电石生产生产平衡

电石生产生产平衡

第一节测定工况及体系模型

1.测定工况

1.1操作情况

1.1.1平均功率：19500—21500KW.

1.1.2平均二次电压：170V

1.1.3平均操作电流：82000A

1.1.4电极工作长度：900mm

1.1.5平均投料配比：62

1.1.6平均出炉时间：60分钟/炉

1.1.7出炉电石量：6.36T/h,（305.28/48小时）1.1.8测定时间：48h

1.1.9环境温度：（作基准温度）：21℃

1.2物料分析

1.2.1生石灰的总投料量为279240kg。

1.2.2焦碳、兰碳、碳球的总投料量为174556㎏。

1.2.3电极糊总投料量为9000㎏。 1.2.4电石总产量为305280㎏。

1.2.5炉气组成。

2. 体系的划分及模型 2.1供入体系的能量 2.1.1电热Q 0

2.1.2漏入炉内的空气去CO 燃烧后供入的热量Q CO

Q 1

Q 2 Q 3

Q 生

热电平衡的体系模型图

2.1.3所有物料均在环境温度下投入，因此无显热供入.

2.2排除体系的能量

2.2.1电石的生成热Q生

2.2.2电石的显热Q1

2.2.3电石的相变热Q2

2.2.4副反应吸热Q3

2.2.5各项损失的热Q4—8

第二节物料的平衡

物料平衡测定时，收入及支出同时计量并分析。但总物料以支出为基准，因为电石计量较准，投料计量由于有配料皮带机惯性力，误差较大。无法测量的物料则根据长期经验推算。

1.碳的平衡

1.1C元素总收入量 164304

1.2C元素支出量

1.2.1生成电石消耗（按反应式计算）（36÷64）×（305280×85.7%）=147146㎏

CaO + 3C ﹦ CO + CaC2

36 64

X 305280×85.7%

1.2.2随炉气逸出损失（由净化排灰推算） 3000㎏

1.2.3料仓除尘带走（由除尘器卸灰推算） 1000㎏

1.2.4电石中游离碳 305280×3.0%=9158㎏

1.2.5其它副反应消耗（收支相抵后） 4000㎏

副反应： CaC 2 = Ca + 2C

CO2 + C = 2CO

H2O + C = CO + H2

SiO2 + 2C = Si + 2CO

Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO

Al2O3 + 3C = 2Al + 3CO

MgO + C = Mg + CO

按现行碳材掺烧比例65：5：30（焦碳：兰碳：碳球）及氧化物在原料中的比例可求得。合计：164304

副产CO气体（28÷64）×（305280×85.7%）=114460㎏

2.CaO的平衡

2.1CaO的收入量

从焦碳中吸入174556×0.0069=1204㎏

由电极糊中收入9000×0.0085=77㎏

由石灰应收入279240×.9022=263100㎏

合计：253211

2.CaO的支出量

生成电石消耗（56÷64）×（305280×85.7%）=228922

电石中残余CaO 305280×6.97%=21289

随炉气逸出 3000

合计：253211

3.热电平衡

3.1反应机理

炉料凭借电弧热和电阻热在1800—2200℃的高温下反应而制得碳化钙。碳化钙的生成反应式如下：

CaO + 3C = CO + Ca C 2 — 111.3千卡

这是一个吸热反应。为完成此反应，必须供给大量的热能。当生成一吨

300L/Kg的电石，消耗于此反应的电能是可以计算出来的。

CaO + 3C = CO + Ca C 2 — 111.3千卡

64 111300/860

100×0.806 X

求得X=1630Kwh

式中 0.806-发气量为300L/㎏的电石其中碳化钙的含量；

806-电热，即1Kwh电能完全转化为热能的数值（千卡/Kwh）；

64-碳化钙的分子量。

3.2实际上，工业电石炉生产1吨电石时，所消耗的电能

远远超过计算所得的数值，可见大量的电能损失了。这些损失只要有一下几个方面。

3.2.1电石炉中有许多副反应存在都要消耗热能。

3.2.2电石炉气（500—700℃）和被炉气带走的粉尘及出炉电石（2000℃）所带走的显热。

3.2.3消耗在电炉变压器、短网、电极以及通过炉体的热损失等。

3.3碳化钙生成反应式告诉我们:这是一个吸热反应，因此，此反应需要在高温条件下进行，必须从外部引进热源。另外，根据平衡原理，增加反应物的浓度和将生成物源源不断取出，是有利于反应进行的。因

此炉料配比上，石灰是大大过量与理论反应量，并规定了出炉时间和出炉量，便是这个道理。若较长时间不出炉，那么生成碳

化钙的反应渐趋缓慢；并引起已生成的碳化钙分解，其分解速度决定于炉内一氧化碳压力和炉温，反应系统中还有气相，这样

气体的压力便影响着反应进行的速度，原则上，降低系统压力是有利于反应进行的，所以需要把反应生成的一氧化碳气体及时

的抽出。