33000KVA密闭电石炉生产工艺

三、产品说明
1、名称:学名碳化钙,俗名电石。其中含碳化钙约 65-85%，其余为杂质。
2、分子式：CaC2
3、分子量：64.1
C
4、结构式： Ｃa
5、基本理化性质
C
5.1 外观：化学纯的碳化钙几乎为无色透明的晶体，极纯的碳化钙结晶为天蓝色
大晶体。工业碳化钙为不规则块状体，其色泽与纯度有关，有灰色的、棕黄色的、
连接方式
φ100
1200—1500
9—11
≥16
螺纹
6、电极壳
全部焊接应可靠、焊缝表面应平滑、无瘤块、烧蚀、翅片处的焊缝无明显凸
点。制作精度符合零件图要求，电极柱连接不直度≤1‰，不圆度≤1‰ 。 五、生产原理
生石灰和碳材（焦炭、兰碳、无烟煤、石油焦等）按一定比例均匀混合后，
在炉内依靠电弧热和电阻热在1800-2200℃的高温下反应而制得电石（主要成分
粒度在 8mm 以下： ≤5%。
2、焦炭
固定碳（%）
灰份（%）
挥发份（%）
水份（%）
≥84
≤15
≤1.6
≤1 （进厂≤15）
粒度：5-25mm≥85%； 大于 25mm 的：≤10%； 小于 5mm 的 ≤5%。
3、兰炭
固定碳（%）
灰份（%）
挥发份（%）
水份（%）
≥84
≤9
≤7
≤1 （进厂≤17）
粒度：5-25mm≥85%； 大于 25mm 的：≤10%； 小于 5mm 的 ≤5%。
新开炉采用开炉操作，以便于经常检查和观察料位。 6.2 炉气可通过粗气烟囱或炉气利用排出，具体操作要严格按照《操作规程》 的要求进行。 6.2.1 应用粗气烟囱时，开炉运行和闭炉运行可相互转换，开炉运行时，应注 意调整炉压（负压），使炉气中 CO 完全燃烧，闭炉运行时，及时启用炉气净化系 统排空点燃或送至气柜。 6.2.1.1 开炉时，在需要控制电极焙烧和需要快速检查料位的期间内，必须启 用粗气烟囱。 6.2.1.2 平常运行中，炉气净化系统需要停车时，必须启用粗气烟囱。 6.3 炉气利用系统的运行由计算机和仪表自动控制。 7、电石的排出
33000KVA 密闭电石炉生产工艺规程
编制： 电石项目处 审核： 批准：
20 年 月
目录
一、 范围 二、 规范性引用文件 三、 产品说明 四、 原材料技术要求 五、 生产原理 六、 生产工艺操作 七、 开炉和停炉 八、 正常生产的工艺条件 九、 产品消耗量及产品产量 十、 三废治理及环保措施 十一、 事故紧急停产原则 十二、 安全生产基本原则 十三、 生产工人应遵守的技术文件 十四、 33MVA 电石炉主要设备技术参数 十五、 工序安全注意事项
5.6.2 当 CaC2 过剩时，除发生上述反应外，还伴随另一反应，即 CaC2 ＋ 2H2O = C2H2↑ + Ca(OH)2 + 126.96(kJ) CaC2＋Ca(OH)2＝2CaO+ C2H2↑
CaC2 是一种强脱水剂，用饱和水蒸气分解 CaC2 时，也象用水分解它时一样。 电石在空气中能吸收环境水份而逐渐分解，放出乙炔气。
8、包装
电石遇水或潮湿空气生成易燃易爆的 C2H2 气体，因此，电石必须用干燥的特 种包装袋或桶包装。净重(kg)：50.4±0.2
四、原材料技术要求
1、生石灰
CaO（%） ≥92
SiO2（%） ≤1.0
MgO（%） ≤1.6
生过烧(%) ＜6%
强度(kg/cm3) 气孔率(%)：
80
35
粒度(mm)：10-50 ≥占 85% ； 50mm 以上： ≤10%；
1.6 反应生成的电石从 3 个出炉口之一出炉，由电石锅、小车运出。 1.7 出炉口用烧穿电弧打开。 1.8 反应生成的炉气净化后送往碳素厂或蒸汽锅炉、甲酸钠等使用。 1.9 冷却用水由装置循环水系统提供。 1.10 压缩空气和氮气由空压站经送气系统提供。 2、 电炉熔炼 2.1 配料 2.1.1 配料在正常工作时自动进行，在非正常工作时在控制室或现场手动进行。 2.1.2 炉料配比采用重量配比法。 2.1.3 炉料配比：石灰：炭材=100：65-70(干基) 2.1.4 炉料配比可由原料质量、产品要求及炉况等方面需要调整计算机程序。 2.2 装料 2.2.1 炉料经称重、运输设备装至炉顶料仓，仓下料管中充满料柱，直至炉中， 随炉料消耗靠重力连续加料。 2.2.2 正常工作时，称重、运输设备的启闭由料仓料位控制。 2.2.3 称重周期：自动称重时由压力传感器控制，手动称重时在控制室或现场 需要人工控制。 3、 操作 3.1 电石炉主要依靠炉料中的电阻进行操作，最佳操作电阻取决于热度的保持， 最佳热度由操作电流和电压条件决定，因此节能炉熔池温度以保持在 2000℃ -2200℃为宜。 3.2 正常情况下电石炉为自动调节，保持在满负荷状态下工作，允许适量超载 运行，最高超载不超过 20%。不宜欠载运行，实际平均负荷控制在满载的 98%以 上。 3.3 炉内反应大多发生在电极以下和周围熔池内，熔池壁和炉衬间的炉料主要 起耐火绝热作用。 3.4 对入炉原料的成份、粒度、湿度和配比按有关规定要定期经常检查，以免 造成电极穿深入不良和电极消耗增加。 3.5 三相电极的入炉深度应相同，并有良好插入深度，电极位置应经常测量， 运行初期，至少每天 1 测量一次。 3.6 电极端部插入炉料深度为 1.15m-1.3m，其最佳距离由经验确定。
一、范围
33000KVA 密闭电石炉生产工艺规程
本规程阐述了33000KVA密闭电石炉的基本生产原理和操作方法。 本规程适用于33000KVA密闭电石炉工序。是33000KVA密闭电石炉工序工程技 术人员、管理人员和操作人员从事电石生产的技术性指导文件。
二、规范性引用资料
《电石生产及其深加工产品》.熊谟远 编著.化学工业出版社出版发行.1989 年6月第一版 2001年6月北京第二次印刷。
4、 电气操作条件 4.1 操作电阻：1.0—1.35μm 4.2 一次线电流: 544—600(A) 5、电极调节 5.1 电流调节靠油缸上下移动电极而实现。 5.2 电极调节方式 5.2.1 由现场或控制室控制台的按钮手动调节； 5.2.2 恒定电阻自动调节； 5.2.3 恒定电极电流自动调节。
自动调节由计算机进行。方式的调整和改变由现场或控制室进行。 6、 炉压及炉气的处理办法 6.1 电炉有两种运行方式：闭炉运行和开炉运行，闭炉运行是炉龄期内的标准 运行方式。开炉运行只要是在新开炉前期或长时间热停炉后回复送电前期和发生 生产、设备事故时短时间临时采用。 6.1.1 闭炉运行时炉内为微正压操作，以防止空气进入炉内 10—100Pa。炉气 经排气系统抽出，闭炉运行时的炉气主体成份是 CO。CO 是有毒、易燃、易爆的 气体，因此厂房内必须配备 CO 检测器并与报警设备连接，报警系统应保证处于 良好的状态。 6.1.2 开炉运行时空气进入炉内， CO 燃烧生成 CO2，产生高温(≥600℃)。开 炉运行应符合操作手册的规定。
4、电极糊
固定碳 灰份 挥发份 粒度 体积密度 软化点 抗压强 比电阻（μΩ.
（%）
（%） （%） （mm） (g/cm3) (℃) 度（Mpa） mm2/m）
≥80
≤4 12-14 ≤80 1.38 90-120 ≥18
53—68
5、烧穿电极
直径(mm)
长度(mm)
比电阻 (Ω.mm2/来自百度文库)
机械强度 (N/mm2)
低为 1750℃，影响电石熔点的因素取决于杂质的量和性质。
5.5 导电性：其导电性与电石纯度有关，CaC2 含量越高，导电性能越好。电石
的导电性能与温度也有关系，温度越高，导电性则越好。
5.6 化学性质：电石的化学性质很活泼，能与多种气体、液体发生反应。
5.6.1 电石遇水分解成乙炔和氢氧化钙
CaC2 ＋ 2H2O = C2H2 ↑+ Ca(OH)2 + 126.96(kJ) 该反应是在水过剩的情况下进行的。
黑色的，碳化钙含量较高时呈紫色，其新断面呈灰色，若暴露在潮湿的空气中则
呈灰白色。
5.2 相对密度：电石的相对密度决定于碳化钙的含量、电石的纯度越高，相对
密度越小。
5.3 溶解度：电石不溶于任何溶剂。
5.4 溶点：电石的熔点随电石中 CaC2 含量而改变。纯 CaC2 熔点为 2300℃，电石
中 CaC2 含量一般在 80%左右，其熔点在 2300℃左右，CaC2 含量为 69%时，熔点最
裂解生成乙炔炭黑，可制造干电池。乙炔是有机合成的重要原料，如：乙醛、乙
酸、乙烯、合成橡胶、合成树脂、合成纤维等均以乙炔为主要原料。
6.3 电石还直接用于钢铁工业的脱硫剂，生产优质钢。
7、产品质量标准或特性
7.1 电石
CaC2 含量(%) 发气量(1/kg)
67.17-82 250-305(20℃)时
CaC2
CaO
C
SiO2+MgO+Fe2O3+Al2O3
S
P
80%
15%
1%
3.8%
0.1%
0.04%
6、 用途
6.1 粉状电石与氮气在加热时，反应生成氰氨化钙即石灰氮，石灰氮是一种优
良的碱性化学肥料。石灰氮还可以继续深加工，是生产氰化物的原料。
6.2 电石与水反应生成乙炔。乙炔与氧气混合用于金属的切割焊接，乙炔高温
5.6.3 粉状电石与氮气在加热条件下反应而生成氰氨化钙(石灰氮)
CaC2＋N2 = CaCN2＋C 5.6.4 氨、氯、氯化氢、硫等在赤热或高温情况下能与电石反应。磷、砷、乙
醇、浓硫酸等也都能与电石反应。
5.7 组成：工业产品电石中碳化钙含量为 65-85%，其余为杂质，杂质多半是制
造时所使用的原材料带来的。如：CaC2 含量 80%的电石，其大致组成如下：
70-80 2-4 2-10 1-2 1-8 0.2-1 2350-2600 50-150 3600-4000
7.3 炉尘组成
C
CaO
SiO2
R2O3
26.6%
37.6%
7.3%
12%
MgO
其他
3%
13.5%
堆比重(g/cm3)150-300；
温度(℃)：250-350；
粒度：小于 1μm 者不超 10%
乙炔中 PH3 含量(%)
0.06-0.08%
乙炔中 H2S 含量(%)
≤0.1%
粒度(mm)：5—80mm 的质量分数（% ）
≥ 85
筛下物（2.5mm 以下）的质量分数 ≤5%
7.2 炉气成份(体积)大致组成：
热值
粉尘量
体积
CO
H2
CO2
CH4
N2
O2
（kcal/Nm3） (g/Nm3)
(Nm3/h)
CaC2）。碳化钙的生成反应式如下：CaO+3C = CaC2+CO↑-11.13千卡，这是一个
吸热反应。
根据平衡移动原理：
· 这是一个吸热反应，因此必须从外部引进热源；
· 增加反应物的浓度和将生成物源源不断地取出，是有利于反应进行
的，因此必须定时出炉，并确保出炉量。若较长时间不出炉，那么生成碳化 钙的反应渐趋缓慢，并引起已生成 CaC2 分解；
· 反应系统中还有气相，因此降低系统压力是有利用职权于反应进行的，
所以需要保持良好的透气性，确保生成的 CO 及时排除。
六、生产工艺操作 1、 工艺系统概况 1.1 本系统由 33000KVA 密闭电石炉及其辅助装置构成。 1.2 原料在配料站称重，由胶带运输机和环形输送机送至 12 个炉顶料仓。 1.3 三 相 φ 1350mm 自 焙 电 极 通 过 水 冷 短 网 和 挠 性 母 线 接 头 由 三 台 单 相 11000KVA 变压器供电。 1.4 炉料由 12 根料管及 1 根中心料管向密闭电石炉自动供料。 1.5 电极壳及电极糊随消耗定时添加。
7.1 本炉型的电石质量不应低于国标规定，通常含 CaC2 为 69.86-83.29%，发气 量在 20℃时，为 260-310L/kg；实际生产控制中应将电石发气量控制在 285L/kg 以上。出炉热电石应按要求进行炉前质量分析，其热样分析指标应高于要求质量 指标量 5-10L/kg。 7.2 出炉间隔为 1 次/h，实际操作中可据实际情况适当调整。 7.3 出炉操作按操作手册有关规定的要求进行。 8、 电极 8.1 该电石炉采用自焙电极。 8.2 电极柱由装有电极糊的电极壳组成，新开炉子电极有焊制钢端头，电极壳 可传输大部分电极电流。 8.3 电极壳应符合有关图纸的技术要求，运搬中要有可靠措施，使电极壳不产 生塑性变形，电极壳应及时续接，续接操作的最低位置在操作平台之上约 500mm 处。 8.4 电极壳的连接用电焊进行，焊接质量要满足夹紧，导电、升降、压放密封 等环节的需要，在电极壳内部上口处施焊时要有置换或吹除有害气体的措施，以 防燃烧或爆炸。 8.5 电极壳续接操作按有关操作规定进行。 8.6 电极糊采用密闭糊。电极糊在 90℃-120℃温区的熔化，在 400℃-500℃温 区内焙烧，由电极电流热及电极传导热提供主要热量，用加热器和风机调整烧结 状况。 8.7 电极糊贮运过程中应注意防灰。 8.8 电极柱从电极压放装置自上而下通过导电装置延伸到炉中的反应区。 8.9 电极柱经外套装置及导电接触装置分别与升降装置及二次母线装置相联接。 8.10 电极糊高度应用铅垂线经常检查，液态糊的高度约在导电接触器顶部之上 3.5-4.5m 处。 8.11 电极工作端长度：自底部环起算约 2300m。 8.12 电极烧结与电流平方成正比，正常压放量应低于安全压放量，每次压放量 为 20mm。