8t/d，年消耗量达3.19万t。
生石灰：82.9t/d，年消耗量达2.76万t。
CO气(纯度99.2％)：2833Nm3/h，年消耗量0.227亿Nm3。
氧气(纯度99.6％)：1907Nm3/h，年消耗量0.153亿Nm3。
钢屑(含铁量95％)：0.55t/d，年消耗量达183t。
实施例3
生产装置同实施例1，计算依据不变。空分装置采用深冷制氧工艺，除尘器选用旋风除尘器+布袋除尘器，酸性气脱除采用聚乙二醇二甲醚法(NHD)法，精脱硫采用分子筛干法脱硫技术。
1、采用的原料：
(1)、钙质原料：50％的石灰石+50％的生石灰，石灰石质量同实施例1，生石灰质量同例2。
(2)、焦炭：FCad＝86.6％，Ad＝10.3％，St，d＝0.72％，Pt，d＝0.04％。
(3)、钢屑：Fe含量＝95.0％，Si＝1.50％，Mn＝0.24％，P＝0.05％，S＝0.07％，C＝3.14％。
(4)、氧气：含氧量99.6％，含N2 0.4％。
2、实施过程：
钙质原料和焦炭经破碎、筛分至合格粒度(20～60mm)后，按照钙质原料∶焦炭∶钢屑＝1.05∶1.21∶0.02的重量比例配合后输送至原料预热仓。
原料在预热仓内与逆流而上的温度为400℃的热粗CO气相接触，被热粗CO气加热，脱除掉原料中所含的水份，并使原料温度由常温升高至300℃。
被预热干燥的原料及废钢铁进入立式炉，与由下而上的高温热废气接触，炉料被加热至2100℃，发生电石及硅铁生成反应，同时生成粗CO气体。热粗CO气体由立式炉顶部的炉气管排出，高温电石及硅铁液体分别从立式炉的底部排液口排出。
由立式炉顶部炉气管排出的约400℃的热粗CO气体，压力为0.05MPa，含尘量为55g/Nm3，含焦油量为35mg/Nm3，含硫量2.84g/Nm3，经原料预热仓换热降温至90℃，再经除尘器、洗气塔进一步除尘、降温，使其含尘和焦油量降到3mg/Nm3以下，温度降至40℃。然后经风机升压、酸性气脱除(含硫量约1ppm)，其中约30％的CO气作为燃料气，其余大部分CO气经精脱硫(含硫量约0.1ppm)后作为产品气输出，可作为合成甲醇或其它化工生产的原料气。
作为燃料的压力为0.25MPa的CO气经炉气支管先进入电石(或硅铁)余热回收***1，与炽热的温度为1900℃的电石(或硅铁)液体逆向接触，电石(或硅铁)液被冷却为140℃左右的固体，CO气体则被加热到1100℃。电石(或硅铁)固体在***外自然冷却至室温，破碎至合格粒度，作为产品输出。经加热的CO气体进入燃烧室，与同时被加热的氧气相遇燃烧，产生热废气进入立式炉，使立式炉内熔融带温度达到2100℃。
由深冷制氧装置产生的压力为0.25MPa的纯氧先进入电石(或硅铁)余热回收***2，与炽热的温度为1900℃的电石(或硅铁)液体逆向接触，电石(或硅铁)液被冷却为140℃左右的固体，纯氧则被加热到1100℃。电石(或硅铁)固体在***外自然冷却至室温，破碎至合格粒度，作为产品输出。经加热的氧气进入燃烧室，与同时被加热的CO气体相遇燃烧，产生的热废气进入立式炉。
4、主要生产技术指标：
(1)、产量指标：
电石：100t/d；年产量可达3.33万t。
硅铁：3.19t/d；年产量可达1062t。
高纯CO气(纯输出量)：6583Nm3/h，年产量可达0.53亿Nm3。
(2)、质量指标：
电石：CaC2含量为78.56％，发气量为292.3L/kg，按电石质量标准GB10665-2004规定，可达到一等品。
硅铁：硅含量44.91％。
高纯CO气：粗炉出气CO含量96.8％，经深度净化后CO含量99.2％。
(3)、消耗指标：
焦炭：121t/d，年消耗量达4.03万t。
生石灰：52.5t/d，年消耗量达1.75万t。
石灰石：52.5t/d，年消耗量达1.75万t。
CO气(纯度99.2％)：3627Nm3/h，年消耗量0.29亿Nm3。
氧气(纯度99.6％)：1882Nm3/h，年消耗量0.15亿Nm3。
钢屑(含铁量95％)：1.84t/d，年消耗量达613t。
实施例4
生产装置同实施例1，计算依据不变。空分装置采用PSA制氧工艺，除尘器选用电除尘器，酸性气脱除采用MDEA工艺，精脱硫采用氧化锌干法脱硫技术。
1、采用的原料：
(1)、石灰石：CaCO3含量97％，S＝0.01％，MgO+Fe2O3+Al2O3＝1.13％。
(2)、无烟煤：FCad＝80.6％，Ad＝10.3％，Vdaf＝7.4％，St，d＝0.72％，Pt，d＝0.04％。
(3)、钢屑：Fe含量＝95.0％，Si＝1.50％，Mn＝0.24％，P＝0.05％，S＝0.07％，C＝3.14％。
(4)、氧气：含氧量99.6％，含N20.4％。
2、实施过程：
石灰石、无烟煤等原料经破碎、筛分至合格粒度(20～60mm)后，按照石灰石∶无烟煤∶钢屑＝1.41∶1.56∶0.035的重量比例配合后输送至原料预热仓。原料在预热仓内与逆流而上的温度为400℃的热粗CO气相接触，被热粗CO气加热，脱除掉原料中所含的水份，并使原料温度由常温升高至300℃。
被预热干燥的原料及废钢铁进入立式炉，与由下而上的高温热废气接触，炉料被加热至2100℃，发生电石及硅铁生成反应，同时生成粗CO气体。热粗CO气体由立式炉顶部的炉气管排出，高温电石及硅铁液体分别从立式炉的底部排液口排出。
由立式炉顶部炉气管排出的约400℃的热粗CO气体，压力为0.05MPa，含尘量为70g/Nm3，含焦油量为245mg/Nm3，含硫量3.7g/Nm3，经原料预热仓换热降温至90℃，再经除尘器、洗气塔进一步除尘、降温，使其含尘和焦油量降到3mg/Nm3以下，温度降至40℃。然后经风机升压、酸性气脱除(含硫量约1ppm)，其中约30％的CO气作为燃料气，其余大部分CO气经精脱硫(含硫量约0.1ppm)后作为产品气输出，可作为合成甲醇或其它化工生产的原料气。
作为燃料的压力为0.25MPa的CO气经炉气支管先进入电石(或硅铁)余热回收***1，与炽热的温度为1900℃的电石(或硅铁)液体逆向接触，电石(或硅铁)液被冷却为140℃左右的固体，CO气体则被加热到1100℃。电石(或硅铁)固体在***外自然冷却至室温，破碎至合格粒度，作为产品输出。经加热的CO气体进入燃烧室，与同时被加热的氧气相遇燃烧，产生热废气进入立式炉，使立式炉内熔融带温度达到2100℃。
由PSA制氧装置产生的压力为0.25MPa的纯氧先进入电石(或硅铁)余热回收***2，与炽热的温度为1900℃的电石(或硅铁)液体逆向接触，电石(或硅铁)液被冷却为140℃左右的固体，纯氧则被加热到1100℃。电石(或硅铁)固体在***外自然冷却至室温，破碎至合格粒度，作为产品输出。经加热的氧气进入燃烧室，与同时被加热的CO气体相遇燃烧，产生的热废气进入立式炉。
4、主要生产技术指标：
(1)、产量指标：
电石：100t/d；年产量可达3.33万t。
硅铁：6.05t/d；年产量可达2014t。
高纯CO气(纯输出量)：10154Nm3/h，年产量可达0.81亿Nm3。
(2)、质量指标：
电石：CaC2含量为77.02％，发气量为286.6L/kg，按电石质量标准GB10665-2004规定，可达到一等品。
硅铁：硅含量44.91％。
高纯CO气：粗炉出气CO含量96.7％，经深度净化后CO含量99.2％。
(3)、消耗指标：
无烟煤：156t/d，年消耗量达5.19万t。
石灰石：141t/d，年消耗量达4.70万t。
CO气(纯度99.2％)：3795Nm3/h，年消耗量0.304亿Nm3。
氧气(纯度99.6％)：2018Nm3/h，年消耗量0.161亿Nm3。
钢屑(含铁量95％)：3.5t/d，年消耗量达1165t。

Claims (17)

1.一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)钙质原料、碳素材料原料经破碎、筛分至合格粒度后，按比例配合后输送至原料预热仓；
(2)原料在预热仓内与逆流而上的热粗CO气相接触，被热粗CO气加热，脱除掉原料中所含的水份，并使原料温度由常温升高至200～300℃；
(3)被预热干燥的原料和废钢铁或钢屑进入立式炉，与由下而上的高温热废气接触被加热至2000～2200℃，发生电石及硅铁生成反应，同时生成粗CO气体，热粗CO气体由立式炉顶部的炉气管排出，高温电石及硅铁液体分别从立式炉的底部排液口排出；
(4)由立式炉顶部炉气管排出的热粗CO气体，经原料预热仓换热降温至80～140℃，再经除尘器、洗气塔进一步除尘、降温，使其含尘和焦油量降到1～5mg/Nm3以下，温度降至30～45℃，然后经风机升压、酸性气脱除，其中一部分CO气作为燃料气，另一部分CO气经精脱硫后作为产品气输出；
(5)作为燃料气的CO气进入电石或硅铁余热回收***1，与温度为1900～2000℃的电石或硅铁液体逆向接触，电石或硅铁液被冷却为100～200℃以下的固体，CO气体则被加热到900～1500℃，电石或硅铁固体在***外自然冷却至室温，破碎后作为产品输出，经加热的作为燃料气的CO气体进入燃烧室，与同时被加热的氧气相遇燃烧，产生的热废气进入立式炉；
(6)由空分装置提供的氧气，先进入电石或硅铁余热回收***2，与温度为1900～2000℃的电石或硅铁液体逆向接触，电石或硅铁液被冷却为100～200℃以下的固体，氧气被加热到900～1500℃，电石或硅铁固体在***外自然冷却至室温，破碎后作为产品输出，经加热的氧气进入燃烧室，与同时被加热的CO气体相遇燃烧，产生的热废气进入立式炉。
2、根据权利要求1所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的由立式炉顶部炉气管排出的热粗CO气体的温度为300～600℃，压力为0.03～0.08MPa，含尘量为50～100g/Nm3，含焦油量为40～300mg/Nm3，含硫量2～4g/Nm3。
3、根据权利要求1所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的钙质原料是生石灰或石灰石。
4、根据权利要求3所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的生石灰质量指标为：CaO含量94wt％～98wt％，MgO<1wt％，Fe2O3+Al2O3<1wt％，SiO2<1wt％，S<0.15wt％，P<0.008wt％，生、过烧量<3wt％，粒度20～60mm。
5、根据权利要求3所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的石灰石质量指标为：CaCO3含量96wt％～98wt％，S<0.1wt％，MgO<1wt％，Fe2O3+Al2O3<1wt％，SiO2<1wt％，P<0.008wt％，生、过烧量<3wt％，粒度20～60mm。
6、根据权利要求1所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的碳素材料原料是焦炭、半焦或无烟煤。
7、根据权利要求6所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的焦炭质量指标为：FCad＝84wt％～89wt％，Ad＝10wt％～13.5wt％，Mt<6wt％，St，d<1.0wt％，Pt，d<0.04wt％，粒度为20～60mm。
8、根据权利要求6所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的半焦和无烟煤的质量指标为：FCad＝80wt％～86wt％，Ad＝5wt％～11wt％，Mt＝4wt％～8wt％，Vdaf<8wt％，St，d<1.0wt％，Pt，d<0.04wt％，粒度均为20～60mm。
9、根据权利要求1所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的废钢铁或钢屑的质量指标为：含铁量≥95wt％，弯曲长度≤100mm。
10、根据权利要求1所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的氧气的质量指标为：含氧量≥98wt％。
11、根据权利要求1所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的钙质原料、碳素材料和钢屑或废钢铁重量配比为：0.8～1.5∶0.9～1.7∶0.01～0.04。
12、根据权利要求1所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述氧气的消耗量为300～700Nm3/t电石，CO气的消耗量为600～1400Nm3/t电石。
13、根据权利要求1所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的空分装置采用PSA制氧或深冷制氧工艺，氧气纯度≥98wt％，压力为0.18～0.25MPa。
14、根据权利要求1所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的CO气升压用风机采用离心鼓风机，风机出口压力为0.2～0.4MPa。
15、根据权利要求1所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的酸性气脱除采用低温甲醇洗工艺、聚乙二醇二甲醚法法、MDEA工艺，净化后的CO气中H2S含量≤1ppm。
16、根据权利要求1所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的精脱硫采用氧化铁脱硫、氧化锌脱硫或分子筛脱硫，净化后的CO气中H2S含量≤0.1ppm，HCN+NH3+PH3≤7ppm。
17、根据权利要求1所述的一种同时生产电石、硅铁和高纯度CO气体的方法，其特征在于所述的除尘器采用旋风除尘器、电除尘器或布袋除尘器。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102225765A (zh) * 2011-05-10 2011-10-26 云南邦特新材料有限公司 一种生产电石的精煤粉与石灰石粉混合球团
CN103433263A (zh) * 2013-08-30 2013-12-11 茌平信发华兴实业有限公司 一种电石生产除尘方法及装置
CN105084361A (zh) * 2015-09-16 2015-11-25 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种煤气供热多段电石反应器及其工艺
CN105731460A (zh) * 2016-04-18 2016-07-06 神雾环保技术股份有限公司 一种用于电石生产工艺的电石液显热利用方法及***
CN105731461A (zh) * 2016-04-18 2016-07-06 神雾环保技术股份有限公司 一种电石渣提纯回用***及提纯回用方法
CN105752987A (zh) * 2016-04-18 2016-07-13 神雾环保技术股份有限公司 一种电石渣的提纯方法
CN106395825A (zh) * 2016-09-30 2017-02-15 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种生产电石的***及方法
CN106479574A (zh) * 2016-12-13 2017-03-08 神雾环保技术股份有限公司 煤气化和电石冶炼耦合的***及用其制电石和煤气的方法
CN107971037A (zh) * 2017-11-30 2018-05-01 宁夏宝塔化工中心实验室(有限公司) 一种新型电石生产工艺催化剂
CN107986280A (zh) * 2017-12-29 2018-05-04 神雾环保技术股份有限公司 利用电石液显热的***和方法
CN108046617A (zh) * 2017-12-25 2018-05-18 上海盛宝冶金科技有限公司 一种高纯冶金石灰及其制作方法
CN108728176A (zh) * 2018-04-16 2018-11-02 东北大学 一种废钢预热***中煤气改质的方法

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102225765A (zh) * 2011-05-10 2011-10-26 云南邦特新材料有限公司 一种生产电石的精煤粉与石灰石粉混合球团
CN102225765B (zh) * 2011-05-10 2014-01-01 云南邦特新材料有限公司 一种生产电石的精煤粉与石灰石粉混合球团
CN103433263A (zh) * 2013-08-30 2013-12-11 茌平信发华兴实业有限公司 一种电石生产除尘方法及装置
CN103433263B (zh) * 2013-08-30 2016-03-09 茌平信发华兴实业有限公司 一种电石生产除尘装置的除尘方法
CN105084361A (zh) * 2015-09-16 2015-11-25 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种煤气供热多段电石反应器及其工艺
CN105731460A (zh) * 2016-04-18 2016-07-06 神雾环保技术股份有限公司 一种用于电石生产工艺的电石液显热利用方法及***
CN105731461A (zh) * 2016-04-18 2016-07-06 神雾环保技术股份有限公司 一种电石渣提纯回用***及提纯回用方法
CN105752987A (zh) * 2016-04-18 2016-07-13 神雾环保技术股份有限公司 一种电石渣的提纯方法
CN106395825A (zh) * 2016-09-30 2017-02-15 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种生产电石的***及方法
CN106479574A (zh) * 2016-12-13 2017-03-08 神雾环保技术股份有限公司 煤气化和电石冶炼耦合的***及用其制电石和煤气的方法
CN107971037A (zh) * 2017-11-30 2018-05-01 宁夏宝塔化工中心实验室(有限公司) 一种新型电石生产工艺催化剂
CN108046617A (zh) * 2017-12-25 2018-05-18 上海盛宝冶金科技有限公司 一种高纯冶金石灰及其制作方法
CN108046617B (zh) * 2017-12-25 2020-09-29 上海盛宝冶金科技有限公司 一种高纯冶金石灰的制作方法
CN107986280A (zh) * 2017-12-29 2018-05-04 神雾环保技术股份有限公司 利用电石液显热的***和方法
CN108728176A (zh) * 2018-04-16 2018-11-02 东北大学 一种废钢预热***中煤气改质的方法
CN108728176B (zh) * 2018-04-16 2020-11-03 东北大学 一种废钢预热***中煤气改质的方法

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