CN104556036A

CN104556036A - 制备固态电石的方法

Info

Publication number: CN104556036A
Application number: CN201410831973.XA
Authority: CN
Inventors: 吴道洪; 曹志成; 任中山; 王静静; 薛逊
Original assignee: Beijing Shenwu Environmental and Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Shenwu Environmental and Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2015-04-29
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: CN104556036B

Abstract

本发明公开了一种制备固态电石的方法，包括：(1)将碳素材料和含钙材料进行细磨，以便分别得到碳素材料粉末和含钙材料粉末；(2)将含有碳素材料粉末和含钙材料粉末的混合物与粘结剂进行混合、润磨处理，以便得到混合物料；(3)将混合物料进行成型处理，以便得到物料球团；以及(4)陆续将物料球团向转底炉内进行布料，随着转底炉炉底的运转，物料球团依次在辐射管热解炉腔内进行热解处理，在冶炼炉腔内于1200～1380摄氏度下进行冶炼处理，最终得到固态电石、煤气和煤焦油。该方法可以同时制备得到固态电石、煤气和煤焦油，并且显著降低电石生产成本。

Description

制备固态电石的方法

技术领域

本发明属于化工领域，具体而言，本发明涉及一种制备固态电石的方法。

背景技术

电石是重要的煤化工产品以及基础化工原料，主要用于生产乙炔以及乙炔基化工产品，尤其用于生产PVC(聚氯乙烯)，曾被誉为“有机合成工业之母”。我国能源特征是煤炭储量大、石油储量小，所以电石生产对于工业经济发展意义重大，近十年来电石产量逐年递增。

电石生产目前主要采用电炉冶炼方法，粒度在5～30mm的含碳物料与含钙物料在电炉中由电弧加热到2000℃以上，高温环境下碳元素还原氧化钙生成CaC₂产物，液态的电石物料从电炉底部间断排出。该生产工艺的缺陷表现在几个方面：第一，原料要求苛刻，传统工艺对于碳素材料的要求是固定碳含量≥84％、灰份≤15％、挥发份≤1.6％，能够满足这些要求的只有焦炭、半焦以及一些优质无烟煤，而这些原料储量十分有限，价格不菲；第二，电炉热效率仅为50％，电耗高达3250kWh/t电石左右；第三，在原料破碎过程中会伴有15～20％的原料由于粒度小于5mm而被废弃，造成资源的严重浪费；第四，生产的电石产品为液态，对于炉窑、电极的侵蚀严重；此外液态电石的处理需要电石埚冷却、脱模、破碎等工序，工艺复杂，环境污染严重。

因此，现有的电石生产技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种制备固态电石的方法，该方法可以同时制备得到固态电石、煤气和煤焦油，并且显著降低电石生产成本。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备固态电石的方法，包括：

(1)将碳素材料和含钙材料进行细磨，以便分别得到碳素材料粉末和含钙材料粉末；

(2)将含有所述碳素材料粉末和所述含钙材料粉末的混合物与粘结剂进行混合、润磨处理，以便得到混合物料；

(3)将所述混合物料进行成型处理，以便得到物料球团；以及

(4)陆续将所述物料球团向转底炉内进行布料，随着所述转底炉炉底的运转，所述物料球团依次在辐射管热解炉腔内进行热解处理，在冶炼炉腔内于1200～1380摄氏度下进行冶炼处理，最终得到固态电石、煤气和煤焦油。

根据本发明实施例的制备固态电石的方法通过将碳素材料和含钙材料进行细磨处理，得到超细粒级物料，可以增加物料比表面积和接触面积，进而显著降低冶炼过程反应活化能，从而提高电石生产效率，同时采用转底炉对物料球团依次进行热解处理和冶炼处理，可以同时制备得到固态电石、煤气和煤焦油，从而显著提高产品的附加值，另外，通过严格控制冶炼处理温度在物料球团体系熔点温度以下，使得在整个冶炼过程中球团只发生收缩，而没有软化和熔化，从而制备得到固态电石，由此避免了液态电石对炉窑耐火材料、电极的侵蚀问题且显著降低了电石生产成本，并且所得到的固态电石发气量可以达到300L/kg。

另外，根据本发明上述实施例的制备固态电石的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述碳素材料的固定碳含量为50～65wt％。由此，可以显著降低电石生产成本。

在本发明的一些实施例中，所述碳素材料为褐煤、烟煤或长焰煤。由此，可以进一步降低电石生产成本。

在本发明的一些实施例中，所述含钙材料为生石灰，其中，所述生石灰中氧化钙含量为88～95wt％。由此，可以进一步降低电石生产成本。

在本发明的一些实施例中，所述碳素材料粉末和所述含钙材料粉末的平均粒径分别独立地不高于30微米，优选不高于10微米。由此，可以显著增加物料比表面积和接触面积，从而显著提高电石生产效率。

在本发明的一些实施例中，在所述混合物中，所述碳素材料粉末和所述含钙材料粉末按照固定碳与氧化钙摩尔比为2.6～2.8:1进行混合，所述粘结剂的用量为含有所述碳素材料粉末和所述含钙材料粉末的混合物的总质量的8～10％。由此，可以显著提高电石生产效率。

在本发明的一些实施例中，所述粘结剂为焦油和糖蜜中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述物料球团的平均粒径为8～30毫米。由此，可以进一步提高电石生产效率。

在本发明的一些实施例中，所述热解处理的温度为500～1000摄氏度，所述冶炼处理的时间为15～60分钟。由此，可以进一步降低电石生产成本。

在本发明的一些实施例中，所述冶炼炉腔包括第一至第三温区，所述第一温区温度为1200～1250摄氏度，所述第二温区温度为1300～1350摄氏度，所述第三温区温度为1350～1380摄氏度。由此，可以进一步提高电石生产效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的制备固态电石的方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备固态电石的方法。下面参考图1对本发明实施例的制备固态电石的方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：

S100：将碳素材料和含钙材料进行细磨

根据本发明的实施例，将碳素材料和含钙材料进行细磨，从而可以得到碳素材料粉末和含钙材料粉末。发明人发现，后续冶炼过程为固态反应，液相生成量很少，使得离子间的迁移扩散困难，从而导致反应速度慢，而通过将碳素材料和含钙材料进行细磨处理，得到超细粒级物料，可以增加物料比表面积和接触面积，进而显著降低后续冶炼过程还原反应活化能，从而使得还原反应可以在较低的温度下进行，由此可以显著提高电石生产效率，并且显著降低电石生产成本。

根据本发明的实施例，碳素材料的固定碳含量可以为50～65wt％，例如碳素材料可以为褐煤、烟煤或长焰煤，含钙材料可以为生石灰，其中，生石灰中氧化钙含量可以为88～95wt％。发明人发现，采用低固定碳、高挥发分的劣质煤作为原料，经过后续的热解处理，可以得到高固定碳和低挥发分的含碳原料，从而满足电石生产过程中对原料的要求，较传统工艺相比，可以明显降低电石生产原料成本，且拓宽原料来源，同时丰富了产品种类，在得到固态电石的同时，得到煤气和煤焦油，从而提高了产品附加值。

根据本发明的实施例，得到含碳材料粉末和含钙材料粉末的粒径并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，含碳材料粉末和含钙材料粉末的平均粒径可以分别独立地不高于30微米，优选不高于10微米。发明人发现，传统工艺中兰炭或焦炭以及生石灰块，粒度在5～30mm，由于电炉中兰炭或焦炭与生石灰块没有紧密接触，需要电炉冶炼温度为2200℃～2300℃，并且只有在此高温下，才能使得物料产生熔化，继而产生液态熔融反应生成电石，这种工艺就造成电炉热效率仅为50％，而且生产每吨电石电耗高达约3250kWh左右；同时，这种传统冶炼工艺也造成原料破碎过程中会伴有15～20wt％的原料由于粒度小于5mm而被废弃，造成资源的浪费。本发明将将碳素材料、含钙材料和铁粉进行细磨，充分混合使得碳素材料与含钙材料紧密接触，增加了物料比表面积，进而显著降低后续冶炼过程还原反应活化能，从而使得还原反应可以在较低的温度(1200～1380℃)，较短时间(15～40分钟)下进行，物料在不发生熔化的情况下就产生了固态反应，生成固态电石，并且冶炼每吨电石电耗仅为2400kWh左右，相比传统工艺的每吨电石电耗高达约3250kWh下降了850kWh，大大节约了电耗，同时本发明生产的固态电石产品可以冷却后直接包装外售，避免了传统工艺生产的液态电石对于炉窑、电极的严重侵蚀，省去了液态电石的需要在电石埚冷却、脱模、破碎等工序，减少了该工序阶段的环境污染。

S200：混合、润磨处理

根据本发明的实施例，将含有碳素材料粉末和含钙材料粉末的混合物与粘结剂进行混合、润磨处理，从而可以得到混合物料。发明人在试验过程中发现，当碳素材料、含钙材料被磨细后，它们之间如何混匀问题较大，因为过细的粒度导致粉末产生了团聚现象，因此，发明人通过大量实验意外发现，采用润磨的方式解决了粉末物料之间难以混匀这一难题。

根据本发明的实施例，混合物中碳素材料粉末和含钙材料粉末的配比并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，碳素材料粉末和含钙材料粉末粉可以按照固定碳与氧化钙摩尔比为2.6～2.8:1进行混合。发明人发现，相对碳素材料而言，配入过多的含钙材料，虽然会降低后续反应温度，但是反应得到的电石产品难以达标，原因是有过多的CaO剩余在电石产品中；而配入含钙材料过低，将会使得反应温度升高，同时有过剩的碳素材料剩余，经济性变差。由此，采用本发明配比的物料，在降低反应温度的同时，可以显著提高电石产品的质量。

根据本发明的实施例，粘结剂的用量并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，粘结剂的用量可以为含有碳素材料粉末和含钙材料粉末的混合物的总质量的8～10％。发明人发现，粘结剂用量高于10％时同样可以满足球团强度要求，但是成本显著增加，当粘结剂用量低于8％时，球团强度变差，不能满足球团入炉冶炼的要求，由此选择粘结剂用量为8～10％时，既可以保证球团入炉冶炼要求，又可以减低成本。

根据本发明的实施例，粘结剂可以为选自焦油和糖蜜中的至少一种。该步骤中，具体的，首先采用配料罐将碳素材料粉末和含钙材料粉末按照预定比例进行混合，得到混合物，然后将得到的混合物经气流转运到润磨机中进行混匀，在润磨机进料部位采用水管向润磨机中加入一定量的粘结剂，从而得到混合物料。发明人发现，经过细磨处理得到的超细粉状的碳素材料粉末和含钙材料粉末本身极容易发生团聚，如果团聚的小颗粒过多，将会减少两种物料之间的接触面积，使得磨矿的作用没有充分发挥出来，而采用润磨机一方面可以利用钢球介质的碾压作用使少量的粘结剂均匀的分散在粉末表面，更好的起到粘结的作用，另一方面可以打散细粒级物料团聚形成的颗粒，从而显著提高电石生产效率。

S300：成型处理

根据本发明的实施例，将以上所得到的混合物料进行成型处理，从而可以得到物料球团。根据本发明的实施例，物料球团的粒径并不受特别限制，根据本发明的具体实施例，物料球团的平均粒径可以为8～30毫米。发明人发现，球团平均粒径小于8mm时，一方面容易造成球团熔化，影响后续反应进行，另一方面生产率较低；而球团平均粒径大于30mm时，球团导热性变差，反应时间加长，导致生产效率变低，由此球团平均粒径度选择在8～30mm可以显著提高生产效率。具体的，可以采用圆盘制粒机对混合物料进行成型处理，可以解决粉末状原料成型成本高的问题，其中，圆盘制粒机的参数为圆盘转速为38r/min，边高h＝100mm，倾角α＝45°，并且每批物料的制粒时间保持在10～18min。

S400：热解处理和冶炼处理

根据本发明的实施例，陆续将上述得到的物料球团向转底炉内进行布料，随着转底炉炉底的运转，物料球团依次在辐射管热解炉腔内进行热解处理，在冶炼炉腔内于1200～1380摄氏度下进行冶炼处理，最终得到固态电石、煤气和煤焦油。根据本发明的实施例，可以将煤焦油的一部分作为成型处理过程中的粘结剂使用。发明人发现，采用转底炉代替电石炉，可以解决传统电石生产过程中使用电炉导致的能耗过高的问题，并且可以对物料球团依次进行热解处理和冶炼处理，可以同时制备得到固态电石、煤气和煤焦油，从而显著提高产品的附加值，同时，通过严格控制冶炼处理温度在物料球团体系熔点温度以下，使得在整个冶炼过程中球团只发生收缩，而没有软化和熔化，从而制备得到固态电石，由此避免了液态电石对炉窑耐火材料和电极的侵蚀问题，并且与传统使用冷却水来保护炉壁的冶炼工艺相比，明显降低了电石生产成本，另外本发明生产过程中电石产品保持固态，只需电石埚接料冷却后即可装袋保存，无需破碎，简化了工艺工序，从而避免环境污染以及产品的浪费，并且所得到的固态电石发气量可以达到300L/kg。根据本发明的实施例，热解处理的温度可以为500～1000摄氏度，冶炼处理的时间可以为15～60分钟。由此，可以进一步降低电石生产成本。

具体的，转底炉内部分为两个炉膛，分别为热解炉腔和冶炼炉腔，中间由一段耐火材料墙隔开，并且墙下端至炉底距离略高于料层厚度，即物料随环形转底炉炉底旋转过程中料层顶端与耐火材料墙低端距离尽可能少，实现对转底炉炉腔的有效隔断，保护热解炉腔内的气氛，从而顺利回收煤气和煤焦油等成分。具体的，首先采用振动布料机将上述得到的物料球团在转底炉的内进行布料，料层的厚度为50～70毫米，随着转底炉的旋转，物料球团进入转底炉中的辐射管热解炉腔内进行热解，其中，可以将辐射管通入高温烟气以提供的热解处理所需的热量，例如可以使用冶炼炉腔中产生的电石炉气或热解炉腔内产生的煤气燃烧产生的高温烟气。发明人发现，通过使用辐射管加热可以避免直接燃烧加热对于热解气氛的影响。另外，在热解炉腔内设置油气回收系统，可以有效回收热解过程产生的煤气和煤焦油。然后随着转底炉的旋转，经过热解处理的物料球团进入冶炼炉腔进行冶炼处理，其中，可以采用蓄热式烧嘴直接燃烧焦炉煤气、天然气或煤制气进行供热，从而可以有效利用烟气余热来提高助燃空气温度而加热炉内物料，并且较传统电石炉冶炼能耗较低30％以上，从而达到节能的目的，并且电石冶炼炉腔采用分区控制温度，整个冶炼炉腔分为3个温区，第一温区温度为1200～1250摄氏度，第二温区温度为1300～1350摄氏度，第三温区温度为1350～1380摄氏度，由此，可以显著提高电石生产效率。待电石冶炼结束后，采用螺旋出料装置出料，得到块状电石，冷却后无需破碎，粉末量少，可以直接进行包装，并且所得到的固态电石发气量为300L/kg，符合优质电石标准。需要说明的是，各个温度区域的物料停留时间由转底炉炉底转速进行控制。

如上所述，根据本发明实施例的制备固态电石的方法可以具有选自下列的优点至少之一：

根据本发明实施例的制备固态电石的方法采用低固定碳、高挥发分的褐煤、烟煤或长焰煤作为生产电石的碳素材料，原料适用性广，并且较传统工艺对于碳素材料的要求固定碳含量≥84％的原料来说成本可以降低50％以上；

根据本发明实施例的制备固态电石的方法充分利用传统工艺废弃的细粒级物料，变废为宝，传统电石炉冶炼电石工艺中，对入电炉原料粒度进行严格控制，破碎过程中产生的10～20％的小于5mm的碳素材料以及石灰不能进入电炉冶炼，这部分原料被废弃或者需要空心电极加料等复杂工艺进行少量利用，而本发明完全采用细粒级原料，原料适用范围广，并且细粒级的原料成本低、来源广，从而有效降低了原料成本；

根据本发明实施例的制备固态电石的方法可以同时制备得到电石、煤气和煤焦油，炉窑利用率高，并较传统电石生产工艺提高了产品附加值，并且使得资源得到有效利用；

根据本发明实施例的制备固态电石的方法工艺流程简单，设备利用率高，仅通过细磨、混合、成型、热解-冶炼4个系统，没有干燥系统，尤其可以在环形转底炉一个设备上生产煤气、焦油、固态电石；

根据本发明实施例的制备固态电石的方法可以显著降低电石生产能耗，本发明采用超细粒级物料作为电石原料，在电石冶炼过程中，温度比工业生产电石温度降低800～1000℃以上，能耗降低30％以上，并且本发明采用天然气或者焦炉煤气作为能源，每吨电石冶炼成本较电炉冶炼下降50％以上，同时由于本发明采用固态电石生产技术，避免因为原料熔化相变而消耗能量，计算表明传统电石炉冶炼液态电石过程中，电石相变热占电石生产能耗的5％左右；

根据本发明实施例的制备固态电石的方法采用固态电石生产工艺，不会对炉窑产生侵蚀，也没有电极消耗，使得冶炼工艺可靠稳定；

根据本发明实施例的制备固态电石的方法可以将热解过程中产生的焦油应用于成型处理过程中，实现焦油的循环利用，从而降低粘结剂成本，并且成型后的物料球团无需干燥即可直接进行热解处理；

根据本发明实施例的制备固态电石的方法中采用圆盘制粒技术，仅消耗动力电，而较传统生产能耗统计，高压成型电耗在15kwh/t左右，设备损耗约为10元/t，采用圆筒制粒机造球，只需消耗动力电，电耗约为4kwh/t，而且设备损耗很少，粉末成型成本降低了约60％；

根据本发明实施例的制备固态电石的方法简化了传统电石生产工艺流程，传统电石冶炼工艺采用液态生产工艺，液态产品需要首先倾倒至电石埚中，待冷却后脱模并进行破碎获得小块产品，而本发明对原料球团进行固态电石冶炼，直接冷却后就可以获得小块电石产品并密封包装出售。无需电石埚冷却、脱模以及破碎环节，避免破碎过程中产生大量粉尘造成环境污染以及产品浪费。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

采用气流磨将粒度在1mm以下的烟煤以及生石灰分别进行细磨处理，分别得到粒径低于30微米的颗粒占98.19％以上的烟煤粉末和生石灰粉末，其中，烟煤工业分析如表1所示，生石灰CaO含量为90.89wt％，然后将烟煤粉末和生石灰粉末经气体输送至配料罐中，按照重量比为生石灰粉末：烟煤粉末＝125:100进行混合，接着将配好的混合物由气流送到润磨机中，在润磨机进料部位采用水管向润磨机内加入8wt％的焦油(润磨机的转速为33r/min，介质充填率为12％)润磨10min，得到混合物料，然后将得到的混合物料由料罐转运到圆盘制粒机顶部的料仓，其中，圆盘制粒机的参数为圆盘转速为38r/min，边高h＝100mm，倾角α为45度，并在圆盘制粒机中添加7wt％的焦油，每批物料的成型时间为10min，得到粒径在8～30mm的物料球团，得到的物料球团无需烘干，直接由皮带转运到转底炉炉顶的料仓，采用振动布料机向转底炉炉底进行布料，布料厚度为50mm，然后随着转底炉炉底的旋转，物料球团在辐射管热解炉腔在800～1000摄氏度下进行热解处理35分钟，并且利用热解炉腔内的油气回收装置回收煤气和煤焦油，其中，回收的煤焦油可以用作成型阶段的粘结剂，达到原料循环利用的目的，回收的煤焦油来自两部分，一部分来自作为粘结剂加入到球团中，另一部分来自高挥发性烟煤本身产生，产气率可达9.46％，除去作为粘结剂的煤焦油，烟煤产油率为7.25％，并且烟煤经过热解后变为兰炭，然后随着转底炉旋转，经过热解后得到的兰炭进入冶炼炉腔内于1200～1380摄氏度下进行冶炼处理42分钟，其中，冶炼炉腔内分为三个温区，第一温区的温度为1200～1250摄氏度，第二温区的温度为1300～1320摄氏度，第三温区的温度为1360～1380摄氏度，具体的，冶炼炉腔内燃气采用高热值的天然气，炉底材料采用耐高温的碳质耐火材料，并采用水冷壁保护冶炼炉壁，热态的球团经过高温烧结后内部的细粒级兰炭以及石灰由于接触面积大，接触点多，与传统粗粒级原料的电炉生产工艺比较，传质条件得到极大改善，在球团内部发生固态电石反应，生成CaC₂，冶炼结束后，热态电石在出料口由螺旋出料器输送到炉外，储存于敞口的耐火材料容器中。

表1 烟煤工业分析(w％)

水分(Mad)	灰分(Aad)	挥发分(Vad)	固定碳(Cad)
				2.07	6.80	32.30	58.83

冷却后的固态电石球团外观表面有黑色，但是有银色光泽透出，外形收缩明显，并且内部结构疏松多孔，颜色呈银灰色，有光泽，结构致密，冷态强度好。对固态电石产品取5批样品(每批样品50g)在LJD碳化钙发气量测定装置上按照国标测量发气量，发气量范围在300～310L/kg之间，达到优质电石标准。

实施例2

采用气流磨将粒度在1mm以下的烟煤以及生石灰分别进行细磨处理，分别得到粒径低于10微米的颗粒占99.75％以上的烟煤粉末和生石灰粉末，其中，烟煤和生石灰同实施例1，然后将烟煤粉末和生石灰粉末经气体输送至配料罐中，按照重量比为生石灰粉末：烟煤粉末＝125:100进行混合，接着将配好的混合物由气流送到润磨机中，在润磨机进料部位采用水管向润磨机内加入8wt％的焦油(润磨机的转速为33r/min，介质充填率为12％)润磨10min，得到混合物料，然后将得到的混合物料由料罐转运到圆盘制粒机顶部的料仓，其中，圆盘制粒机的参数为圆盘转速为38r/min，边高h＝100mm，倾角α为45度，并在圆盘制粒机中添加8wt％的焦油，每批物料的成型时间为15min，得到粒径在8～30mm的物料球团，得到的物料球团无需烘干，直接由皮带转运到转底炉炉顶的料仓，采用振动布料机向转底炉炉底进行布料，布料厚度为50mm，然后随着转底炉炉底的旋转，物料球团在辐射管热解炉腔在800～1000摄氏度下进行热解处理30分钟，并且利用热解炉腔内的油气回收装置回收煤气和煤焦油，其中，回收的煤焦油可以用作成型阶段的粘结剂，达到原料循环利用的目的，回收的煤焦油来自两部分，一部分来自作为粘结剂加入到球团中，另一部分来自高挥发性烟煤本身产生，产气率可达15％，除去作为粘结剂的煤焦油，烟煤产油率为9％，并且烟煤经过热解后变为兰炭，然后随着转底炉旋转，经过热解后得到的兰炭进入冶炼炉腔内于1200～1380摄氏度下进行冶炼处理31分钟，其中，冶炼炉腔内分为三个温区，第一温区的温度为1230～1240摄氏度，第二温区的温度为1300～1330摄氏度，第三温区的温度为1350～1370摄氏度，具体的，冶炼炉腔内燃气采用高热值的天然气，炉底材料采用耐高温的碳质耐火材料，并采用水冷壁保护冶炼炉壁，热态的球团经过高温烧结后内部的细粒级兰炭以及石灰由于接触面积大，接触点多，与传统粗粒级原料的电炉生产工艺比较，传质条件得到极大改善，在球团内部发生固态电石反应，生成CaC₂，冶炼结束后，热态电石在出料口由螺旋出料器输送到炉外，储存于敞口的耐火材料容器中。

实施例3

采用气流磨将粒度在1mm以下的褐煤以及生石灰分别进行细磨处理，分别得到粒径低于10微米的颗粒占100％的褐煤粉末和生石灰粉末，其中，褐煤工业分析如表2所示，生石灰CaO含量为90.89wt％，然后将褐煤粉末和生石灰粉末经气体输送至配料罐中，按照重量比为生石灰粉末：褐煤粉末＝125:100进行混合，接着将配好的混合物由气流送到润磨机中，在润磨机进料部位采用水管向润磨机内加入8wt％的焦油(润磨机的转速为33r/min，介质充填率为12％)润磨10min，得到混合物料，然后将得到的混合物料由料罐转运到圆盘制粒机顶部的料仓，其中，圆盘制粒机的参数为圆盘转速为38r/min，边高h＝100mm，倾角α为45度，并在圆盘制粒机中添加10wt％的焦油，每批物料的成型时间为18min，得到粒径在8～30mm的物料球团，得到的物料球团无需烘干，直接由皮带转运到转底炉炉顶的料仓，采用振动布料机向转底炉炉底进行布料，布料厚度为50mm，然后随着转底炉炉底的旋转，物料球团在辐射管热解炉腔在800～1000摄氏度下进行热解处理30分钟，并且利用热解炉腔内的油气回收装置回收煤气和煤焦油，其中，回收的煤焦油可以用作成型阶段的粘结剂，达到原料循环利用的目的，回收的煤焦油来自两部分，一部分来自作为粘结剂加入到球团中，另一部分来自高挥发性烟煤本身产生，产气率可达12％，除去作为粘结剂的煤焦油，烟煤产油率为11％，并且褐煤经过热解后变为兰炭，然后随着转底炉旋转，经过热解后得到的兰炭进入冶炼炉腔内于1200～1380摄氏度下进行冶炼处理28分钟，其中，冶炼炉腔内分为三个温区，第一温区的温度为1200～1250摄氏度，第二温区的温度为1300～1340摄氏度，第三温区的温度为1360～1380摄氏度，具体的，冶炼炉腔内燃气采用高热值的天然气，炉底材料采用耐高温的碳质耐火材料，并采用水冷壁保护冶炼炉壁，热态的球团经过高温烧结后内部的细粒级兰炭以及石灰由于接触面积大，接触点多，与传统粗粒级原料的电炉生产工艺比较，传质条件得到极大改善，在球团内部发生固态电石反应，生成CaC₂，冶炼结束后，热态电石在出料口由螺旋出料器输送到炉外，储存于敞口的耐火材料容器中。

表2 褐煤工业分析(w％)

水分(Mad)	灰分(Aad)	挥发分(Vad)	固定碳(Cad)
				4.01	6.60	30.01	59.38

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种制备固态电石的方法，其特征在于，包括：

(3)将所述混合物料进行成型处理，以便得到物料球团；以及

2.根据权利要求1所述的制备固态电石的方法，其特征在于，所述碳素材料的固定碳含量为50～65wt％。

3.根据权利要求2所述的制备固态电石的方法，其特征在于，所述碳素材料为褐煤、烟煤或长焰煤。

4.根据权利要求1所述的制备固态电石的方法，其特征在于，所述含钙材料为生石灰，其中，所述生石灰中氧化钙含量为88～95wt％。

5.根据权利要求1所述的制备固态电石的方法，其特征在于，所述碳素材料粉末和所述含钙材料粉末的平均粒径分别独立地不高于30微米，优选不高于10微米。

6.根据权利要求1所述的制备固态电石的方法，其特征在于，在所述混合物中，所述碳素材料粉末和所述含钙材料粉末按照固定碳与氧化钙摩尔比为2.6～2.8:1进行混合，所述粘结剂的用量为含有所述碳素材料粉末和所述含钙材料粉末的混合物的总质量的8～10％。

7.根据权利要求6所述的制备固态电石的方法，其特征在于，所述粘结剂为焦油和糖蜜中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的制备固态电石的方法，其特征在于，所述物料球团的平均粒径为8～30毫米。

9.根据权利要求1所述的制备固态电石的方法，其特征在于，所述热解处理的温度为500～1000摄氏度，所述冶炼处理的时间为15～60分钟。

10.根据权利要求1所述的制备固态电石的方法，其特征在于，所述冶炼炉腔包括第一至第三温区，所述第一温区温度为1200～1250摄氏度，所述第二温区温度为1300～1350摄氏度，所述第三温区温度为1350～1380摄氏度。