本發(fā)明屬于電石生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種回收電石液顯熱的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

電石生產(chǎn)工藝主要是以塊焦和塊灰為原料，利用密閉電石爐提供高溫環(huán)境，將塊狀原料熔融使之發(fā)生反應(yīng)變成電石液排出爐體，電石生產(chǎn)是典型的高能耗生產(chǎn)過程，生產(chǎn)一噸電石需要消耗3400度電左右，電石液溫度高達(dá)2000-2200℃左右，現(xiàn)有工藝對(duì)高溫電石產(chǎn)品所攜帶的大量顯熱沒有采取任何回收利用措施，在電石液自燃冷卻過程中，這部分顯熱全部被浪費(fèi)掉。高溫電石液攜帶的顯熱占電石生產(chǎn)總能耗的20％左右，如果采取措施將這部分能量全部或部分回收利用，將大幅提高電石生產(chǎn)工藝的能量效率，避免造成嚴(yán)重的能量損失。不經(jīng)冷卻的電石爐尾氣溫度高達(dá)2000℃以上，攜帶了大量的高品位顯熱，傳統(tǒng)的電石生產(chǎn)工藝電石爐尾氣中含有大量co，可以作為助燃劑，不加以利用，同樣屬于嚴(yán)重的能量浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種回收電石液顯熱的系統(tǒng)及方法，利用熱媒作為導(dǎo)熱介質(zhì)，將電石液的高品位顯熱用于電石渣的干燥，將電石爐尾氣用于干電石渣的焙燒，提高了系統(tǒng)的能源利用率。

本發(fā)明的目的之一是提供一種回收電石液顯熱的系統(tǒng)，包括：

電石爐，設(shè)有進(jìn)料口、電石液出口和尾氣出口；

電石液冷卻車，設(shè)有電石液進(jìn)口、電石出口，所述電石液冷卻車的外壁上盤繞有熱媒管道，所述熱媒管道的一端為低溫?zé)崦竭M(jìn)口，另一端為高溫?zé)崦匠隹冢鲭娛癄t的電石液出口連接所述電石液冷卻車的電石液進(jìn)口；

乙炔發(fā)生裝置，設(shè)有電石進(jìn)口、乙炔出口和電石渣出口，所述電石液冷卻車的電石出口連接所述乙炔發(fā)生裝置的電石進(jìn)口；

干燥裝置，設(shè)有電石渣進(jìn)口、干電石渣出口、高溫?zé)崦竭M(jìn)口和低溫?zé)崦匠隹?，所述乙炔發(fā)生裝置的電石渣出口連接所述干燥裝置的電石渣進(jìn)口，所述電石液冷卻車的高溫?zé)崦匠隹谶B接所述干燥裝置的高溫?zé)崦竭M(jìn)口；

焙燒裝置，設(shè)有干電石渣進(jìn)口和焙燒鈣料出口，所述干燥裝置的干電石渣出口連接所述焙燒裝置的干電石渣進(jìn)口；

混合裝置，設(shè)有物料進(jìn)口和物料出口，所述焙燒裝置的焙燒鈣料出口連接所述混合裝置的物料進(jìn)口，所述物料出口連接所述電石爐的進(jìn)料口。

進(jìn)一步的，所述焙燒裝置還設(shè)有燃?xì)膺M(jìn)口，所述電石爐的尾氣出口連接所述焙燒裝置的燃?xì)膺M(jìn)口。

更進(jìn)一步的，在所述焙燒裝置的燃?xì)膺M(jìn)口處設(shè)有燃?xì)饪刂崎y。

作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，在所述干燥裝置的高溫?zé)崦竭M(jìn)口處設(shè)有氣流閥。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，電石液冷卻車的電石出口連接破碎裝置，破碎裝置用于對(duì)冷卻后的電石固體進(jìn)行破碎，并具有碎電石出口，用于與乙炔發(fā)生裝置的電石進(jìn)口相連，以向乙炔發(fā)生裝置中輸送碎電石。

作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，所述乙炔發(fā)生裝置的進(jìn)水口位于所述乙炔發(fā)生裝置的頂部。

本發(fā)明的另一目的是提供一種利用上述系統(tǒng)回收電石液顯熱的方法，包括以下步驟：

a、將原料送入電石爐，加熱反應(yīng)，生成電石液，同時(shí)獲得尾氣；

b、將所述電石液送入電石液冷卻車，向電石液冷卻車的熱媒管道通入低溫?zé)崦剑鲭娛豪鋮s獲得電石，低溫?zé)崦绞軣岢蔀楦邷責(zé)崦?，所述高溫?zé)崦降臏囟葹?00～400℃；

c、將所述電石送入乙炔發(fā)生裝置，與水反應(yīng)，生成乙炔和電石渣；

d、將所述電石渣送入干燥裝置，將所述高溫?zé)崦酵ㄈ胨龈稍镅b置，對(duì)所述電石渣進(jìn)行干燥，獲得干電石渣；

e、將所述干電石渣送入焙燒裝置，在1000～1200℃加熱發(fā)生反應(yīng)，獲得焙燒鈣料；

f、將所述焙燒鈣料與新鮮鈣料和煤粉混合，作為步驟a中的所述原料。

進(jìn)一步的，步驟a中，電石爐中反應(yīng)溫度為2100～2250℃。

進(jìn)一步地，所述熱媒為空氣或氮?dú)?，?yōu)選空氣。

作為優(yōu)選的方案，本發(fā)明的方法還包括步驟：將所述尾氣作為燃料送入所述焙燒裝置。

進(jìn)一步的，調(diào)節(jié)所述焙燒裝置的燃?xì)饪刂崎y，控制所述尾氣的進(jìn)氣量。

作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，在所述步驟d中，通過氣流閥調(diào)節(jié)所述高溫?zé)崦降倪M(jìn)氣量。

作為本發(fā)明優(yōu)選的方案，所述混合裝置中所述焙燒鈣料：新鮮鈣料：煤粉的質(zhì)量比為(0.5-0.6):(0.5-0.4):0.9。

本發(fā)明提供的回收電石液顯熱系統(tǒng)及方法，回收利用了高溫電石液的顯熱和電石爐尾氣的熱能，大大提高了電石生產(chǎn)工藝的能源利用率，降低了電石的生產(chǎn)成本，對(duì)電石渣中的鈣材進(jìn)行了循環(huán)利用，降低原料成本，減少固廢的處理規(guī)模。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。

本發(fā)明中所述的“連接”，除非另有明確的規(guī)定或限定，應(yīng)作廣義理解，可以是直接相連，也可以是通過中間媒介相連。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種回收電石液顯熱的系統(tǒng)，包括：電石爐1、電石液冷卻車2、乙炔發(fā)生裝置3、干燥裝置4、焙燒裝置5、混合裝置6。本實(shí)施例的系統(tǒng)利用電石液的顯熱，對(duì)電石渣進(jìn)行干燥，利用電石爐尾氣的顯熱和化學(xué)熱，為干電石渣的焙燒提供熱能，提高了系統(tǒng)的能源自給率，降低了生產(chǎn)成本。

本發(fā)明中，電石液冷卻車可以是敞口容器，這種情況下進(jìn)料口和出料口相同，電石液通過該敞口進(jìn)入電石液冷卻車，降溫凝固之后再通過該敞口轉(zhuǎn)移出電石液冷卻車，進(jìn)而作為乙炔發(fā)生裝置的原料使用。

電石爐1為生產(chǎn)電石的設(shè)備，設(shè)有進(jìn)料口11、電石液出口12和尾氣出口13。進(jìn)料口11位于電石爐1的頂部，物料由進(jìn)料口11進(jìn)入。在電石爐內(nèi)2100～2300℃的高溫下，物料發(fā)生反應(yīng)，獲得電石，電石在高溫下為熔融態(tài)的電石液。電石液出口12位于電石爐1的底部，電石液由電石液出口12排出電石爐。在產(chǎn)生電石的過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的高溫尾氣，尾氣的溫度在400℃以上，通過尾氣出口13收集尾氣，用于鈣料的制備。

電石液冷卻車2用來冷卻電石液，獲得電石。電石液冷卻車2設(shè)有電石液儲(chǔ)槽，用于盛放電石液，電石液儲(chǔ)槽設(shè)有電石液入口21和電石出口22。在電石液儲(chǔ)槽外壁上盤繞有熱媒管道，熱媒管道的一端為低溫?zé)崦竭M(jìn)口23，另一端為高溫?zé)崦匠隹?4。電石爐的電石液出口12連接電石液冷卻車的電石液進(jìn)口21，電石爐產(chǎn)生的電石液由電石液進(jìn)口21進(jìn)入電石液冷卻車2，低溫?zé)崦接傻蜏責(zé)崦竭M(jìn)口23進(jìn)入熱媒管道，在熱媒管道內(nèi)，熱媒與電石液進(jìn)行換熱，電石液冷卻為電石，低溫?zé)崦轿諢崃砍蔀?00～400℃的高溫?zé)崦?，高溫?zé)崦接筛邷責(zé)崦匠隹?4送出。本實(shí)施例的熱媒優(yōu)選為空氣。

本發(fā)明的實(shí)施方式中，熱媒管道直徑為8-10cm；從電石液冷卻車底端依次螺旋盤繞至電石液冷卻車距離頂部約20cm處；盤繞5-10圈，由此，熱媒管道中的熱媒在電石液冷卻車上換熱得到的熱量，足夠用于在干燥裝置中干燥電石渣。此外，熱媒管道在電石液儲(chǔ)槽外壁上的盤繞的方式可以是螺旋盤繞，也可以圍繞電石液儲(chǔ)槽外壁曲線盤繞一周。

乙炔發(fā)生裝置3利用電石生成乙炔，乙炔發(fā)生裝置3設(shè)有電石進(jìn)口31、進(jìn)水口32、乙炔出口33和電石渣出口34。電石液冷卻車的電石出口22連接乙炔發(fā)生裝置的電石進(jìn)口31，電石液冷卻車2產(chǎn)生的電石由電石進(jìn)口31進(jìn)入乙炔發(fā)生裝置3。進(jìn)水口32設(shè)置在乙炔發(fā)生裝置3的頂部，便于向乙炔發(fā)生裝置3內(nèi)注水。在乙炔發(fā)生裝置3內(nèi)電石與水發(fā)生反應(yīng)，cac2+2h2o＝ca(oh)2+c2h2，獲得乙炔氣體和電石渣。乙炔出口33位于乙炔發(fā)生裝置3的頂部，可收集乙炔氣體，用于下游的生產(chǎn)。電石渣出口34位于乙炔發(fā)生裝置3的底部，電石渣由電石渣出口34排出。此時(shí)的電石渣含有近50％的水分，成濕潤狀態(tài)，需進(jìn)行干燥后，才可回收利用，作為鈣材再次參與電石的生產(chǎn)。

干燥裝置4為電石渣的干燥設(shè)備，用于去除電石渣內(nèi)的水分，獲得干電石渣。為了充分利用電石液的顯熱，本實(shí)施例的干燥裝置4采用間接干燥設(shè)備，即避免被干燥物與熱源直接接觸。干燥裝置4包括電石渣進(jìn)口41、干電石渣出口42、高溫?zé)崦竭M(jìn)口43和低溫?zé)崦匠隹?4，乙炔發(fā)生裝置的電石渣出口34連接干燥裝置的電石渣進(jìn)口41，電石液冷卻車的高溫?zé)崦匠隹?4連接干燥裝置的高溫?zé)崦竭M(jìn)口43。乙炔發(fā)生裝置3產(chǎn)生的電石渣由電石渣進(jìn)口41進(jìn)入干燥裝置4，電石液冷卻車2產(chǎn)生的高溫?zé)崦接筛邷責(zé)崦竭M(jìn)口43進(jìn)入干燥裝置4，高溫?zé)崦阶鳛闊嵩磳?duì)電石渣進(jìn)行干燥，提高了系統(tǒng)的能量利用率。高溫?zé)崦浇?jīng)換熱后變?yōu)榈蜏責(zé)崦剑傻蜏責(zé)崦匠隹?4排出。產(chǎn)生的干電石渣由干電石渣出口42排出。

在干燥裝置的高溫?zé)崦竭M(jìn)口43處設(shè)有氣流閥。氣流閥可控制高溫?zé)崦竭M(jìn)入干燥裝置4的流量，從而調(diào)節(jié)干燥裝置4內(nèi)的溫度，使得干燥裝置內(nèi)的溫度控制在110～130℃之間，對(duì)電石渣進(jìn)行干燥，獲得干電石渣。在110～130℃之間，可保證電石渣中水分的蒸發(fā)，又可充分利用高溫?zé)崦降娘@熱，顯著的提高供系統(tǒng)的能源利用率。

焙燒裝置5用于干電石渣的焙燒，干電石渣的主要成分為氫氧化鈣，氫氧化鈣在分解溫度以上，會(huì)發(fā)生反應(yīng)，生成氧化鈣，氧化鈣即為生產(chǎn)電石所用的鈣料的成分。本實(shí)施例選用的焙燒裝置5為燃?xì)獗簾b置，設(shè)有干電石渣進(jìn)口51、焙燒鈣料出口52和燃?xì)膺M(jìn)口53。干燥裝置的干電石渣出口42連接焙燒裝置的干電石渣進(jìn)口51，干燥裝置4產(chǎn)生的干電石渣由干電石渣進(jìn)口51進(jìn)入焙燒裝置5，焙燒裝置5內(nèi)的溫度為1000～1200℃，高于氫氧化鈣的分解溫度，干電石渣發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生氧化鈣，即焙燒鈣料。實(shí)現(xiàn)了對(duì)電石渣中的鈣材進(jìn)行了循環(huán)利用，降低原料成本。

電石爐的尾氣出口13連接焙燒裝置的燃?xì)膺M(jìn)口53，電石爐的尾氣具有高品位的顯熱，同時(shí)其主要成分為可燃?xì)怏w，將電石爐的尾氣作為焙燒裝置5燃料，可利用尾氣的顯熱和化學(xué)熱，大大提高系統(tǒng)的能源自給率。在焙燒裝置的燃?xì)膺M(jìn)口53處設(shè)有燃?xì)饪刂崎y，燃?xì)饪刂崎y用于控制尾氣的進(jìn)氣量，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)焙燒裝置5腔內(nèi)溫度的控制。

混合裝置6用于混合物料，設(shè)有物料進(jìn)口61和物料出口。本實(shí)施例選用的混合裝置6為攪拌器，焙燒裝置的焙燒鈣料出口52連接混合裝置的物料進(jìn)口61，混合裝置的物料出口連接電石爐的進(jìn)料口。焙燒裝置產(chǎn)生的焙燒鈣料經(jīng)物料進(jìn)口61進(jìn)入混合裝置6，與新鮮鈣料和煤粉混合，獲得生產(chǎn)電石的原料，新鮮鈣料是指氧化鈣。

本實(shí)施例的另一種方案為，電石液冷卻車的電石出口連接破碎裝置(圖中未示出)，破碎裝置用于對(duì)冷卻后的電石固體進(jìn)行破碎，并具有碎電石出口，用于與乙炔發(fā)生裝置的電石進(jìn)口相連，以向乙炔發(fā)生裝置中輸送碎電石。

本實(shí)施例的系統(tǒng)還包括鈣料檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)分析焙燒鈣料中的氧化鈣的含量。生產(chǎn)電石的鈣料中，焙燒鈣料的摻混比例不宜過高，因?yàn)榇嬖诨曳掷鄯e的問題，多次重復(fù)利用之后的電石渣的灰分含量過高，會(huì)影響電石產(chǎn)品的質(zhì)量。焙燒裝置5生產(chǎn)出的每批次的焙燒鈣料，都需進(jìn)行檢測(cè)，確保其中氧化鈣含量在80％以上，否則棄用。

如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種利用上述系統(tǒng)回收電石液顯熱的方法，包括以下步驟：

1、將原料送入電石爐，在2100～2250℃溫度下加熱反應(yīng)，生成電石液，同時(shí)獲得尾氣，加熱時(shí)間為30-60min。

2、將電石液送入電石液冷卻車，向電石液冷卻車的熱媒管道通入溫度為常溫的低溫?zé)崦剑娛豪鋮s獲得電石，低溫?zé)崦绞軣岢蔀闇囟葹?00～400℃的高溫?zé)崦健?/p>

3、將電石送入乙炔發(fā)生裝置，與水反應(yīng)，生成乙炔和電石渣。

4、將電石渣送入干燥裝置，將高溫?zé)崦酵ㄈ敫稍镅b置，對(duì)電石渣進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間1～1.5h，獲得干電石渣。

5、將步驟1所得的尾氣作為燃料送入焙燒裝置，將干電石渣送入焙燒裝置，在1000～1200℃加熱下焙燒0.5～1小時(shí)，獲得含氧化鈣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥80％的焙燒鈣料。

6、將焙燒鈣料送入混合裝置，與新鮮鈣料和煤粉混合，獲得生產(chǎn)電石的原料。

在步驟4中，通過氣流閥調(diào)節(jié)高溫?zé)崦降倪M(jìn)氣量，使得干燥裝置內(nèi)的溫度在110～130℃之間。在步驟5中，調(diào)節(jié)焙燒裝置的燃?xì)饪刂崎y，控制尾氣的進(jìn)氣量。

在步驟6之前，需對(duì)焙燒鈣料進(jìn)行檢測(cè)，保證進(jìn)入混合裝置的焙燒鈣料中氧化鈣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥80％。

步驟6中，所述焙燒鈣料：新鮮鈣料：煤粉的質(zhì)量比為：(0.5-0.6):(0.5-0.4):0.9。

實(shí)施例1

1、將原料送入電石爐，在2100℃溫度下加熱反應(yīng)，生成電石液，同時(shí)獲得尾氣，加熱時(shí)間為60min。

2、將電石液送入電石液冷卻車，向電石液冷卻車的熱媒管道通入溫度為常溫的低溫?zé)崦?，電石液冷卻獲得電石，低溫?zé)崦绞軣岢蔀闇囟葹?00℃的高溫?zé)崦健?/p>

3、將電石送入乙炔發(fā)生裝置，與水反應(yīng)，生成乙炔和電石渣。

4、將電石渣送入干燥裝置，將高溫?zé)崦酵ㄈ敫稍镅b置，對(duì)電石渣進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間1.5h，獲得干電石渣。

5、將步驟1所得的尾氣作為燃料送入焙燒裝置，將干電石渣送入焙燒裝置，在1000℃加熱下焙燒1小時(shí)，獲得含氧化鈣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥80％的焙燒鈣料。

6、將焙燒鈣料送入混合裝置，與新鮮鈣料和煤粉混合，獲得步驟1中生產(chǎn)電石的原料；焙燒鈣料：新鮮鈣料：煤粉的質(zhì)量比為：0.6:0.5:0.9。

實(shí)施例2

1、將原料送入電石爐，在2250℃溫度下加熱反應(yīng)，生成電石液，同時(shí)獲得尾氣，加熱時(shí)間為30min。

2、將電石液送入電石液冷卻車，向電石液冷卻車的熱媒管道通入溫度為常溫的低溫?zé)崦?，電石液冷卻獲得電石，低溫?zé)崦绞軣岢蔀闇囟葹?00℃的高溫?zé)崦健?/p>

3、將電石送入乙炔發(fā)生裝置，與水反應(yīng)，生成乙炔和電石渣。

4、將電石渣送入干燥裝置，將高溫?zé)崦酵ㄈ敫稍镅b置，對(duì)電石渣進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間1h，獲得干電石渣。

5、將步驟1所得的尾氣作為燃料送入焙燒裝置，將干電石渣送入焙燒裝置，在1200℃加熱下焙燒0.5小時(shí)，獲得含氧化鈣質(zhì)量百分?jǐn)?shù)≥80％的焙燒鈣料。

6、將焙燒鈣料送入混合裝置，與新鮮鈣料和煤粉混合，獲得步驟1中生產(chǎn)電石的原料，焙燒鈣料：新鮮鈣料：煤粉的質(zhì)量比為：0.5:0.4:0.9。

需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來使用。