專利名稱：一種直立圓筒形等離子體炬電石爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種直立圓筒形等離子體炬電石爐技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)爐，更具體地說(shuō)是一種具有節(jié)能環(huán)保意義的生產(chǎn)電石化學(xué)品的直立圓筒形等離子體炬電石爐。
背景技術(shù)：
[0002]電石的化學(xué)名稱叫碳化鈣，分子式為CaC2，是重要的化學(xué)工業(yè)原料和其他工業(yè)需要的化學(xué)品。我國(guó)是世界上電石產(chǎn)量最大的國(guó)家，年生產(chǎn)能力超過(guò)2200萬(wàn)噸。電石工業(yè)又是典型的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，冶煉電石的傳統(tǒng)設(shè)備是一種插入式電極結(jié)構(gòu)的被稱為“礦熱爐”的還原電爐?！暗V熱爐”為圓筒形工業(yè)爐，內(nèi)襯耐火材料；電極插入爐內(nèi)的物料中，依靠電極電弧和電流通過(guò)物料而產(chǎn)生的電阻加熱。熔化的電石和爐渣聚集在爐底，通過(guò)排料口流出，而爐內(nèi)產(chǎn)生的爐氣(主要成分為一氧化碳，CO)則從爐頂部排出。由于要讓爐氣通過(guò)物料空隙順利排出，“礦熱爐”的原料進(jìn)料(焦炭和石灰)必須呈塊狀顆粒，從而大大增加了物料的熔融熱， 又由于電極帶有復(fù)雜的短網(wǎng)系統(tǒng)，也存在一些電熱損失?！暗V熱爐”多數(shù)為半密閉爐，除爐面熱損失外，排出的爐氣未加利用也很不合理。[0003]這種電爐耗電較高，生產(chǎn)1噸電石產(chǎn)品需耗電3400度左右。因此傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的電石爐有“電老虎”和“污染大戶”的名聲。按照國(guó)家提出的對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造和節(jié)能減排的方針，盡管電石行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)都在積極對(duì)傳統(tǒng)電石爐采取多種節(jié)電措施，近年來(lái)還不斷推廣大型密閉式電石爐以保護(hù)環(huán)境，并收到一定成效；但因?yàn)槲茨軓母旧细淖儌鹘y(tǒng)電石爐的結(jié)構(gòu)，因此不能消除其弊病。而另一方面，由于我國(guó)資源的特點(diǎn)(富煤少油少氣)和化學(xué)工業(yè)對(duì)電石產(chǎn)品的強(qiáng)勁需求(主要用于生產(chǎn)聚氯乙烯樹(shù)脂)，以及其他工業(yè)(鋼鐵工業(yè)等) 對(duì)電石的需求，電石行業(yè)又屬于重要的基礎(chǔ)原材料工業(yè)且對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義， 這也就更增強(qiáng)了電石行業(yè)加快結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步的緊迫性。開(kāi)發(fā)有節(jié)能環(huán)保意義的新型電石爐已成為電石行業(yè)的重要課題。[0004]等離子體炬(也稱等離子體發(fā)生器或電弧氣體加熱器)是讓大量工作氣體通過(guò)電弧區(qū)，利用電弧的能量加熱氣體，形成高溫和高熱密度等離子體射流(火炬氣體溫度可高達(dá) 5500度以上)。因此，等離子體炬具有可作為工業(yè)爐高強(qiáng)度熱源的優(yōu)勢(shì)，且操作簡(jiǎn)便。[0005]國(guó)內(nèi)外都曾將等離子體火炬用于航天飛行器外殼材料測(cè)試，以及用于金屬切割和鍋爐點(diǎn)火。國(guó)外還在一些金屬冶煉及有害固體廢物處理中使用了等離子體技術(shù)。該技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用還在拓展。[0006]是利用等離子體炬高溫射流特性的具有節(jié)能環(huán)保和安全意義的新型電石冶煉工業(yè)爐。發(fā)明內(nèi)容[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)而提供一種直立圓筒形等離子體炬電石爐，其耗能低，且污染小。[0008]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種直立圓筒形等離子體炬電石爐，其特征在于包括電石爐體，電石爐體內(nèi)襯為耐火材料層，電石爐體頂部設(shè)置有原料進(jìn)料口，電石爐體上部側(cè)面設(shè)置有爐氣出口，電石爐體下部側(cè)面設(shè)置有等離子體火炬，電石爐體底部側(cè)面設(shè)置有產(chǎn)品出料口。[0009]按上述方案，電石爐體的上部和下部均為圓柱且上部直徑大于下部直徑，中間部分為一倒圓臺(tái)。[0010]按上述方案，所述的耐火材料層至少包括有3種不同性能的耐火磚層、耐火板層和耐火澆鑄料層。[0011 ] 按上述方案，所述的原料進(jìn)料口包括有兩根軸向進(jìn)料管。[0012]按上述方案，所述的爐氣出口包括有兩根徑向出氣管。[0013]按上述方案，所述的產(chǎn)品出料口包括有兩根徑向出料管。[0014]按上述方案，電石爐體底部還設(shè)置有多根條形型鋼作為條形支承。[0015]按上述方案，所述的等離子火炬徑向及向下傾斜并沿圓周等距分布在電石爐體下部側(cè)面。[0016]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1)本實(shí)用新型完全取消了復(fù)雜的電極和短網(wǎng)系統(tǒng)，而代之于結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便且熱效率高的等離子體炬作為電石爐的熱源，等離子體炬可配有專門(mén)的冷卻水組件和工作氣體組件，以及電弧點(diǎn)火器等，技術(shù)可靠；[0017]2)本實(shí)用新型提供構(gòu)完全不同于插入式電極結(jié)構(gòu)的“礦熱爐”，原料焦炭和石灰可以粉狀進(jìn)料，這就不僅減少了對(duì)塊狀顆粒物料的熔融熱，節(jié)省了電能，而且由于原料是粉狀，又大大增加了相互的接觸面，從而可提高反應(yīng)的速率和電石爐的生產(chǎn)能力；[0018]3)本實(shí)用新型提供為密閉爐，排出的爐氣可充分收集和利用(一氧化碳?xì)怏w可作為有熱值的燃?xì)?，也可凈化后用作化工原?，既能增加企業(yè)效益，推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，又是保護(hù)環(huán)境的有效措施；[0019]4)本實(shí)用新型提供的結(jié)構(gòu)和爐內(nèi)工況條件還留有繼續(xù)降低生產(chǎn)成本的余地，即可借鑒煤化工中氣化爐的經(jīng)驗(yàn)，采取部分“碳熱”(利用碳素原料來(lái)產(chǎn)生熱量)的措施來(lái)進(jìn)一步節(jié)省電能；[0020]5)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)完全不同于插入式電極結(jié)構(gòu)的“礦熱爐”，在生產(chǎn)操作中不存在 “礦熱爐”有時(shí)出現(xiàn)的爐內(nèi)反應(yīng)不正常和復(fù)雜的電極和短網(wǎng)系統(tǒng)帶來(lái)的不安全隱患，可實(shí)現(xiàn)更加安全可靠的生產(chǎn)運(yùn)行；[0021]6)本實(shí)用新型提供的耐火材料也不同于傳統(tǒng)“礦熱爐“內(nèi)襯的碳素耐火材料，它不僅能適應(yīng)爐內(nèi)的還原性氣氛也可適應(yīng)爐內(nèi)的部分氧化性氣氛，從而保證生產(chǎn)操作的順利進(jìn)行；[0022]7)本實(shí)用新型提供由于可提高生產(chǎn)效率和能力，因而可創(chuàng)造結(jié)構(gòu)緊湊的新型電石爐系列，既有利于節(jié)能減排，又可降低行業(yè)設(shè)備投資和提高經(jīng)濟(jì)效益。新型電石爐具有節(jié)能 (噸電石電耗可降低15%左右)、環(huán)保和安全的綜合優(yōu)勢(shì)，爐氣綜合利用又促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和使企業(yè)增加效益。


[0023]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0024]其中電石爐體-1，耐火材料層-2，原料進(jìn)料口 -3，爐氣出口 -4，等離子體火炬-5，產(chǎn)品出料口 -6，條形支承-7。
具體實(shí)施方式
[0025]為了更好地說(shuō)明本實(shí)用新型，下面的實(shí)施例可進(jìn)一步介紹本實(shí)用新型所具有的特點(diǎn)，但不能理解為對(duì)本實(shí)用新型可以實(shí)施范圍的限制。[0026]本實(shí)用新型提供一種直立圓筒形等離子體炬電石爐，如圖1所示，包括電石爐體 1，電石爐體的上部和下部均為圓柱且上部直徑大于下部直徑，中間部分為一倒圓臺(tái)，電石爐體內(nèi)襯為耐火材料層2，耐火材料層至少包括有3種不同性能的耐火磚層、耐火板層和耐火澆鑄料層；電石爐體頂部設(shè)置有原料進(jìn)料口 3，包括有兩根軸向進(jìn)料管；電石爐體上部側(cè)面設(shè)置有爐氣出口 4，包括有兩根徑向出氣管；電石爐體下部側(cè)面設(shè)置有等離子體火炬，所述的等離子火炬徑向及向下傾斜并沿圓周等距分布在電石爐體下部側(cè)面；電石爐體底部側(cè)面設(shè)置有產(chǎn)品出料口，包括有兩根徑向出料管；電石爐體底部還設(shè)置有多根條形型鋼作為條形支承7。[0027]將粉狀的原料(焦炭、石灰)由原料進(jìn)料口 3送入電石爐中，由于安裝在電石爐體下部側(cè)面的等離子體火炬5是電石爐的熱源，它可向電石爐內(nèi)噴入高溫及高熱密度的氣體射流，從而使電石爐內(nèi)保持較高的溫度。原料焦炭和石灰在較高的溫度條件下發(fā)生電石生成反應(yīng)。熔化的電石和爐渣聚集在電石爐的底部(熔池的溫度可保持在1800°C以上)，并定期由電石爐底部側(cè)面的產(chǎn)品出料口 6排出。電石生成反應(yīng)中產(chǎn)生的爐氣(主要成分為一氧化碳，CO)則連續(xù)從電石爐上部側(cè)面的爐氣出口 4排出，被收集起來(lái)并加以利用。[0028]由于電石的生成反應(yīng)是還原反應(yīng)，因此安裝在電石爐體下部側(cè)面的等離子體火炬 5的工作氣體采用還原性氣體。[0029]由于電石爐內(nèi)有較高的溫度，因此電石爐體內(nèi)襯耐火材料是經(jīng)過(guò)選擇，并且至少包括3種不同性質(zhì)的耐火磚、耐火板和耐火澆鑄料，電石爐體內(nèi)襯耐火材料2是按多層結(jié)構(gòu)砌筑。[0030]綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種直立圓筒形等離子體炬電石爐理念先進(jìn)，構(gòu)思獨(dú)特，與傳統(tǒng)的電石爐相比具有節(jié)能、環(huán)保、安全的綜合優(yōu)勢(shì)。可以預(yù)計(jì)，在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將形成新型的環(huán)保型電石爐系列，可很好服務(wù)于電石生產(chǎn)這一傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造。[0031]但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭示的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種直立圓筒形等離子體炬電石爐，其特征在于包括電石爐體(1)，電石爐體內(nèi)襯為耐火材料層(2)，電石爐體頂部設(shè)置有原料進(jìn)料口(3)，電石爐體上部側(cè)面設(shè)置有爐氣出口(4)，電石爐體下部側(cè)面設(shè)置有等離子體火炬(5)，電石爐體底部側(cè)面設(shè)置有產(chǎn)品出料口 (6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直立圓筒形等離子體炬電石爐，其特征在于電石爐體(1)的上部和下部均為圓柱且上部直徑大于下部直徑，中間部分為一倒圓臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直立圓筒形等離子體炬電石爐，其特征在于所述的耐火材料層(2)至少包括有3種不同性能的耐火磚層、耐火板層和耐火澆鑄料層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直立圓筒形等離子體炬電石爐，其特征在于所述的原料進(jìn)料口(3)包括有兩根軸向進(jìn)料管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直立圓筒形等離子體炬電石爐，其特征在于所述的爐氣出口(4)包括有兩根徑向出氣管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直立圓筒形等離子體炬電石爐，其特征在于所述的產(chǎn)品出料口(6)包括有兩根徑向出料管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直立圓筒形等離子體炬電石爐，其特征在于電石爐體底部還設(shè)置有多根條形型鋼作為條形支承(7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直立圓筒形等離子體炬電石爐，其特征在于所述的等離子火炬徑向及向下傾斜并沿圓周等距分布在電石爐體下部側(cè)面。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種直立圓筒形等離子體炬電石爐，包括電石爐體，電石爐體內(nèi)襯為耐火材料層，電石爐體頂部設(shè)置有原料進(jìn)料口，電石爐體上部側(cè)面設(shè)置有爐氣出口，電石爐體下部側(cè)面設(shè)置有等離子體火炬，電石爐體底部側(cè)面設(shè)置有產(chǎn)品出料口。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于具有節(jié)能(噸電石電耗可降低15%左右)、環(huán)保和安全的綜合優(yōu)勢(shì)，爐氣綜合利用又促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和使企業(yè)增加效益。
文檔編號(hào)F27B3/10GK202274732SQ201120394128
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者黃耕 申請(qǐng)人:武漢金拜爾工程設(shè)備有限公司