2023年電石生產工藝流程
產業(yè)趨勢 2023-11-08 07:30:23 中金普華產業(yè)研究院
電石，又稱碳化鈣，是一種重要的基礎化工原料，主要用于制造乙炔、氯化鈣、氰胺等產品。電石的生產工藝主要包括原料加工、配料、冶煉、出爐、冷卻、破碎、篩分、包裝等步驟。本文將介紹2023年電石生產工藝流程的特點和發(fā)展趨勢。
原料加工：電石的原料主要是石灰石和焦炭，其中石灰石的質量直接影響電石的成品率和質量。為了提高石灰石的活性，需要對其進行燒結處理，將其轉化為石灰。燒結過程中，石灰石中的雜質如硅、鋁、鎂等會形成熔渣，從而降低電石的雜質含量。焦炭的作用是提供碳源和熱量，同時也是電爐的導電材料。焦炭的質量要求是含碳量高、灰分低、揮發(fā)分低、硫分低、電阻率低、強度高、粒度適中。焦炭在使用前需要進行破碎、篩分、干燥等處理，以保證其均勻性和干燥度。
配料：配料是指將石灰和焦炭按一定的比例混合，以達到最佳的冶煉效果。配料的目的是使石灰和焦炭的反應速度和熱量釋放相匹配，同時也要考慮電爐的負荷和電壓等因素。一般來說，配料的原則是石灰的含量越高，電爐的負荷越低，電壓越高，電石的成品率越高，但電石的質量越差；反之，石灰的含量越低，電爐的負荷越高，電壓越低，電石的成品率越低，但電石的質量越好。因此，配料要根據電爐的性能和電石的質量要求進行調整，一般采用石灰和焦炭的重量比為1.2:1左右。
冶煉：冶煉是指將配好的混合料通過電爐上端的入口或管道加入電爐內，在開放或密閉的電爐中加熱至2000℃左右。
冶煉過程中，電爐的溫度、電流、電壓、電極位置、反應時間等參數都會影響電石的產量和質量，因此需要實時監(jiān)測和調節(jié)。隨著科技的進步，電爐的自動化控制水平和智能化程度不斷提高，可以實現多變量預測、智能化調控、遠程控制等功能，從而提高電石的生產效率和安全性。
出爐：出爐是指將冶煉好的電石從電爐中取出，這是一個高溫、高風險、高強度的作業(yè)，也是電石生產過程中的關鍵環(huán)節(jié)。傳統的出爐方式是人工出爐，即由工人在爐前操作，使用鐵釬、鐵鍬等工具將電爐內的電石鍋打開，將電石液倒入預備好的水槽中，然后用水冷卻固化。這種方式不僅勞動強度大，而且安全風險高，容易造成工人的燙傷、中毒、窒息等事故，同時也造成了電石的損耗和污染。為了改變這種落后的生產模式，電石行業(yè)開始引進和研發(fā)出爐機器人，實現出爐作業(yè)的機械化、自動化、智能化。出爐機器人是一種專用的重載機器人，可以在高溫環(huán)境下自動完成搭電、燒穿、開眼、帶釬、堵眼、清爐舌等一系列出爐操作，同時也可以實現遠程控制和圖像監(jiān)測，大大降低了工人的勞動強度和安全風險，提高了出爐的效率和質量。
冷卻：冷卻是指將出爐后的電石液用水冷卻固化，使其成為固體的電石塊。冷卻的目的是使電石的結晶完全，提高電石的質量和穩(wěn)定性，同時也回收乙炔和水。冷卻的方式有兩種，一種是水槽冷卻，即將電石液倒入水槽中，利用水的熱交換和化學反應使電石固化，同時產生乙炔氣體；另一種是水霧冷卻，即將電爐內的電石鍋直接送入水霧室中，利用水霧的熱交換和化學反應使電石固化，同時產生乙炔氣體。水霧冷卻的優(yōu)點是可以減少水的消耗，降低電石的水分含量，提高電石的質量和成品率，同時也減少了乙炔的損失和污水的排放。
破碎：破碎是指將冷卻后的電石塊進行破碎，使其達到一定的粒度要求。破碎的目的是為了方便電石的篩分、包裝、運輸和使用，同時也可以提高電石的質量和利用率。破碎的設備有錘式破碎機、顎式破碎機、圓錐破碎機等，一般采用兩級或三級破碎，使電石的粒度控制在50-80mm之間。
篩分：篩分是指將破碎后的電石進行篩分，按照不同的粒度分級，以滿足不同的質量標準和用途。篩分的目的是為了提高電石的質量和價值，同時也可以回收電石的粉塵和碎屑，減少電石的損耗和污染。篩分的設備有振動篩、旋轉篩、風力篩等，一般采用多級篩分，使電石的粒度分為大、中、小、粉四種，分別用于不同的用途。
包裝：包裝是指將篩分后的電石按照一定的規(guī)格和數量進行包裝，以便于運輸和使用。包裝的目的是為了保護電石的質量和安全，防止電石與空氣、水等接觸，避免電石的分解和爆炸。包裝的方式有兩種，一種是充氮氣的密封包裝，另一種是留有通氣口的中開口鐵桶包裝。充氮氣的密封包裝的優(yōu)點是可以有效地隔絕空氣和水，延長電石的保質期，提高電石的質量和安全性；中開口鐵桶包裝的優(yōu)點是可以方便地開啟和關閉，適合于多次使用和補充。
運輸：運輸是指將包裝好的電石從生產地運送到使用地，或者從使用地運送到再生地。運輸的目的是為了滿足電石的市場需求和資源循環(huán)，同時也要保證電石的安全和質量。運輸的方式有多種，如公路、鐵路、水路、航空等，根據電石的數量、距離、成本、時間等因素選擇合適的運輸方式。運輸過程中，應遵守相關的法律法規(guī)和安全規(guī)范，如正確地標注電石的危險品標志和包裝儲運圖示標志，如選擇合理的運輸路線和時間，如采取必要的防火、防爆、防潮等措施，如及時處理運輸途中可能發(fā)生的事故等。
儲存：儲存是指將運輸到的電石在使用地或再生地進行臨時或長期的儲存，以備后用。儲存的目的是為了保證電石的供應和使用，同時也要保證電石的安全和質量。儲存的設施和方式與生產地的存儲設施和方式類似，應選擇干燥、通風、防火的專用倉庫，應采用密封或中開口的包裝方式，應與酸性物品、可燃物品等隔離存放，應定期檢查電石的狀態(tài)和質量，如發(fā)現電石有受潮、變質、分解等現象，應及時處理或報廢。
再生：再生是指將使用后的電石進行再生處理，使其恢復原有的性能和質量，以便于再次使用。再生的目的是為了節(jié)約電石的資源和成本，同時也為了減少電石的廢棄和污染。再生的方法有兩種，一種是物理法，即將使用后的電石進行破碎、篩分、干燥等處理，去除雜質和水分，提高電石的活性和純度；另一種是化學法，即將使用后的電石進行水解、堿化、碳化等反應，重新生成電石和乙炔 。
總結：電石的生產工藝流程包括原料加工、配料、冶煉、出爐、冷卻、破碎、篩分、包裝等步驟，電石的儲運過程包括運輸、儲存、再生等步驟。電石的生產和儲運都要注意其安全和質量，遵守相關的法律法規(guī)和安全規(guī)范，采用先進的設備和技術，實現電石的高效、安全、環(huán)保的生產和儲運。
原料加工：電石的原料主要是石灰石和焦炭，其中石灰石的質量直接影響電石的成品率和質量。為了提高石灰石的活性，需要對其進行燒結處理，將其轉化為石灰。燒結過程中，石灰石中的雜質如硅、鋁、鎂等會形成熔渣，從而降低電石的雜質含量。焦炭的作用是提供碳源和熱量，同時也是電爐的導電材料。焦炭的質量要求是含碳量高、灰分低、揮發(fā)分低、硫分低、電阻率低、強度高、粒度適中。焦炭在使用前需要進行破碎、篩分、干燥等處理，以保證其均勻性和干燥度。
配料：配料是指將石灰和焦炭按一定的比例混合，以達到最佳的冶煉效果。配料的目的是使石灰和焦炭的反應速度和熱量釋放相匹配，同時也要考慮電爐的負荷和電壓等因素。一般來說，配料的原則是石灰的含量越高，電爐的負荷越低，電壓越高，電石的成品率越高，但電石的質量越差；反之，石灰的含量越低，電爐的負荷越高，電壓越低，電石的成品率越低，但電石的質量越好。因此，配料要根據電爐的性能和電石的質量要求進行調整，一般采用石灰和焦炭的重量比為1.2:1左右。
冶煉：冶煉是指將配好的混合料通過電爐上端的入口或管道加入電爐內，在開放或密閉的電爐中加熱至2000℃左右。
冶煉過程中，電爐的溫度、電流、電壓、電極位置、反應時間等參數都會影響電石的產量和質量，因此需要實時監(jiān)測和調節(jié)。隨著科技的進步，電爐的自動化控制水平和智能化程度不斷提高，可以實現多變量預測、智能化調控、遠程控制等功能，從而提高電石的生產效率和安全性。
出爐：出爐是指將冶煉好的電石從電爐中取出，這是一個高溫、高風險、高強度的作業(yè)，也是電石生產過程中的關鍵環(huán)節(jié)。傳統的出爐方式是人工出爐，即由工人在爐前操作，使用鐵釬、鐵鍬等工具將電爐內的電石鍋打開，將電石液倒入預備好的水槽中，然后用水冷卻固化。這種方式不僅勞動強度大，而且安全風險高，容易造成工人的燙傷、中毒、窒息等事故，同時也造成了電石的損耗和污染。為了改變這種落后的生產模式，電石行業(yè)開始引進和研發(fā)出爐機器人，實現出爐作業(yè)的機械化、自動化、智能化。出爐機器人是一種專用的重載機器人，可以在高溫環(huán)境下自動完成搭電、燒穿、開眼、帶釬、堵眼、清爐舌等一系列出爐操作，同時也可以實現遠程控制和圖像監(jiān)測，大大降低了工人的勞動強度和安全風險，提高了出爐的效率和質量。
冷卻：冷卻是指將出爐后的電石液用水冷卻固化，使其成為固體的電石塊。冷卻的目的是使電石的結晶完全，提高電石的質量和穩(wěn)定性，同時也回收乙炔和水。冷卻的方式有兩種，一種是水槽冷卻，即將電石液倒入水槽中，利用水的熱交換和化學反應使電石固化，同時產生乙炔氣體；另一種是水霧冷卻，即將電爐內的電石鍋直接送入水霧室中，利用水霧的熱交換和化學反應使電石固化，同時產生乙炔氣體。水霧冷卻的優(yōu)點是可以減少水的消耗，降低電石的水分含量，提高電石的質量和成品率，同時也減少了乙炔的損失和污水的排放。
破碎：破碎是指將冷卻后的電石塊進行破碎，使其達到一定的粒度要求。破碎的目的是為了方便電石的篩分、包裝、運輸和使用，同時也可以提高電石的質量和利用率。破碎的設備有錘式破碎機、顎式破碎機、圓錐破碎機等，一般采用兩級或三級破碎，使電石的粒度控制在50-80mm之間。
篩分：篩分是指將破碎后的電石進行篩分，按照不同的粒度分級，以滿足不同的質量標準和用途。篩分的目的是為了提高電石的質量和價值，同時也可以回收電石的粉塵和碎屑，減少電石的損耗和污染。篩分的設備有振動篩、旋轉篩、風力篩等，一般采用多級篩分，使電石的粒度分為大、中、小、粉四種，分別用于不同的用途。
包裝：包裝是指將篩分后的電石按照一定的規(guī)格和數量進行包裝，以便于運輸和使用。包裝的目的是為了保護電石的質量和安全，防止電石與空氣、水等接觸，避免電石的分解和爆炸。包裝的方式有兩種，一種是充氮氣的密封包裝，另一種是留有通氣口的中開口鐵桶包裝。充氮氣的密封包裝的優(yōu)點是可以有效地隔絕空氣和水，延長電石的保質期，提高電石的質量和安全性；中開口鐵桶包裝的優(yōu)點是可以方便地開啟和關閉，適合于多次使用和補充。
運輸：運輸是指將包裝好的電石從生產地運送到使用地，或者從使用地運送到再生地。運輸的目的是為了滿足電石的市場需求和資源循環(huán)，同時也要保證電石的安全和質量。運輸的方式有多種，如公路、鐵路、水路、航空等，根據電石的數量、距離、成本、時間等因素選擇合適的運輸方式。運輸過程中，應遵守相關的法律法規(guī)和安全規(guī)范，如正確地標注電石的危險品標志和包裝儲運圖示標志，如選擇合理的運輸路線和時間，如采取必要的防火、防爆、防潮等措施，如及時處理運輸途中可能發(fā)生的事故等。
儲存：儲存是指將運輸到的電石在使用地或再生地進行臨時或長期的儲存，以備后用。儲存的目的是為了保證電石的供應和使用，同時也要保證電石的安全和質量。儲存的設施和方式與生產地的存儲設施和方式類似，應選擇干燥、通風、防火的專用倉庫，應采用密封或中開口的包裝方式，應與酸性物品、可燃物品等隔離存放，應定期檢查電石的狀態(tài)和質量，如發(fā)現電石有受潮、變質、分解等現象，應及時處理或報廢。
再生：再生是指將使用后的電石進行再生處理，使其恢復原有的性能和質量，以便于再次使用。再生的目的是為了節(jié)約電石的資源和成本，同時也為了減少電石的廢棄和污染。再生的方法有兩種，一種是物理法，即將使用后的電石進行破碎、篩分、干燥等處理，去除雜質和水分，提高電石的活性和純度；另一種是化學法，即將使用后的電石進行水解、堿化、碳化等反應，重新生成電石和乙炔 。
總結：電石的生產工藝流程包括原料加工、配料、冶煉、出爐、冷卻、破碎、篩分、包裝等步驟，電石的儲運過程包括運輸、儲存、再生等步驟。電石的生產和儲運都要注意其安全和質量，遵守相關的法律法規(guī)和安全規(guī)范，采用先進的設備和技術，實現電石的高效、安全、環(huán)保的生產和儲運。
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