一种碳化钙制造设备及生产方法与流程

本发明涉及一种碳化钙制造设备及生产方法，属于碳化钙生产技术领域。

背景技术：

碳化钙的生产方法有电热法和氧热法两种，现有技术中，电热法能耗较高、尾气和粉尘处理困难，氧热法由于很难保证冶炼温度，使得碳化钙产品质量不好，另外由于设备复杂，一氧化碳气体的回收效果也不好。

技术实现要素：

本发明所要解决的一个技术问题是：提供一种能耗低、产品质量好、一氧化碳气体回收效果好的碳化钙制造设备。

相适应地，本发明所要解决的另一个技术问题是：提供一种能耗低、产品质量好、一氧化碳气体回收效果好的碳化钙生产方法。

对于碳化钙制造设备，本发明所采用的技术方案是：包括高炉，高炉顶部设有进料系统、炉气处理系统，进料系统连接有配料系统，高炉下部沿圆周方向设有风口，风口连接有热风系统，高炉底部侧壁设有液态碳化钙出口。

进一步的是：高炉的高径比为2～7、炉身角为80°～88°、炉腹角为71°～79°。

进一步的是：配料系统包括原料仓、振动筛、称料斗，配料系统通过上料皮带与进料系统相连接。

进一步的是：热风系统包括球式热风炉、热风管、环炉热风管、热风嘴，球式热风炉通过热风管与环炉热风管连接，环炉热风管通过热风嘴与风口连接。

进一步的是：炉气处理系统包括炉气管、重力除尘器、炉气净化罐体、灰罐，炉气管包括主管和支管，炉气管的支管沿高炉圆周方向连接于高炉顶部，炉气管的主管连接至重力除尘器的进气口，重力除尘器的出气口与炉气净化罐体相连接，炉气净化罐体与灰罐相连接，炉气管设有煤气放散阀。

对于碳化钙生产方法，本发明所采用的技术方案是：通过配料系统将石灰石和焦炭按比例配料，然后通过进料系统将石灰石和焦炭加入高炉中，通过热风系统往高炉内吹入加热后的氧气或富氧空气，在有氧环境中完成冶炼，从液态碳化钙出口得到液态碳化钙，从炉气处理系统得到煤气。

进一步的是：石灰石和焦炭均为块状，石灰石和焦炭按重量的配比为1：2～4。

进一步的是：石灰石粒度为5mm～60mm,焦炭粒度为10mm～80mm。

进一步的是：氧气或富氧空气的进气温度为1000℃～1500℃。

进一步的是：在有氧环境中完成冶炼后，从高炉排出液态碳化钙时，在液态碳化钙未完全排出的工况下，进入下一个冶炼周期。

本发明的有益效果是：采用氧热法，通过高炉来进行碳化钙的生产，冶炼过程中，在炉内断面自上而下形成预热带(100-200℃)，加热带(200-500℃)，软熔带(500-1100℃)、滴落带(1100-1900℃)、储液带(1900-2200℃)，预热带中石灰石发生分解反应，生产氧化钙，焦炭在有氧环境中快速反应，提供热量，促使氧化钙和焦炭反应生成碳化钙，同时生成含一氧化碳的热煤气，此气体在炉内上升过程中对下行的原料不断加热，然后通过炉顶的炉气管排出，再经过炉气处理系统处理，最后得到高纯度煤气。炉内反应生成的碳化钙在热源下继续生成液态碳化钙，进入高炉的炉缸液池储热，当液面达到一定高度，从液态碳化钙出口排出液态碳化钙。本发明采用高炉结构和氧热法，设备和工艺简单，同时很好地保证了冶炼温度，使得能耗低、产品质量好、一氧化碳气体回收效果好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中零部件、部位及编号：1-高炉、11-风口、12-液态碳化钙出口、2-进料系统、3-配料系统、4-上料皮带、51-球式热风炉、52-热风管、53-环炉热风管、61-炉气管、62-重力除尘器、63-炉气净化罐体、64-灰罐、7-煤气放散阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例作进一步说明。

如图1所示，对于碳化钙制造设备，本发明所采用的技术方案是：包括高炉1，高炉1顶部设有进料系统2、炉气处理系统，进料系统2连接有配料系统3，高炉1下部沿圆周方向设有风口11，风口11连接有热风系统，高炉1底部侧壁设有液态碳化钙出口12。高炉1结构优选实施方式为：高径比为2～7、炉身角为80°～88°、炉腹角为71°～79°。

高炉1优选为炼铁小高炉，高炉1下部高温液相反应生成区可采用热传导性低、耐冲刷的中性耐材，中上部热交换区可采用耐材加水冷的方式。

优选地，配料系统3包括原料仓、振动筛、称料斗，配料系统3通过上料皮带4与进料系统2相连接，可较方便地实现石灰石和焦炭的配料。

优选地，进料系统2为高炉料钟结构，包括受料斗、小料钟、料罐、大料钟。配好的原料由上料皮带4运至炉顶，原料先装入受料斗，此时大料钟、小料钟处于关闭状态，炉内与炉外处于密封状态，待料罐压力放散后，打开小料钟，将原料从受料斗放入料罐，再关闭小料钟及炉气管61的放散阀7，同时使用炉顶气压对料罐进行充压做好向炉内装料的准备，待炉内需装料时，打开大料钟将原料从料罐直接装入炉内完成整个装料过程，如此往复，对高炉1可进行自动连续循环装料。

优选地，热风系统包括球式热风炉51、热风管52、环炉热风管53、热风嘴，球式热风炉51通过热风管52与环炉热风管53连接，环炉热风管53通过热风嘴与风口11连接。常温状态下的含氧介质由球式热风炉51的下部进入，通过与高温耐火球进行热交换，将供燃烧反应的含氧介质加热到所需工艺温度，再送入高炉1内与焦炭反应产生高温和高热，从而达到生成碳化钙所需的温度。

优选地，炉气处理系统包括炉气管61、重力除尘器62、炉气净化罐体63、灰罐64，炉气管61包括主管和支管，炉气管61的支管沿高炉1圆周方向连接于高炉1顶部，炉气管61的主管连接至重力除尘器62的进气口，重力除尘器62的出气口与炉气净化罐体63相连接，炉气净化罐体63与灰罐64相连接，炉气管61设有煤气放散阀7。通过炉气处理系统可以得到高纯度的煤气。

对于碳化钙生产方法，本发明所采用的技术方案是：通过配料系统3将石灰石和焦炭按比例配料，然后通过进料系统2将石灰石和焦炭加入高炉1中，通过热风系统往高炉内吹入加热后的氧气或富氧空气，在有氧环境中完成冶炼，从液态碳化钙出口12得到液态碳化钙，从炉气处理系统得到煤气。

优选地，石灰石和焦炭均为块状，石灰石和焦炭按重量的配比为1：2～4。石灰石粒度优选为5mm～60mm,焦炭粒度优选为10mm～80mm。采用块状原料，可降低能耗。

优选地，氧气或富氧空气的进气温度为1000℃～1500℃。氧气浓度越高，燃烧反应越加剧烈和充分，有利于得到高温高热的反应气氛。

优选地，在有氧环境中完成冶炼后，从高炉1排出液态碳化钙时，在液态碳化钙未完全排出的工况下，进入下一个冶炼周期。炉内反应生成的碳化钙在热源下会继续反应生成液态碳化钙，进入高炉1的炉缸液池储热，当液面达到一定高度，从液态碳化钙出口12排出液态碳化钙，液面高度可根据高炉容量确定，例如小高炉的液面高度通常为1.5m～3.0m，当液态碳化钙下降到一定高度后，关闭液态碳化钙出口12，进入下一个冶炼周期。通过在炉内储存高温的液态碳化钙来保持炉内的高温环境，既有利于碳化钙的快速反应生成，又可保证生产的连续高效，相对降低了能源消耗。