CN109609188B - 湿法乙炔电石渣处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿法乙炔电石渣处理工艺，具体包括以下步骤：a）电石渣浆中乙炔气的回收，将电石渣浆进行初步沉降分离，并通过渣浆泵将电石渣浆喷入脱气塔内，同时采用真空泵从脱气塔顶部抽气，使脱气塔保持一定的真空度；b）电石渣浆的压滤、干燥，回收乙炔气的电石渣浆经压滤***压滤后，通过干燥机进行预干燥，经预干燥的电石渣送入干燥塔，在引风机的作用下与鼓风机送入的高温干燥气流在塔内充分混合，旋流上升，微粒随气流从塔顶排出；c）电石渣的分级，经干燥的电石渣送至固体粉料分级器进行粗细电石渣分离。本发明主要是针对湿法乙炔电石渣处理成本高的问题，采用电石渣综合处理利用技术，而实现乙炔气的回收和电石渣的综合利用。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，特别涉及一种湿法乙炔电石渣处理工艺。
背景技术
干法乙炔工艺现已基本成熟，但是关键设备的使用寿命及制作工艺的缺陷导致***运行故障多，突出表现在破碎***、加料密封、粉尘防治及出料***存在一定的问题。干法乙炔工艺要求电石粒度≤3mm，需经过三级破碎才能达到规定要求，电石中的铁块太容易造成盘式破碎机的锤头及滚筒筛等设备的损坏，而且***长周期连续稳定运行效果较差。湿法乙炔工艺相对成熟，生产运行相对稳定。且湿法乙炔吨乙炔消耗1.32t电石，干法乙炔吨乙炔消耗1.34t电石，湿法乙炔电石加料储斗无需连续进行氮气置换，而干法乙炔需要连续注氮。干法乙炔电石需要三级破碎耗电量大，从运行上看，干法乙炔的物耗和能耗都比湿法乙炔高。终上所述，采用湿法乙炔较干法乙炔更有优势，但湿法乙炔工艺中的电石渣含水量40％左右，需经烘干后才可使用，而干法乙炔工艺电石渣无需烘干即可直接使用。
目前，对于湿法乙炔生产装置，电石在乙炔发生器内水解生成乙炔气的同时，还会产生大量热量及电石渣浆，乙炔气在电石渣浆中的溶解为过饱和溶解，电石渣浆具有很强的乙炔吸附能力。目前行业内普遍将电石渣浆直接引入渣浆池和浓缩池，渣浆中大部分乙炔气排放到大气中，气味难闻，恶化操作环境，而且渣浆释放的乙炔气易燃易爆，存在安全隐患，同时这部分乙炔气直接排放造成了一定的电石损耗。
此外，即使是对电石渣浆中的乙炔气体进行回收，但是回收乙炔气后的电石渣含水量在40％左右，属于难以处理的工业废物。传统工艺采用开敞式皮带运输将压滤电石渣输送至水泥厂用于生产水泥，采用电石渣代替石灰石制水泥，但是电石渣内的含水量将导致水泥原料中含水量增加，黏度增大，造成其输送、储存、准确配料和机械脱水难度增大，可见，电石渣浆的高含水量直接制约着电石渣代替石灰石的比例以及整个生产过程的正常运行。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供了一种应用于湿法乙炔生产中的电石渣综合处理工艺。
本发明的技术方案是这样实现的：湿法乙炔电石渣处理工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
a）电石渣浆中乙炔气的回收，将电石渣浆进行初步沉降分离，并通过渣浆泵将电石渣浆喷入脱气塔内，同时采用真空泵从脱气塔顶部抽气，使脱气塔保持一定的真空度；
b）电石渣浆的压滤、干燥，回收乙炔气的电石渣浆经压滤***压滤后，通过输送机构送入至干燥机内进行加热并水分汽化，经预干燥的电石渣送入干燥塔，在引风机的作用下与鼓风机送入的高温干燥气流在塔内充分混合，旋流上升，微粒随气流从塔顶排出；
c）电石渣的分级，经干燥的电石渣送至固体粉料分级器进行粗细电石渣分离，分离后的粗电石干渣和细电石干渣分别送下游工序。
本发明所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其在所述步骤a）中，将从乙炔发生器溢流出来的电石渣浆送入渣浆缓冲罐，经过初步沉降分离，除去大块杂质固体后，用渣浆泵高速喷入脱气塔内，在高速冲击的作用下，被电石渣浆包裹的微小电石颗粒的包膜被打开，并发生水解反应产生乙炔气。
本发明所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其在所述步骤a）中，从脱气塔出来的乙炔气体经冷却器冷凝除去其中大部分水蒸气，再加压送入冷却器及捕沫器进一步去除凝水后，返回乙炔气柜，脱气塔底部排出的渣浆经渣浆排放罐溢流至渣浆池。
本发明所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其在所述步骤a）中，所述脱气塔内保持-0.08～-0.06MPa的压力，使脱气塔中的浆料处于沸腾状态，通过负压闪蒸，电石渣浆中吸附的乙炔气被脱吸出来，且部分未反应的电石小颗粒也得以反应释放出乙炔。
本发明所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其在所述步骤b）中，回收乙炔气的电石渣浆经压滤后通过皮带输送机和斗式提升机由加料机送入干燥机，在皮带输送机上设置有电磁除铁器。
本发明所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其在所述步骤b）中，电石渣先经干燥机加热，水分汽化，产生的水气从顶部排气口由排湿风机抽入布袋除尘器，分离蒸汽夹带的粉尘后排空，分离下来的干粉排入干燥机进料口，与含水较高的新鲜进料混合，预干燥的电石渣经干燥机出料端底部双螺杆输送机送入干燥塔进一步干燥，由干燥塔塔顶排出的干燥后的电石渣经旋风分离器、布袋除尘器两级分离回收装置，干燥合格的电石渣回收至成品料仓，颗粒较大的物料落回干燥塔底部，被底部的破碎机打磨成细粉后，继续随气流上升。
本发明所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其在所述步骤b）中，干燥机内的操作温度为130～140℃，从干燥机排出的电石渣含水量在8%以下，在干燥塔内与鼓风机排出的100～150℃高温气流充分混合，粒径小于50μm的电石渣粒经旋风分离器、布袋除尘器回收至成品料仓，干燥后的电石燥含水量低于1%。
本发明所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其在所述步骤c）中，经干燥的电石渣由螺旋输送机送至风管，通过鼓风机送至固体粉料分级器，物料从固体粉料分级器底部进入，经分级器内棱椎体导流到碰撞斗上，粗电石经碰撞后部分下落，并从分级器底部的排渣口排出，剩余物料在气流带动下继续上行，当遇到分级器顶部绕圆周均匀排布的导流叶片时，较粗的电石渣颗粒再度被撞击落入下部筒体内，当颗粒在筒体中堆积到到一定重量时，电石渣的重力将瞬间推开筒体底部均布的多扇灰渣门，将堆积的电石渣颗粒从灰渣门向下滑落到分级器底部的排渣口，当物料排完后，灰渣门将再次快速闭合，实现完全闭风，分级器下部分离的粗电石渣落至粗渣斗，由螺旋输送机经斗式提升机送粗电石渣仓，细电石渣颗粒从分级器顶部排风口排出。
本发明所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其由固体粉料分级器顶部排风口排出的细电石渣颗粒经下游旋风分离器排入细电石渣仓，再由星形给料器送于制砖，气体从旋风分离器顶部排出，经鼓风机与送来的干电石干渣混合后重新返回分级器。
本发明所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其经干燥和分级后的电石渣采用空气为输送介质，通过密闭气力输送***将电石渣由缓冲仓给料至发送罐，通过发送罐、控制阀及管道送至下游用户。
本发明主要是针对湿法乙炔电石渣处理成本高的问题，采用电石渣综合处理利用技术，具体为通过回收电石渣中乙炔气的同时，经压滤和干燥，采用分级器对电石干渣进行粒径分选，并采用密闭气力输送***将不同粒径的电石干渣输送至下游用户的新工艺，从而实现乙炔气的回收和电石渣的综合利用。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
图2是本发明中固体粉料分级器的结构示意图。
图中标记：1为壳体，2为棱锥体，3为碰撞斗，4为物料入口，5为物料出口，6为顶盖，7为导流叶片，8为筒体，9为灰渣门，10为排渣口。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种湿法乙炔电石渣处理工艺，其采用多步法处理电石渣，实现乙炔气的回用及电石渣的安全输送和分级利用，具体包括以下步骤：
a）电石渣浆中乙炔气的回收：将从乙炔发生器溢流出来的85℃电石渣浆经溢流管送入渣浆缓冲罐，经过初步沉降分离，除去大块杂质固体后，用渣浆泵高速喷入脱气塔内，在高速冲击的作用下，被电石渣浆包裹的微小电石颗粒的包膜被打开，并发生水解反应产生乙炔气，同时采用真空泵从脱气塔顶部抽气，使脱气塔保持一定的真空度，所述脱气塔内保持-0.08～-0.06MPa的压力，使脱气塔中的浆料处于沸腾状态，通过负压闪蒸，电石渣浆中吸附的乙炔气被脱吸出来，且部分未反应的电石小颗粒也得以反应释放出乙炔。从脱气塔出来的乙炔气体经冷却器冷凝除去其中大部分水蒸气，再加压送入冷却器及捕沫器进一步去除凝水后，返回乙炔气柜，脱气塔底部排出的渣浆经渣浆排放罐溢流至渣浆池。根据亨利定律，乙炔气在渣浆中的溶解度随温度的降低而增大，温度较低时，不利于乙炔气在脱析塔内脱除。因此，在进料管线、渣浆缓冲罐上均增加了保温层，提高脱气塔的乙炔气脱除效率，提升乙炔气的回收率。
其中，渣浆缓冲罐温度≥72 ℃，回收乙炔气体体积分数≥92％ ，回收乙炔气体中氧含量≤1％ ，乙炔气回收率≥ 95％。乙炔管路上设置氧气在线检测仪，在线检测乙炔气体中氧气的含量，当乙炔气体中氧气含量超标（＞1%）时，装置自动联锁停车，本装置的联锁停车不会影响到其他装置生产的稳定。
本发明本着节能、降耗、发展循环经济的目的，采用电石渣浆回收乙炔气技术，有效回收电石渣浆中的乙炔气，并解决溶解乙炔的流失问题，降低电石、水消耗，在节省生产成本的同时，还减少了环境的污染。
b）电石渣浆的压滤、干燥：回收乙炔气的电石渣浆经压滤后通过皮带输送机和斗式提升机由加料机送入干燥机，为了防止料中混入废铁块损坏设备，在皮带输送机上设置有电磁除铁器，加料机出口设置输送加料和破碎功能，防止电石渣粘结在轴上，堵塞下料口。
电石渣先经干燥机加热，水分汽化，产生的水气从顶部排气口由排湿风机抽入布袋除尘器，分离蒸汽夹带的粉尘后排空，分离下来的干粉排入干燥机进料口，与含水较高的新鲜进料混合，可以减少物料的板结和抱轴现象，预干燥的电石渣经干燥机出料端底部双螺杆输送机送入干燥塔进一步干燥，由干燥塔塔顶排出的干燥后的电石渣经旋风分离器、布袋除尘器两级分离回收装置，干燥合格的电石渣回收至成品料仓，颗粒较大的物料落回干燥塔底部，被底部的破碎机打磨成细粉后，继续随气流上升，而且为了防止蒸汽冷凝，除湿管道和布袋除尘器均进行了保温。
其中，干燥机内的操作温度为130～140℃，物料接触到叶片、轴及设备内壁水分迅速汽化，从干燥机排出的电石渣含水量在8%以下，在干燥塔内与鼓风机排出的100～150℃高温气流充分混合，粒径小于50μm的电石渣粒经旋风分离器、布袋除尘器回收至成品料仓，电石渣干燥过程时间约为24min，干燥后的电石燥含水量低于1%。
本发明采用电石渣干燥工艺可避免传统的电石渣开敞式运输造成的环境污染和***危险，且干燥后的电石渣不仅可用作生产水泥，还可用作NID半干法脱硫技术的脱硫剂等。同时若采用电石渣生产水泥还省去了水泥装置电石渣预烘干干燥脱水工序，降低水泥装置热消耗。
c）电石渣的分级：经干燥的电石渣由螺旋输送机送至风管，通过鼓风机送至固体粉料分级器。如图2所示，所述固体粉料分级器包括壳体1以及设置在壳体1内的棱锥体2和碰撞斗3，所述固体粉料分级器采用下进上出的方式，在分级器下端设置有物料入口4及排渣口10，在分级器上部设置有物料出口5，所述棱锥体2设置在物料入口4上方，所述碰撞斗3安装在棱锥体2上方，所述棱锥体2与壳体1内壁之间以及碰撞斗3与壳体1内壁之间共同形成环形的物料上升通道，在所述壳体1顶部设置有顶盖6，在所述碰撞斗3上端开口与顶盖6之间设置有若干以碰撞斗轴向中心为中心、且绕圆周均匀排布的导流叶片7，在所述碰撞斗3底部设置有筒体8，所述筒体8与棱锥体2外表面配合形成用于收集较粗电石渣的空间，在所述筒体8侧面设置有多扇灰渣门9，当灰渣门打开后，筒体底部用于收集较粗电石渣的空间与物料上升通道连通。
物料从固体粉料分级器底部进入，鼓风机的排出压力为10～20KpaG，电石渣经分级器内棱椎体导流到碰撞斗上，粗电石经碰撞后部分下落，并从分级器底部的排渣口排出，剩余物料在气流带动下继续上行，当遇到分级器顶部绕圆周均匀排布的导流叶片时，较粗的电石渣颗粒再度被撞击落入下部筒体内，当颗粒在筒体中堆积到到一定重量时，电石渣的重力将瞬间推开筒体底部均布的多扇灰渣门，将堆积的电石渣颗粒从灰渣门向下滑落到分级器底部的排渣口，当物料排完后，灰渣门将再次快速闭合，实现完全闭风，分级器下部分离的粗电石渣落至粗渣斗，由螺旋输送机经斗式提升机送粗电石渣仓，细电石渣颗粒从分级器顶部排风口排出，并经下游旋风分离器排入细电石渣仓，再由星形给料器送于制砖，气体从旋风分离器顶部排出，经鼓风机与送来的干电石干渣混合后重新返回分级器。其中，分级器的筒体高度为1400mm，上部直径为1630mm，下部直径为700mm。
此分级器最大特点是只对物料进行风选而不进行风送，与其它类型的分级器相比，由于降低了风速，且不进行远距离输送，可最大限度减少干电石渣在分选过程中的造碎。同时，从分级器筒体底部灰渣门排出的电石渣与新送入的电石渣混合，被风选下来的部分细颗粒随新料被再次往上吹，实现二次风选，将细电石渣进一步选出。在两次风选的共同作用下，大大提高了电石渣的分离精度和分离效果，同时通过调整风速，可根据用户需要调节分离电石渣的粒度。
本发明中干燥后的电石渣可根据用途不同，采用特殊结构的分级器，利用质量密度差原理进行分级，并通过调整风速，实现粗细电石渣的分离。
最终，经干燥和分级后的电石渣采用空气为输送介质，通过密闭气力输送***将电石渣由缓冲仓给料至发送罐，通过发送罐、控制阀及管道送至下游用户。气力输送方式为正压密相输送，输送压力为0.28～0.3MpaG。与采用FU链式输送机相比，采用此工艺有效解决了输送距离短、输送量小的问题，同时采用空气输送，过程实现了完全自动化控制的密闭输送，无粉尘污染，具有占地少、操作环境清洁、环保、安全、运行经济等显著优点，解决了皮带机输送电石渣粘料、堵料，胶带跑偏、磨损撕裂，输送过程漏料现象。同时，由于回收了电石渣中的乙炔气，可不采用氮气为介质输送电石干渣，省去了氮气循环压缩机，这样大大降低了电消耗、氮气消耗和运行成本，从根本上解决了电石渣输送中乙炔气遇空气出现***的危险。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.湿法乙炔电石渣处理工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
a)电石渣浆中乙炔气的回收，将电石渣浆进行初步沉降分离，并通过渣浆泵将电石渣浆喷入脱气塔内，同时采用真空泵从脱气塔顶部抽气，使脱气塔保持一定的真空度；
b)电石渣浆的压滤、干燥，回收乙炔气的电石渣浆经压滤***压滤后，通过输送机构送入至干燥机内进行加热并水分汽化，经预干燥的电石渣送入干燥塔，在引风机的作用下与鼓风机送入的高温干燥气流在塔内充分混合，旋流上升，微粒随气流从塔顶排出；
c)电石渣的分级，经干燥的电石渣从固体粉料分级器底部进入，经分级器内棱椎体导流到碰撞斗上，粗电石经碰撞后部分下落，并从分级器底部的排渣口排出，剩余物料在气流带动下继续上行，当遇到分级器顶部绕圆周均匀排布的导流叶片时，较粗的电石渣颗粒再度被撞击落入下部筒体内，当颗粒在筒体中堆积到到一定重量时，电石渣的重力将瞬间推开筒体底部均布的多扇灰渣门，将堆积的电石渣颗粒从灰渣门向下滑落到分级器底部的排渣口，当物料排完后，灰渣门将再次快速闭合，实现完全闭风，分级器下部分离的粗电石渣落至粗渣斗，送出电石渣仓，细电石渣颗粒从分级器顶部排风口排出，分离后的粗电石干渣和细电石干渣分别送下游工序。
2.根据权利要求1所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其特征在于：在所述步骤a)中，将从乙炔发生器溢流出来的电石渣浆送入渣浆缓冲罐，经过初步沉降分离，除去大块杂质固体后，用渣浆泵高速喷入脱气塔内，在高速冲击的作用下，被电石渣浆包裹的微小电石颗粒的包膜被打开，并发生水解反应产生乙炔气。
3.根据权利要求1所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其特征在于：在所述步骤a)中，从脱气塔出来的乙炔气体经冷却器冷凝除去其中大部分水蒸气，再加压送入冷却器及捕沫器进一步去除凝水后，返回乙炔气柜，脱气塔底部排出的渣浆经渣浆排放罐溢流至渣浆池。
4.根据权利要求1所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其特征在于：在所述步骤a)中，所述脱气塔内保持-0.08～-0.06MPa的压力，使脱气塔中的浆料处于沸腾状态，通过负压闪蒸，电石渣浆中吸附的乙炔气被脱吸出来，且部分未反应的电石小颗粒也得以反应释放出乙炔。
5.根据权利要求1所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其特征在于：在所述步骤b)中，回收乙炔气的电石渣浆经压滤后通过皮带输送机和斗式提升机由加料机送入干燥机，在皮带输送机上设置有电磁除铁器。
6.根据权利要求1所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其特征在于：在所述步骤b)中，电石渣先经干燥机加热，水分汽化，产生的水气从顶部排气口由排湿风机抽入布袋除尘器，分离蒸汽夹带的粉尘后排空，分离下来的干粉排入干燥机进料口，与含水较高的新鲜进料混合，预干燥的电石渣经干燥机出料端底部双螺杆输送机送入干燥塔进一步干燥，由干燥塔塔顶排出的干燥后的电石渣经旋风分离器、布袋除尘器两级分离回收装置，干燥合格的电石渣回收至成品料仓，颗粒较大的物料落回干燥塔底部，被底部的破碎机打磨成细粉后，继续随气流上升。
7.根据权利要求1所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其特征在于：在所述步骤b)中，干燥机内的操作温度为130～140℃，从干燥机排出的电石渣含水量在8％以下，在干燥塔内与鼓风机排出的100～150℃高温气流充分混合，粒径小于50μm的电石渣粒经旋风分离器、布袋除尘器回收至成品料仓，干燥后的电石燥含水量低于1％。
8.根据权利要求1所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其特征在于：由固体粉料分级器顶部排风口排出的细电石渣颗粒经下游旋风分离器排入细电石渣仓，再由星形给料器送于制砖，气体从旋风分离器顶部排出，经鼓风机与送来的干电石干渣混合后重新返回分级器。
9.根据权利要求1所述的湿法乙炔电石渣处理工艺，其特征在于：经干燥和分级后的电石渣采用空气为输送介质，通过密闭气力输送***将电石渣由缓冲仓给料至发送罐，通过发送罐、控制阀及管道送至下游用户。
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