一种生产电石的方法及配料系统与流程

本发明涉及化工生产技术领域，更具体地，涉及一种生产电石的方法及配料系统。

背景技术：

电石生产属高耗能化工行业，电石生产原料为碳素材料和白灰，进入配料站的石灰和碳材按生产要求进行称量配比，混合均匀后经皮带输送机、环形加料机加入炉内。石灰和碳材在电石炉内经电能加热反应生成电石并产生炉气，电石经炉口定时放出进入电石锅内，然后经炉前设备运至电石冷却车间进行冷却。目前电石炉配料系统通常由原料料仓、振动给料机、称料筒、皮带、称重、dcs自控等设备构成，配料系统主要流程：由振动加料给料机将料仓中的石灰、兰炭振动下料到称料筒内，dcs系统逻辑运算后给变频器发出粗给、精给不同的频率(粗给50hz、精给30hz)，调节加料振动机称料速度，在最短的时间内完成称重，并给出称料结束标志，经过卸料给料机将原料卸到仓下混料皮带→长斜上料皮带→上料小皮带→环形加料机→缺料的料仓内，完成整个配料上料过程。

密闭电石炉中现有的料仓已经不能满足正常的生产需要。现有原料中烘干兰炭水分较大，在碳材烘干工艺中水分的把控也是一个难点，且烘干兰炭水分比例较大时，电石炉内水分过高容易发生爆炸安全生产事故，当烘干兰炭水分比例较小时，往往会出现红兰炭，对配料系统中的皮带、振动给料机、称料桶、软连接都有损伤，当配料系统中设备损坏后会直接导致恶性循环，进而影响称料精度低，且兰炭水分过低在上料的过程中会导致兰炭颗粒破损形成兰炭小颗粒或者粉末，当兰炭粉末和原料一起进入炉内时，大量的兰炭粉末被净化风机抽走，导致称料配比减小，进而导致电石炉成品电石发气量升高且配比不稳定，给电石炉正产生产造成一定的困扰。

同时，电石炉原料在上料过程中会产生很多粉末，许多粉末在进入炉膛内，被净化吸抽走，造成炉料的配比精度降低，炉况影响较大，导致电石成品发气量不稳定且最终导致电耗升高，产品质量变差。由于原料中石灰粉末较大，当石灰粉末和原料一起进入炉内时，大量的石灰粉末被净化风机抽走，导致称料配比增大，进而导致电石炉成品电石发气量降低且配比不稳定，给电石炉正常生产带来一定的困扰。

另外，下料过程兰炭和石灰不能完全叠加到一块，甚至兰炭下完以后，石灰才开始下料。如果混合不均匀，熔融状态的混合物产生的co气体不能及时溢出，当气体压力不断升高后，会导致塌料喷火现象或者直接导致喷料，对工人的人身安全产生严重威胁，如果长期塌料喷火现象严重，设备破坏程度较大，可能会发生漏水现象。水在几万安培电流的电离作用下产生氢气(h2)和氧气(o2)，氢气、氧气和一氧化碳气体的大量增加会产生爆炸，后果不堪设想。

同时，称重设备精度低，人为影响因素较多，物料配比不能很好的掌握，从而导致原料配比偏差较大(称料量实际值和设定值偏差大)，使整个电石炉生产系统稳定性差，且电石成品发气量和炉况不稳定，给电石炉的生产和管理带来了很多不利因素。

另外，现有称卸料工艺也是dcs半自动控制，每个上料周期必须先手动点称料、卸料按钮，不能按照设定值进行周期性加卸料，导致上料速度较慢，远远满足不了高负荷运行的电石炉用料需求。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种生产电石的方法，包括如下步骤：以白灰、兰炭和焦颗粒为原料制备电石。

本发明通过向原有的白灰和兰炭中加入焦颗粒，可以有效地降低体系中水分，从而实现降低炉内氢含量比例，实现电石炉安全生产的目标。在未加焦颗粒原料时，生产电石的电石炉中氢含量14％-16％，应用新的原料配比后，电石炉氢含量降低到11％-13％。

其中，本发明的焦颗粒可以直接从焦化厂购得。焦颗粒优选10～28mm直径的颗粒。

在本发明中，兰炭的直径优选为15～35mm。白灰的直径优选为40～70mm。

在本发明一个优选实施方式中，所述白灰、兰炭、焦颗粒的质量比为500:(275～280)：(10～15)。

在本发明一个优选实施方式中，为了降低能耗且保证电石原料配比稳定，可以将原料中加入白灰压球。其中，白灰压球是由将白灰粉末经压球机制得。其中，白灰压球的直径为30mm～40mm。在本发明中，白灰压球是白灰经过压球机制备的。在本发明中，可以使用在气烧窑将白灰烧制成白灰的过程中，由于运输或者摩擦、碰撞等因素导致气烧窑窑下皮带上上层是白灰，下层全是白灰粉末，经过后续工序将白灰粉末收集后经过压球机(独立单套系统)形成得到的白灰压球，随后将白灰压球经皮带传输加到配料站白灰压球仓。

当原料中加入白灰压球时，所述白灰、白灰压球、兰炭、焦颗粒的质量比为450：50:(275～280)：(10～15)。在本发明中，本领域技术人员可以使用本领域中常用的工艺将混合好的原料在电石炉进行处理得到电石。

本发明的另一目的在于提供一种生产电石的配料系统，该配料系统包括：白灰料仓、兰炭料仓、焦颗粒料仓、白灰压球料仓和控制系统；

所述控制系统分别控制所述白灰料仓、兰炭料仓、焦颗粒料仓和白灰压球料仓，实现自动加料和自动卸料。

该系统优选为上述以白灰、兰炭、焦颗粒、白灰压球为原料生产电石的配料系统。可以根据上述优选地比例向料仓中进行装料。

本发明提供的配料系统可以实现电石炉配料系统中四种原料(白灰压球、焦颗粒、白灰、兰炭)按周期自动加料和自动卸料，不用人为操作，全部实现自控。

在本发明一个优选实施方式中，控制系统利用dcs自控系统以实现所述白灰料仓、兰炭料仓、焦颗粒料仓和白灰压球料仓的自动加料和自动卸料。

其中，可以将配料站2个料仓增加成4个料仓，分别是白灰压球、胶颗粒、白灰、兰炭等4个料仓，并且在电脑操作画面配料流程图中，做每个料仓称料结束和选择称料仓等标志。

在本发明一个优选实施方式中，该配料系统中还包括加料振动给料机和称料桶，所述加料振动给料机和称料桶均与所述白灰料仓、兰炭料仓、焦颗粒料仓和白灰压球料仓相连；当所述称料桶内料量小于或等于预设值时，所述加料振动给料机根据所述控制系统给出的指示选择需要加料的料仓。

在本发明一个优选实施方式中，该配料系统中还包括与所述称料桶相连的卸料振动给料机；当所述称料桶内实际料量大于设定值减去预设值时，打开所述卸料振动给料机进行卸料。

其中，上述预设值通常可以设为2kg。加料振动给料机启动条件优选为：1、投入加料联锁；2、卸料给料机必须处于停运状态；3、必须按照加料要求选择好称料仓(例如：需要称白灰就需要选择白灰料仓)；4、加料结束标志为off；5、称料桶内料量必须小于等于2kg，否则程序会认定该料仓在上一加料周期内卸料未卸空，卸料没结束不允许称料。

其中，卸料振动给料机启动条件优选为：1、投入卸料联锁；2、加料振动给料机必须处于停运状态；3、必须按照加料要求选择好称料仓(例如：需要称白灰就需要选择白灰料仓)；4、加料结束标志为on；5、称料桶内实际料量大于设定值减去2kg(实际值＞设定值-2kg)，否则程序会认定该料仓在上一加料周期内未完成加料，加料没结束不允许卸料。

若是需要循环，当加料第一个周期，必须按启动按钮，开始自动根据设定值进行称料、卸料等，满足称料的基础上从第二个周期开始连续自动按周期进行称卸料，从而实现全自动控制。

本发明的配料系统可以实现电石炉配料系统中四种原料(白灰压球、焦颗粒、白灰、兰炭)按周期自动加料和自动卸料，电石炉配料系统“一键启动”，全自动上料联锁投运后，环形加料机、皮带、称卸料均实现一键启动且循环上料，自动启动皮带之前先自动响铃10秒，实现四种原料(白灰压球、胶颗粒、白灰、兰碳)开始按照设定配比实现按周期自动循环称、卸料，在正常运行过程中，假如长斜皮带跳停，长斜皮带上游设备全线自动停运，下游设备保持正常运行，杜绝因皮带跳停而发生设备堵料、撒料等生产事故。密闭电石炉配料系统每班预计加料140批左右，使用dcs系统编写逻辑实现加料批次自动累计，具有清零功能，配料画面中显示“班加料批次”和“每个料管进料批次”，方便操作和观看。

可以根据电石炉实际负荷自定义加料间隔时间，加料管在自定义时间内未及时加料，料管闪烁报警。

在本发明一个优选实施方式中，该配料系统中包括4个加料振动给料机、4个称料桶和4个分别与所述称料桶对应的卸料振动给料机，4个加料振动给料机和称料桶均分别与所述白灰料仓、兰炭料仓、焦颗粒料仓和白灰压球料仓相连；当所述称料桶内料量小于或等于预设值时，所述加料振动给料机根据所述控制系统给出的指示选择需要加料的料仓，当所述称料桶内实际料量大于设定值减去预设值时，打开所述卸料振动给料机进行卸料。

可以根据每种原料所需的加入顺序和加入时间来控制各自的卸料时间。

其中，上述卸料给料机可以将原料卸到仓下混料皮带→长斜上料皮带→上料小皮带→环形加料机→缺料的料仓内，完成整个配料上料过程，上料完毕后再进入下一个工艺流程。

以白灰压球和焦颗粒的进料为例，白灰压球设定为50kg，焦颗粒设定30kg,白灰仓和白灰压球仓料量总设定为500kg，兰炭仓和焦颗粒仓料量总设定值为300kg,首先选择所需要的原料料仓(四种原料料仓)，卸料变频设置好输出频率，卸料频率越高卸料速度越快，由于卸料频率设置过大会导致振动给料机寿命缩短，同时也会对设备稳定运行增加一定的风险，所以这里根据实际工艺生产情况一般白灰卸料变频器输出频率设置32hz，兰炭卸料变频器输出频率设置30hz，要求卸料后四种原料均匀的分布在仓下混料皮带上。当投入联锁后，首先北白灰加料振动机自动启动，开始称450kg白灰后北白灰加料振动机(设在白灰料仓上方，控制白灰加料)自动停止，且白灰加料结束信号反馈回来延时1秒后南白灰加料振动机(设在白灰压球料仓的上方，控制白灰压球加料)自动启动，再称50kg白灰压球后自动停止，北兰炭加料变频器(控制兰炭加料)自动启动开始称270kg兰炭后自动停止，北兰炭料仓加料结束信号反馈回来以后延时1秒后焦颗粒加料变频器自动启动并且称30kg焦颗粒后自动停止，当四种原料加料结束信号全部反馈回来以后再延时1秒后，白灰和白灰压球混合料的称料筒卸料振动机自动启动开始卸料，当皮带上的白灰和白灰压球的混合料运行到兰炭和焦颗粒混合料的称料筒下方时(预计用时7-9秒)，兰炭和焦颗粒混合料的卸料变频器自动启动开始卸料，当2个混合料称料筒内部的原料全部卸空后，实际料量小于3kg时或实际料量小于8kg时持续8秒脉冲驱动后，程序会自动执行停运卸料振动机命令，程序会认定为卸料结束，从开始加料到卸料结束为一个加料周期，延时1秒后，逻辑自动进行下一个周期自动加料。为了避免程序错乱，在卸料过程中不允许加料振动给料机启动，在加料过程中不允许卸料振动机启动。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明通过向原有的白灰和兰炭中加入焦颗粒，可以有效地降低体系中水分，从而实现降低炉内氢含量比例，实现电石炉安全生产的目标。在未加焦颗粒原料时，生产电石的电石炉中氢含量14％-16％，应用新的原料配比后，电石炉氢含量降低到11％-13％。

2、本发明工艺简单、操作方便，可以带来很好的经济效益，较之原有的生产工艺，提高电石炉运转率，可以节约至少2％的成本，本发明的方法为节能减排低碳生产提供了一定的技术支持。

附图说明

图1为本发明实施例1中生产电石配料系统的流程图；

其中，1：白灰料仓；2：白灰压球料仓；3：兰炭料仓；4：焦颗粒料仓；5：加料振动给料机；6：混合料仓；7：卸料振动给料机；8：传动带。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例，用于说明本发明，但不止用来限制本发明的范围。

本发明中使用的原料组分均可市购获得，本发明实施例所用试剂均为化学纯。

实施例1

本实施例提供了一种生产电石的方法，原料为白灰、兰炭、焦颗粒和白灰压球，白灰、白灰压球、兰炭、焦颗粒的质量比为450：50:275：10。白灰压球的直径为30mm。

其中，上述生产电石的方法使用下述配料系统实现，如图1所示，该配料系统包括白灰料仓1、兰炭料仓3、焦颗粒料仓4、白灰压球料仓2和控制系统；控制系统利用dcs自控系统分别控制白灰料仓、兰炭料仓、焦颗粒料仓和白灰压球料仓的自动加料和自动卸料。该配料系统中还包括4个加料振动给料机5、4个称料桶和4个分别与所述称料桶对应的卸料振动给料机7，4个加料振动给料机和称料桶均分别与所述白灰料仓、兰炭料仓、焦颗粒料仓和白灰压球料仓相连。当每个称料桶内料量小于或等于2kg时，每个加料振动给料机根据所述控制系统给出的指示选择需要加料的料仓，当每个称料桶内实际料量大于设定值减去预设值时，打开相应的卸料振动给料机进行卸料。其中，白灰料仓和白灰压球料仓共用一个卸料振动给料机7，兰炭料仓和焦颗粒料仓共用一个卸料振动给料机7，即白灰料仓1和白灰压球料仓2分别通过加料振动给料机3至混合料仓6中再通过卸料给料机7至传送带8上，兰炭料仓3和焦颗粒料仓4分别通过加料振动给料机3至混合料仓6中再通过卸料给料机7至传送带8上。

具体为：当投入联锁后，首先南白灰加料变频器自动启动，开始称取白灰后南白灰自动停止，北白灰延时1秒后自动启动，再称白灰压球后自动停止，南兰炭加料变频器(控制焦颗粒加料)自动启动开始称兰炭后自动停止，北兰炭加料变频器延时1秒后自动启动并且称焦颗粒后自动停止，延时1秒后，白灰卸料变频器自动启动开始卸料，当皮带上的白灰和白灰压球的混合料运行到兰炭料仓下方时(预计用时7-9秒)，兰炭卸料变频器自动启动开始卸料，从开始加料到卸料结束为一个加料周期，延时1秒后，逻辑自动进行下一个周期自动加料。为了避免程序错乱，在卸料过程中不允许加料振动给料机启动，在加料过程中不允许卸料振动机启动。

在该实施例的方法中，电石炉氢含量为11％。

实施例2

本实施例提供了一种生产电石的方法，生产方法与实施例1中相同，不同在于：白灰、白灰压球、兰炭、焦颗粒的质量比为450：50:265：30，白灰压球的直径为40mm。

在该实施例的方法中，电石炉氢含量为11％左右。

实施例3

本实施例提供了一种生产电石的方法，生产方法与实施例1中相同，不同在于：白灰、白灰压球、兰炭、焦颗粒的质量比为450：50:275：15。

在该实施例的方法中，电石炉氢含量为13％左右。

实施例4

本实施例提供了一种生产电石的方法，生产方法与实施例1中相同，不同在于：白灰、白灰压球、兰炭、焦颗粒的质量比为450：50:270：10。

在该实施例的方法中，电石炉氢含量为15％。

最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。