電石爐和豎爐聯(lián)用的工藝和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，具體地，涉及電石爐和豎爐聯(lián)用的工藝和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電石是生產(chǎn)乙烯的主要原料，在工業(yè)中占據(jù)著十分重要的地位，電石生產(chǎn)是將一定比例的生石灰和蘭炭(焦炭)混合通過(guò)送料裝置和下料管將爐料送入電爐，電爐主要結(jié)構(gòu)包括爐體和電極，電石爐工作時(shí)依靠通電后產(chǎn)生電弧，依靠電弧形成的高溫加熱爐料，使?fàn)t料達(dá)到化學(xué)反應(yīng)所需熱量，其中，電弧所發(fā)出高溫能直接作用到的區(qū)域叫電弧作業(yè)區(qū)或熔池，該區(qū)域的位置在電極端頭的下面直到爐底，傳統(tǒng)的電石爐，其結(jié)構(gòu)形式為圓形三相電極結(jié)構(gòu)，三根電極呈正三角形布置在爐體內(nèi)部，外部爐體為圓形，該形式電石爐結(jié)構(gòu)缺點(diǎn):爐內(nèi)周邊有很多電弧不能作用或者作用效果非常差的地方，即非熔池區(qū)域，使得這些地方的溫度達(dá)不到反應(yīng)要求，該區(qū)域爐料就不能或很難發(fā)生反應(yīng)，由于熱量分布差別太大，導(dǎo)致電石爐生產(chǎn)率低、電耗高，蘭炭(焦炭)消耗量相對(duì)較大，成本高。
[0003]豎爐廣泛用于鐵礦球團(tuán)的氧化焙燒或直接還原鐵領(lǐng)域，鋼鐵冶金行業(yè)中用于鐵礦球團(tuán)的氧化焙燒或直接將球團(tuán)還原為鐵，是鋼鐵冶金中不可缺少的工藝設(shè)備，豎爐直接在冶煉過(guò)程中需要大量的熱量和消耗大量的還原氣體，增加生產(chǎn)成本。
[0004]因此，降低豎爐生產(chǎn)成本的工藝有待研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種電石爐和豎爐聯(lián)用的工藝，該工藝?yán)秒娛癄t為豎爐提供熱量和還原氣體，實(shí)現(xiàn)能源的合理利用。
[0006]因而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種電石爐和豎爐聯(lián)用的工藝。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該工藝?yán)秒娛癄t為豎爐提供還原氣體，其中，所述電石爐包括:爐體，所述爐體內(nèi)限定出電石生產(chǎn)空間；多個(gè)電極，所述多個(gè)電極與所述爐體相連并且伸入所述電石生產(chǎn)空間中；多個(gè)噴槍?zhuān)龆鄠€(gè)噴槍與所述爐體相連并且伸入所述電石生產(chǎn)空間中，其中，電石爐和豎爐聯(lián)用的方法包括:將爐料加入到所述電石生產(chǎn)空間中；利用所述多個(gè)電極對(duì)所述電石生產(chǎn)空間中的所述爐料進(jìn)行加熱；利用所述多個(gè)噴槍向所述電石生產(chǎn)空間中供給煤粉和氧氣，所述煤粉的一部分與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)向所述電石生產(chǎn)空間提供熱量，所述煤粉的剩余部分作為所述爐料中的還原劑，以便獲得電石和煙氣；將所述煙氣進(jìn)行凈化處理，以便得到潔凈的還原氣體；將所述潔凈的還原氣體進(jìn)行加熱處理，以便得到高溫還原氣體；以及將所述高溫還原氣體輸送至所述豎爐，所述豎爐利用所述高溫還原氣體進(jìn)行還原反應(yīng)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)在電石爐爐體的頂壁和側(cè)壁合理設(shè)置噴槍?zhuān)驙t內(nèi)噴吹氧氣和煤粉，氧氣和煤粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放熱量，熱量可以傳遞到爐內(nèi)周邊有很多電弧不能作用或者作用效果非常差的地方，電石爐內(nèi)熱量分布均勻；電石生產(chǎn)電耗低，此外，噴入的煤粉還可以與電石發(fā)生還原反應(yīng)，從而，電石生產(chǎn)成本低，煙氣生產(chǎn)量大。本發(fā)明電石爐與豎爐聯(lián)用的工藝中，將本發(fā)明的電石爐在制備電石的過(guò)程中產(chǎn)生的還原氣含量高的煙氣經(jīng)凈化和加熱后可以為豎爐提供熱量和還原劑，實(shí)現(xiàn)廢物利用，該煙氣經(jīng)凈化和加熱后可以為豎爐提供熱量和還原劑，節(jié)省了制備還原氣的系統(tǒng)投資，降低了豎爐產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的電石爐和豎爐聯(lián)用的工藝還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述煤粉與所述氧氣的比例為:1噸所述煤粉:(350-800)立方米所述氧氣。由此，煤粉與氧氣進(jìn)行欠氧式燃燒，生成一氧化碳，提供電石生產(chǎn)所述的還原氣氛。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述煤粉的粒徑不大于1mm。由此，煤粉與氧氣的接觸面積大，易于燃燒。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種電石爐和豎爐聯(lián)用的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括:電石爐，用于制備電石，并得到煙氣，其中，所述電石爐包括:爐體，所述爐體內(nèi)限定出電石生產(chǎn)空間；多個(gè)電極，所述多個(gè)電極從所述爐體嵌入到所述電石生產(chǎn)空間中；多個(gè)噴槍?zhuān)龆鄠€(gè)噴槍從所述爐體的頂壁和/或側(cè)壁嵌入到所述電石生產(chǎn)空間中，用于向所述電石生產(chǎn)空間中提供煤粉和氧氣，凈化裝置，所述凈化裝置與所述電石爐相連，用于對(duì)所述煙氣進(jìn)行凈化處理，以便得到潔凈的還原氣體；加熱爐，所述加熱爐與所述凈化裝置相連，用于對(duì)所述潔凈的還原氣體進(jìn)行加熱，以便得到高溫還原氣體；豎爐，所述豎爐與所述加熱爐相連，利用所述高溫還原氣體進(jìn)行還原反應(yīng)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)在電石爐爐體的頂壁和側(cè)壁的電極之間合理設(shè)置噴槍?zhuān)驙t內(nèi)噴吹氧氣和煤粉，氧氣和煤粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放熱量，熱量可以傳遞到爐內(nèi)周邊有很多電弧不能作用或者作用效果非常差的地方，電石爐內(nèi)熱量分布均勻；電石生產(chǎn)電耗低，此外，噴入的煤粉還可以與電石發(fā)生還原反應(yīng)，從而，電石生產(chǎn)成本低，并且生產(chǎn)得到還原氣含量高的煙氣，本發(fā)明電石爐與豎爐聯(lián)用的系統(tǒng)中，將本發(fā)明的電石爐在制備電石的過(guò)程中產(chǎn)生的還原氣含量高的煙氣經(jīng)凈化和加熱后可以為豎爐提供熱量和還原劑，實(shí)現(xiàn)廢物利用，節(jié)省了制備還原氣的系統(tǒng)投資，降低了豎爐產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0013]參考圖3，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該電石爐1000進(jìn)一步包括:噴槍調(diào)節(jié)裝置500，該噴槍調(diào)節(jié)裝置500與噴槍200相連，用于調(diào)節(jié)噴槍200插入到電石生產(chǎn)空間400中的位置。由此，可以根據(jù)需要調(diào)整噴槍的插入位置，從而，熱量可以傳遞到爐內(nèi)周邊有很多電弧不能作用或者作用效果非常差的地方，電石爐內(nèi)熱量分布均勻，對(duì)物料進(jìn)行更充分地加熱。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述多個(gè)噴槍中的每一個(gè)均包括:殼體，所述殼體內(nèi)限定出容納空間；煤粉噴管，所述煤粉噴管設(shè)置在所述容納空間中；多個(gè)氧氣噴管，所述多個(gè)氧氣噴管設(shè)置于所述容納空間中，且所述多個(gè)氧氣噴管沿所述煤粉噴管的周向分布；以及冷卻水管道，所述冷卻水管道設(shè)置在所述殼體的外壁上。由此，利用該噴槍?zhuān)梢愿咝У叵螂娛癄t內(nèi)提供氧氣和煤粉，并且噴槍外壁的冷卻水管道可以降低噴槍的溫度，防止在爐體內(nèi)因溫度過(guò)高導(dǎo)致的噴槍使用壽命縮短。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述噴槍從所述爐體的頂壁伸入到所述電石生產(chǎn)空間中，且所述噴槍與所述電石爐頂壁之間的夾角為15?90度。由此，便于將噴槍插入電石爐熔池上部的物料中。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述噴槍從所述爐體的側(cè)壁伸入到所述電石生產(chǎn)空間中，且所述噴槍與所述電石爐側(cè)壁之間的夾角為15?90度。由此，便于將噴槍插入電石爐熔池上部的物料中。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述噴槍的噴口與所述電石中心軸線的距離為所述噴槍的噴口所在處的電石爐的徑向長(zhǎng)度的2/3-5/6。由此，噴槍噴出的氧氣和煤粉燃燒釋放的熱量分別與爐內(nèi)周邊有很多電弧不能作用或者作用效果非常差的地方，保證爐內(nèi)熱量分布均勻。
[0018]本發(fā)明的電石爐和豎爐聯(lián)用的工藝和系統(tǒng)，至少可以具有下列優(yōu)點(diǎn)之一:
[0019](I)電石爐爐內(nèi)熱量分