电石工艺技术规程.doc

电石工艺技术规程1 产品说明1.1 产品名称工业名称：电石（英文：Calcium carbide）化学名称：碳化钙分子式：CaC2 Ca结构式： C C 分子量：64.10（按1995年国际原子量）1.2 产品性质1.2.1 外观电石断面呈灰色、棕色或黑色，纯度高时呈紫色带有蓝星光泽的结晶状态，化学纯的碳化钙几乎是无色透明的结晶体，极纯的碳化钙是天蓝色大晶体。电石置于空气中，因吸收空气中的水分而变成灰白色并逐步粉化。1.2.2 比重纯电石的比重为2.22（18）电石的比重随CaC2含量降低而增大。表1CaC290807060504030比重2.242.322.402.502.582.662.741.2.3 成份工业电石主要成份是碳化钙，一般含量在7085，其余的为游离的氧化钙，碳及硅、镁、铝的化合物，还有少量的硫化物，磷化物，氰胺化钙（密闭炉生产的电石）。电石样各成份的比例：CaC2CaOSiO2R2O3MgOCSP85.2710.602.322.550.1510.10.04（）注：R代表Fe或Al1.2.4 溶解度在已知的有机溶剂中均不溶解。1.2.5 熔点电石的熔点随其碳化钙的含量不同而不同。电石含CaC2100%熔点为2300、含CaC280%左右的工业电石其熔点常为2000，含CaC269的电石熔点最低，为1750。随后CaC2的含量减少，熔点反而升高，至含CaC252.5时，熔点为1980。CaC2含量继续减少，熔点又降低，至1800，此温度相当于含CaC235.6，熔点又继续上升，当CaC20时，其熔点为2570，即纯石灰的熔点。因电石中除含游离的CaO外，还含有其他杂质，实际熔点会有所变化，图1为CaC2和CaO的相平衡图，仅作为生产实际中估计熔池温度的参考。（） 2600 2400230022002000180016002750100 80 69 60 40 20 0 （）CaC2 CaO 图1 CaC2 CaO 相平衡图1.2.6 导电性 电石的导电性随CaC2含量及温度变化而变化。电石含CaC2在65%70时的导电性能最低，CaC2含量继续增加或降低;导电性能增强;CaC2含量不同的电石的导电性均随温度的升高而增强。1.2.7 化学性质a、在常温下，电石遇水即发生激烈的化学反应生成乙炔气和氢氧化钙，并放出大量的热量。反应式：CaC22H2OC2H2Ca(OH)2127.0KJ/molb、在8501100温度下，电石与氮气作用生成氰胺化钙（俗名：石灰氮）。反应式：CaC2N2CaCN2C301.4KJ/mol1.3 产品用途电石主要用于发生乙炔气，生产石灰氮和钢铁脱硫剂等。由乙炔可以合成一系列有机化工产品，如乙醛、醋酸乙烯、聚乙烯醇、合成橡胶、溶剂等。石灰氮是优良的碱性肥料，也是生产氰化物、双氰胺、硫尿、多菌灵等产品的原料。乙炔氧焰用于截割、焊接金属。每生产一吨电石有副产品，含CO70%80的炉气400m3左右，炉气可作燃料或一炭化工原料，利用炉气可以合成光气及系列产品，也可以合成羰基系列产品，如丙烯酸、二甲基甲酰胺等。1.4 产品质量标准执行GB106651997碳化钙（电石）1.4.1 电石质量应符合表2要求1.4.2 电石粒度应符合表3要求1.4.3 电石发气量、硫化氢、磷化氢的测定，按GB106651997标准的规定进行。表2项 目指 标优等品一等品合格品发气量20101.3KPaL/kg粒度mm802003052852555080580305300285280255250550300280250乙炔中磷化氢;%(v/v)0.060.080.08乙炔中硫化氢，（v/v）0.10注：标准电石的发气量等于300L/kg。 表3粒度，mm限度内块量，2.5mm筛下物，802008555080855580855550855 注：本厂电石均为机械破碎，粒度多数为5mm80mm。1.4.4 电石的包装、标志、贮存和运输a、包装桶用11.2mm厚的铁皮制成，桶壁为波纹状，气密不漏，焊接牢固，每桶包装净重100kg1kg或200kg2kg。在批量商品中，重量的平均偏差应大于或等于零。b、包装电石前，要严格检查电石桶是否完好，保证桶内干燥和无电石粉及其他杂物。c、周转桶要逐个检查，首先检查外观、焊缝和咬合部位是否牢固，桶身应完整，有泄漏的部位要进行再处理，直到合格为止。d、包装桶上应有牢固的标志，其内容包括：生产厂厂名、厂址、产品名称。e、包装桶上应贴合格证，由红、绿、黄三种颜色分别表示：优等品、一等品、合格品。并标明净重以及按GB190第四类遇湿易燃物品的标志。f、每批出厂的电石应附有质量证明书，证明书内容包括：生产厂厂名、产品名称、等级、粒度、净度、批号、生产日期和GB10665-1997标准号。g、电石包装在干燥密闭的铁桶内。打开的或已破损的电石桶，不允许存放到仓库中。电石包装后，存放在专用的仓库或防雨棚内，仓库内保持干燥通风良好，不受水淹淋，仓库内禁止安装上下水管或采暖设备，禁止存积电石粉尘。h、电石在运输与装卸中应轻搬轻放，避开桶的两端，运输工具必须有防雨防水设备。1.5 包装质量标准 见1.4.41.6 半成品特征、指标、用途 无2 原材料质量标准及主要物化性质2.1 化工用石灰石氧化钙53.0%氧化镁1.5%（用江西界矿时2.0%）酸不溶物1.0%粒度60mm120mm主要物化性质参见4.2.5石灰生产原理2.2 生石灰氧化钙90% （标准生石灰CaO%=92%） 氧化镁2.0%生过烧率15%粒度5mm40mm主要物化性质参见6.2.5石灰生产原理2.3 冶金焦炭（25mm40mm） 冶金焦粒（8mm25m） 冶金焦末（8mm以下）固定碳（Cf）82.0% 81.0% 78.0%硫份（Sf）1.0% 1.0 1.0注：将实物焦折算为Cf84%的标准计算电石的全焦耗，焦炭应用基水份超过5%部分应扣除其重量。本企业标准焦重量实物焦重量（1w%）C%84%95%W%：实物焦含水率C%：实物焦含固定碳百分率焦炭是具有一定气孔和强度的黑色物质。入炉精焦的堆积重度在0.61g/cm3至0.63g/cm3, 电阻率6cm至9cm。焦炭无明显的熔点，3000开始汽化。2.4 电极糊 灰份6.0% 挥发份11.5%15.5% 电阻率75 u.m 体积密度1.38g/cm3 抗压强度17.0MPa2.5 辅助材料 表4序号名 称材质规 格12345碳精棒薄钢板圆钢液压油变压器油人造石墨A3A380500，200500911mm2/m=2,32051000130028591000130024，148号油KOH含量不大于0.07mg/g国产25号变压器油击穿电压35kv，KOH含量不大于0.03mg/g3 主要原材料、燃料及动力消耗定额3.1 设计消耗定额3.1.1 1800KVA密闭电石炉消耗定额 表5序号名称单位单耗时耗日耗年耗1生石灰t0.933.6888.5269002焦炭t0.582.2955.1166003电极糊kg259923707200004电炉电KWh3200118508.481075动力电KWh42166.639901.21066工业水t1014009600289000 注：生产运转330天/年，作业率0.93计，年产电石28600t（300L/kg）。摘自湖南省维尼纶厂电石车间设计说明书 湖南省轻工设计院 1971年2月3.1.2 10000KVA密闭电石炉消耗定额 表6序号名 称规 格单 位单位产品消耗指标需 量时日年1生石灰CaO53.6%t1.84.55109.13.6万2生石灰CaO92%t0.932.3656.41.86万3焦炭C84%t0.771.9446.71.54万4电极糊t0.030.0761.826005 电极壳钢板kg1.84.5510936006出炉圆钢kg2.56.33152500007碳精棒kg0.20.5112.140008电炉电kwh325082231969506500万9水t34.5187.15209269.02万10氮气m3501263030100万 注：年生产能力20000t电石，符合GB10665一级。摘自 湖南省维纶厂扩建5000t/a聚乙烯醇多品种生产线，电石车间初步设计说明书 湖南省轻工纺织设计室 1995年10月 4 生产原理及工艺过程 4.1 各岗位名称及生产主要内容正确使用、维护保养好本岗位的设备，按工艺条件进行操作，力求做到优质高产，低耗、安全、连续均衡生产，按规定要求搞好本岗位的巡回检查工作，设备及环境的卫生工作，是各岗位统一的生产内容。 4.1.1 焦干工段a、 行车岗位按规定要求卸焦和抓焦。b、皮带岗位 运送原焦至破碎设备，选出原焦中的杂物。 c、控制岗位 联动开停车，监视各仪表的运行，按工艺条件进行控制，记录工艺控制指标。d、巡检岗位按规定要求巡检各设备运行、润滑完好情况及皮带秤的运行情况，发现问题及时处理或报告。做好巡检记录。e、司炉岗位烧好沸腾炉，保证沸腾炉温度在规定范围内，按规定要求为沸腾炉提供燃料。4.1.2 石灰窑工段石灰系统a、矿石岗位对进厂石灰石超限粒度（目测），泥砂等表观质量把关，验收石灰石，过磅单签字认可。矿源变动及时登记报告。b、皮带岗位通过皮带机运输石灰石，经水洗筛分送往窑前贮仓，拣出大块石灰石。c、配料岗位石灰石过磅与燃料按规定比例加入吊石斗，将混合料提升加入石灰窑内。d、控制岗位看管使用有关仪表，调节风压，与加料、卸灰岗位配合稳定烧区，记录工艺控制指标，由其他岗位人员陪同上窑顶巡检，并做好记录。e、转灰岗位从窑底卸灰，拣出生烧石灰和过烧石灰，生石灰经破碎筛分装入石灰贮仓，生烧石灰回窑。负责除尘设备的使用、维护、保养。焦球系统a、石灰消化岗位将粉石灰或老石灰拖至消化房，加水消化成熟石灰并运往配料岗位。b、配料岗位焦粉与熟石灰粉按规定比例配料，混合破碎，运送至压球机。c、成球岗位将混合料压制成焦球并装入碳化罐，通以石灰窑窑气，使生焦球碳化变成熟焦球，卸罐，将焦球运往电炉配料岗位或石灰窑使用。4.1.3 电石炉工段a、配料岗位生石灰、精焦或焦球按规定比例配制入炉炉料，运至电石炉环形贮斗。负责配料除尘设备的使用、维护、保养。b、炉面岗位控制、调整处理炉况，使电石质量、炉内压力，炉气出口温度等指标在控制范围内。管理炉面冷却水系统。做好生产工艺情况记录。c、配电岗位操作油压，控制电极，调整负荷，稳定炉况。看管控制室内电气仪表，记录工艺控制指标。d、炉前岗位开、封、维护炉眼，调运小车，将出炉热电石送至冷破房冷却。取样分析热电石发气量，管理炉前冷却水系统。e、电极糊岗位破碎、装运电极糊，将电极糊吊至电炉四楼备用。4.1.4 冷破工段a、行车岗位吊运冷、热电石。b、破碎岗位将大块电石破碎成规定粒度，送至电石贮仓，负责除尘设备的使用、维护、保养。c、包装岗位商品电石的包装计量，电石装桶，倒桶以及电石桶的管理工作。4.2 生产原理及主要化学反应4.2.1 电石生成反应原理工业电石是由生石灰和焦碳（或无烟煤、石油焦等碳素材料）在电炉内于高温条件下化合而成。总的反应式： CaO+3CCaC2+CO466KJ理论上生产一吨纯电石需热量7.28X106KJ，相当于2022KW.h/t电石，换算为300L/kg（CaC280.60%）的标准电石电耗为1630KW.h/t。实际生产中副反应耗能及各种热损，目前国内电石行业电石的电炉电耗先进水平在3100KW.h/t左右。电石是个高能耗产品，电石生成热与热损之比几乎是1：1。在电石炉内电石的实际生成过程是相当复杂的，在炉料的扩散层和反应层里，生石灰和固体炭素材料以及半成品熔融物之间进行着一系列的化学反应，电石生成机理至今还无成熟的理论。其中主要反应如CaO和C之间的相互扩散，Ca蒸汽和CO反应，以及Ca和C的反应等，可用如下反应式来描写。高温 CaOC CaO.C（相互扩散）CaCO， Ca2C CaC2再熔炼 mCaC2nCaO（m-1）CaC2（n-2）CaO+3Ca+2CO, 3Ca+6C 3CaC2在生成电石的同时，也进行着一系列的副反应：815 CaCO3 CaO+ CO2178.KJ/molCO2C2CO163.9KJ/molH2OCCOH2165.5KJ/molCa(OH)2 CaO+H2O-108.7KJ/molCa2SiO42CaOSiO2121.2KJ/mol1500 SiO22CSi2CO573KJ/ mol730 Fe2O33C2Fe3CO451KJ/ mol2160 Al 2O33C2Al3CO1216KJ/ molMgOCMgCO485KJ/ mol2300 CaC2Ca2C-60.6KJ/mol这些副反应主要来源于原材料中的杂质参加反应。副反应不但消耗电能和碳材，而且影响炉况。MgO在熔融区迅速还原成金属镁，使熔融区成为一个强烈的高温还原区，镁蒸汽从这个炽热区域大量逸出，其中一部分镁与CO立即反应生成MgO。 MgCO MgOC490KJ/mol此时，由于反应生成的高温，使局部坩埚结构（物料保护层）被破坏。矽铁侵蚀炉衬。另一部分镁蒸汽上升到炉料表面与CO或O2反应： MgO2 MgO613KJ/mol 反应放出大量的热量使部分物料呈熔融状态和其他物料粘结成大块，或粘结在电极周围阻碍炉气的排出，不但影响电石的产质量而且造成喷料，塌料不安全现象。SiO2在电石炉内被碳还原成硅，一部分生成SiC沉积于炉底，造成炉底上涨；一部分生成硅铁随电石排出，熔融态硅铁的热容量大，会造成炉壁铁壳和出炉设备的熔损，会造成封炉困难，跑眼现象。Al2O3在电石炉内不能被C全部还愿成Al，一部分混在电石中。使电石的流动性降低，出炉困难；大部分成为粘度很大的炉渣沉积于炉底，使炉底升高。P在炉内生成磷化物混在电石中，在电石与水作用时生成 PH3混在乙炔气中，因PH3的燃点低，容易引起乙炔气燃烧爆炸。S生成硫化物混入电石中，在电石与水反应发生乙炔气时产生H2S，H2S影响有机合成生产。C2H2O2焰燃烧时H2S变成SO2影响焊接质量。炉料的物理性能对电石也有影响，生烧石灰（即夹在大块石灰中未烧透的石灰石）。进入电炉分解要消耗电能 ，石灰中生烧率每增高1，电石的工艺电耗约增加8.5KWh/t。过烧石灰坚硬致密，活性差，影响电石的生成速度，增加电耗。碳材中的水分引起石灰粉化，造成棚料、塌料、喷料现象，同时要多耗电能。原材料的粒度对炉况影响也很大。粒度小，不但增大接触面积加快反应速度，而且增大了炉料电阻，减少支路电流，利于提高炉温生产高质量电石，反之，粒度越大，电阻越小，支路电流增加，影响炉温，不利于电石生产;但粒度太小，炉粒透气性差，对电石生产也不利，容易引起喷料、塌料、破坏料层结构，不利于安全生产;炉气不能顺利排出也影响电石的生成速度。生成CaC2的反应是可逆的，反应平衡的特征是在每一温度下有一对应的CO压力，降低CO压力，在熔融体中与该温度下平衡相适应的CaC2含量就高，而当CO压力一定时，CaC2的含量随温度的升高而增加。温度在17502200之间，化学平衡向生成CaC2方向移动，温度超过2200，CaC2开始蒸发或分解。因此，迅速排除CO气体，设法减小支路电流，正确操作稳定电极，适当提高炉料配比，提高炉温，有利于电石产量和质量的提高。电炉的几何尺寸，电气参数，特别是“二次电流电压比”这个参数对电极稳定在料层合适的深度有着重要的影响。当设计常用电流电压比参数偏低时，可采取增大炉料电阻的措施来减小支路电流稳定电极，适当提高炉料配比，提高负荷和功率因数。如在炉料中掺合石油焦，优质白煤、焦球等电阻大的炭材均能起到这一作用。将焦球加入中心料管，电极之间炉料低配比，而总炉料的平均配比保持生产高质量电石的配比，这一配料工艺更加强了这一作用。电石的工艺与电气设备的关系非常密切，相互之间的影响也很复杂。4.2.2 电石炉重要参数的选择a、电石炉变压器的容量 Ps（1）式中：Ps变压器容量，KVA ; A 电石炉年生产能力，t/年; Q 单位标准电石所需电能KWh/t; a1 定期检修时间系数0.985; a2中修时间系数为为O.98; a3大修时间系数O.94; a4设备容量利用系数0.95; COS功率因数，随变压器的容量变化。b、 电石炉变压器的二次电压 u2=Ke.Ps（2）式中：U2电石炉变压器的二次电压V; Ps变压器的额定容量KVA; Ke变压器的电压系数。 根据我国电石生产的实际，Ke选值在5.56.7范围内为宜。 表7 变压器容量与电压系数关系表 变压器容量（KVA）电压系数变压器容量（KVA）电压系数180050001000012000165005.805.906.106.136.2018000200002500035000400006.206.266.406.606.70c、 电石炉变压器的二次电流 根据电石炉变压器的最大视在功率和常用二次电压，由下面公式计算线电流的额定值： I2（安）（3）d、 电极直径 De=1.128(（4）式中：De电极直径cm;I2变压器的二次额定电流（A）;I电极电流密度A/cm2;I选择可参考表 8 。表8 Ps与I的关系表 Ps（KVA）I（A/cm2）Ps（KVA）I （A/cm2）3000040000 2500016500200001200014000 7.0 7.2 7.6 7.88000100005000300018008.08.358.408.50对密封电炉，I应高0.5A/cm2。e、 电石炉电极同心圆直径DcKc.De（5）式中：Dc电极同心圆直径cm; De电极直径; Kc电极同心圆系数。根据生产实践，Kc取2.7比较合适。f、电石炉炉膛内径 Di=ki.Dc（6）式中：Di炉膛内径，cm ; Ki炉膛内径系数2.25; Dc电极同心圆直径，cm。g、电石炉炉膛深度 HKh.De（7）式中：H炉膛深度，cm; Kh炉膛深度系数，取2.3; De电极直径，cm。4.2.3 炉料配比的计算 电石生成反应： CaO + 3C CaC2 + CO 56 312 64分子量按上式计算，理论上生产一吨纯电石（CaC2100%）需消耗CaO(100%)875kg，C（100%）563kg，纯炉料的理论配比为64.3%(563:875=64.3%)。 实际生产中，必须考虑原材料的杂质量和生产过程的损失量。分析配比按如下公式计算： X= 100 （8）式中：X干基分析配比，焦碳重量与石灰重量的比例; C、CaO、CaC2分别表示其分子量，Kg; A生石灰中所含CaO的百分比; B电石所含CaC2的百分比; G炭材中所含固定碳的百分比； D电石中游离CaO的重量，kg; E投炉生石灰的损失量，kg ; F投炉焦炭的损失量，kg。 我厂以生产315L/kg发气量的电石（CaC284.6%），F=3.7,D+E=15.5计算炉料的分析配比。应用基分析配比为：Xy=（9）式中：W为入炉焦所含水分的百分比。注：当混合料配焦球时，以100公斤焦球代替40公斤焦碳计。炉料标准量的实际配比调整炉况加了副石灰，焦球本身也含有CaO，为可比性引入炉料标准量的实际配比。将投料的混合料，焦球、副石灰都折算为含84%的标准焦与含CaO92%的标准灰的干基重量比。在实际生产中，标准量的炉料配比控制在5962，这个比值随物料的损失量、计量误差和分析误差的变化而变化。4.2.4 电石炉构造简述a、炉体在钢筋混凝土上平行排列十八根工字钢，工字钢上有九块16mm厚的钢板围焊成炉体外壳，炉壳外径上8848mm，下7194mm，高4305mm，炉衬，1982年采用自焙炭砖无缝技术（第二代炉役）用至1990年作技术鉴定解剖。然后砌筑第三代炉役炉底钢板上铺二层9.6mm的石棉板，侧壁钢板上贴一层石棉板。底部石棉上侧砌一层LG1.0，T3轻质砖，轻质砖上平砌五层Z65，T-3小块标准高铝砖。靠电石炉侧壁石棉板一环平砌五层LG-1.0，G-3轻质高铝砖再平砌G2G3高铝砖至炉体上口。炉底小块高铝砖平面上砌筑一层TKQ1型轻质炭砖，再上面砌筑三层自焙炭砖。靠侧壁高铝砖一环壁（炉裙）砌筑12#、13#自焙炭砖，高度为三块自焙炭砖计711。（比第二代炉役裙碳砖高度1044mm低333mm），炉裙自焙炭砖上砌筑G1、G2高铝砖至炉口。炉底碳砖上铺垫厚100250mm低温炭捣糊MBFD-S。1#、2#炉门用碳化硅刚玉砖砌筑，3#炉门用锆莫来石砖砌筑，相互对比。砌筑好后的炉膛深2400mm，上6775mm，下6180mm。91年底大修，炉裙碳砖恢复到1044mm高，炉裙的轻质砖取消，砌筑G1、G2高铝砖至炉体上口。95年大修炉壳修补，炉衬更新，部份炉衬采用半石墨碳化硅新材，炉壳侧壁内粘贴硅酸铝纤维毡。b、炉盖用通水大梁和三角梁作骨架，以水箱为主体，构成上小下大的圆台型，高140cm。炉盖为通水冷却的不锈钢板或锅炉钢板六块。炉盖侧面六块活动水箱板每两块分别与一相电极对应，其余为固定水箱。固定水箱上设操作孔三个，防爆孔八个，CO抽出气一个，氮气置换孔三个。c、电极装置电极直径1020mm，三相电极按等边三角形排列，每相电极对应一个出炉口，电极同心圆直径2750mm。电极升降，抱紧，压放均由油压装置承担。电极外套L9704mm，1150mm，8mm，下端两米为不锈钢，其余为A3钢。电极壳用2mm厚的钢板卷筒搭接焊制作，内有三道加强箍和八块加强筋，筋片伸出筒体0.2m，筒高1m至1.3m，电极延长平口接焊。d、铜锷板 每根电极八块，外形尺寸900410，70，96#黄铜铸成，内通水冷却。e、锥形环外径上1580，下1280，锥度9，不锈钢板材质，通水冷却。f、保护水套外1755，内1635，H1600，以8mm不锈钢板焊制而成，通水冷却。g、圆斗加料机，环形贮斗圆斗加料机环形直径7000，料斗40个，传动装置无级变速器，电机功率4.5KW。环型贮斗直径7000mm，贮斗17个（其中三个副石灰斗），有效容积55m3，料管17根，管径2737。h、电石炉变压器，短网（91年底高压侧COS补偿投运）变压器型HSSPZ18000/35，三相27级，有载调压。额定频率50HZ，冷却方式OFWF，额定容量18000KVA，额定电压35000/164（111.7190.9）V，连接组别111/111。器身重10950Kg，油箱及附件重6900Kg，油重13150Kg，总重41t。变压器试验值：空载损耗256000W,负载损耗186215W,空载电流0.541，阻抗电压5.94。变压器绝缘水平：CI200AC85/AC0.5。短网为7510铜管，每相往复各六根，共计三十六根。短网与电极移动环（96#铜）之间用软铜绳连接。一相电极20组软铜绳，每组六条，三相电极共360条，一条19根股，一股37根，每根直径1mm，60条的载面积为33176mm2。软铜绳（条）总长度650m，总重5t，材质T2。移动环与导电铜锷板之间用铜管连接。i、97年新建10000KVA密闭电石炉，电炉变压器低压侧设COS补偿装置，于97年4月份投运。4.2.5 石灰生产原理石灰主要成份是氧化钙，分子式CaO，分子量56.08，石灰外观呈白色，淡灰白色或淡米黄色。纯石灰（CaO100）是无色固体，熔点2570。5mm40mm粒度石灰的堆积比重一般为0.9，在常温下石灰是绝缘体，随温度升高电阻降低，在760时，电阻率为7.3108mm2/m，在1500时为960mm2/m，石灰的导热系数为437.5J/mhC。石灰石在窑内煅烧的化学反应式：815 CaCO3 CaOCO2178.0KJ石灰石的分解是吸热反应，分解一公斤CaCO3需要1780KJ/kg的标准煤煅烧石灰石，则理论上分解一公斤CaCO3需标准煤0.06公斤，为CaCO3重量的6。实际上由于各种热损，如窑气、窑避，出灰热损及燃料燃烧不完全等，使燃料量（C84）为石灰石重量的810。含C约50的焦球为石灰石重量的1317。要增加石灰产量，配比相应要增高。具体的配比由原料、燃料的性质，窑体结构及操作方法决定。理论上一公斤CaCO3，可生产0.56公斤CaO，所以理论投料比为11.78。石灰石的分解反应是可逆的，即在CaCO3分解成CaO和CO2的过程中，伴随有CaO和CO2作用生成CaCO3的逆反应，正逆反应的速度取决于反应条件。适当提高煅烧温度和及时排出CO2有利于石灰生产。石灰石一般在815开始分解（纯CaCO3分解温度为880），当煅烧温度达到900时，激烈分解。随着石灰层的加厚热量向石灰石内传递的速度减慢。为加快分解速度可以用提高窑温方法，但为了保护窑壁和防止石灰过烧及防止结瘤，窑温不能太高。通常窑内煅烧区的实际温度保持在10001100为宜，热电偶指示温度为700900。煅烧石灰石的热量是由燃料燃烧而得。理论上每燃烧一公斤碳（C100）需2.67公斤氧气，相当于11.6公斤空气，换算成体积相当于9m3空气（0，101325Pa）。如空气量不足会产生CO气体，窑气中CO每增加1，相当于浪费燃料的6。因此，在煅烧石灰石时，应鼓入足量的空气，一般为理论值的11.1倍。石灰石的块度大小影响石灰石的煅烧速度。要烧透200mm块度的石灰石，在1150时需要5小时，在1100，需7.5h，1000，需15h；100mm块度的石灰石在1100时仅需煅烧4小时。石灰石块度60120mm为宜。 表9 石灰石煅烧进度与温度的关系 温度（）90095010001050110011501200煅烧进度（mm/h）3.35.56.610142030 煅烧温度（cm）20石灰 15石 块 10 度5 1150 1100 1050 10009509008508000 5 10 15 20 （h） 烧透时间 图2 石灰石块度和煅烧时间的关系立式石灰窑大致可分为三个热区。窑上部为预热区，从煅烧区上升的热气体将混合料预热，焦球达700时开始燃烧，接近煅烧区的石灰表层在850开始部份分解。窑中部为煅烧区，从预热区下来的物料经窑气预热，其中的燃料在煅烧区得到充分的燃烧，形成一个10001200的高温区，石灰石在此充分分解。窑下部为冷却区，从上部煅烧区下来的热石灰与从窑底鼓入的冷空气进行热交换，使石灰得到冷却。石灰石分解和燃料的燃烧均产生CO2，窑气中的CO23840，CO约1，O2约1。窑气成份能敏感及时反映出窑内的燃烧情况，通过窑气成份分析来调整配比，风量是烧好石灰的重要操作。多击式溜管布料器与窑壁的间距适中（320mm360mm），布料一周九堆物料均匀。定时加料，卸料，加料均匀，卸灰均匀。燃料具有一定的粒度、强度。风压稳定，各烧区稳定，这些是烧出好石灰的操作管理。石灰窑的生产能力按如下公式计算： 24VG Q（10） 0.9T式中：Q窑的生产能力，t/日； V 窑体有效容积，m3； G窑料的容积重量，t/m3； 石灰的产率（5457）； T物料在窑内停留时间，h； 石灰石块径与其窑内烧透停留时间关系 表10石灰石块径（mm）在 窑 内 停 留 时 间 （小 时）预 热 区煅 烧 区冷 却 区整 个 窑501001502002503001.53.55.88.611.715.03.68.615.022.931.842.11.13.05.68.812.712.75.215.226.440.156.274.8 如3400石灰窑，有效高度18.0m，有效容积V163.5m3，窑料重度1.28t/m3。石灰石在窑内停留时间按24h计，生产能力为： 24163.51.280.56 Q130（t/日） 0.924 3400石灰窑窑体简介 窑体外壳为470024940钢筒，下筒体钢板厚10mm，中上筒体为8mm厚。 距筒体下端2250mm开始砌筑窑衬。窑衬总高度为19750mm。下部冷却区用G1粘土砖砌筑4158mm高。出灰口为2400，加铸铁倒锥块后，出灰口为1310，锥高1232mm。 粘土砖上部，靠钢壳砌一圈轻质粘土砖，然后砌两圈高铝砖。窑内径3400，有效使用高度18m。95年窑径缩至3200。97年新建2800石灰窑。4.2.6 焦球生产原理 生石灰加水消化成熟石灰，反应式： CaOH2OCa(OH)265.3KJ/moL焦粉、熟石灰粉和水按一定比例混合，破碎，压制成球，通以石灰窑窑气碳酸化，增加其强度。碳酸化反应式： Ca(OH)2CO2CaCO3H2O113.9KJ/moL碳酸化形成CaCO3网状骨架将焦粉团固，利用窑气本身的热量将水分带走，增加焦球强度。窑气进碳化罐分布，窑气温度，生球强度，碳酸化系统的密封性等因素影响到焦球生产能力。现有的近似椭圆型焦球（604035）含固定碳稳定，具有一定的强度，有利于石灰生产。将其平均块径降为25mm，含水率低于1，有利于电石生产。4.2.7 焦碳的破碎和干燥大块焦碳经破碎设备破碎成所需粒度，选择适宜的破碎设备和合理的“破碎比”，可以降低焦碳破碎化率。在回转窑内，湿焦粒与沸腾炉送来的热气体均匀接触，焦碳表面的水分随热气流带走。焦碳受热后，内部水分汽化，压力增大，向焦碳外扩散，随气流带走，达到干燥目的。4.2.8 电石的冷却破碎热电石在锅内固化后，吊出置于地上在空气中自然冷却至80。大块电石借助重力，人力或机械被破碎成所需粒度。在破碎过程中，选择合理的“破碎比”和破碎量与运输量在设备额定容量下的平衡，能使生产顺利进行，并能延长设备的使用寿命。小块电石使乙炔生产加料过程不卡料，电石发气速度快而完全，但电石粉料不利于乙炔的安全生产。全格的电石粒度是乙炔正常生产的重要条件。锅内热电石固化好后才吊运，冷却好的电石及时破碎入贮仓或包装封桶是减少浪费增加效益的环节。4.3 工艺流程简叙4.3.1 焦干工段工艺流程a、正常生产工艺流程：焦炭由原料库行车抓至（301 d、e）原焦贮斗，经（301a、301b）槽式给料机卸到（301）皮带机，经（301c）电磁铁除去铁质物后进入（320）反击式破碎机初破，然后溜入（321）斗式提升机提升至（322）双层振动筛进行筛分，粒度大于上层筛网规格的焦炭则溜入（324）双齿破再破碎，破碎后又溜入（321）斗提机提升至（322）再筛分。合格粒度的焦炭经（323）皮带机和（302）皮带机进入（309）回转窑烘干。烘干后的焦炭经（310）斗式提升机提升至（325）皮带机，经（326）溜筛溜至（314）皮带机，最后进入（315）精焦仓。燃料由斗车倒入（304）卷扬机，提升至（305）燃料粉仓，经（306）电磁振动给料机将燃料振入（308）沸腾炉。由（307）鼓风机向沸腾炉内鼓入空气，沸腾炉燃烧产生的热烟气进入回转窑与原焦发生热交换，在（316）引风机的作用下，回转窑内烟气经（317）布袋除尘器过滤后放空。b、备用线生产工艺流程焦炭由原料库行车抓至（301 d、e）原焦贮斗，经（301a、301b）槽式给料机卸到（301）皮带机，经（301c）电磁铁除去铁质物后经（302）皮带转向90进入（303）双齿辊破碎机一次破碎后进入（309）回转窑烘干，烘干后的粗焦经（312）双齿破再破碎后由（310）斗提机提升至（311）双层振动筛筛分，粒度大于上层筛网规格的粗焦经溜管进入（312）双齿破再次破碎，然后经（310）提升机再通过（311）筛分，合格粒度的精焦通过（313）皮带和（314）皮带进入（315）精焦仓。4.3.2 石灰窑工段工艺流程石灰石由（101）四个贮斗经（103）皮带转（104）皮带机，经（106）固定筛筛分水洗，合格的石灰石溜入（201）皮带，再入（202）3200窑前石灰石贮仓。（201）皮带机上石灰石经倒向板转（401）皮带机，再转（402）皮带机，然后进入（403）2800窑前石灰石贮仓。3200石灰窑系统（202）石灰石经（204）槽式给料机进入（206）配料磅计量后卸入（208）卷扬机吊石斗，焦球用小车运到配料处加入吊石斗。混合料由（208）卷扬机提升到（207）3200石灰窑，通过多击式溜管布料器均匀分布窑内。空气经（209）鼓风机送入（207）窑。窑气经窑顶窑气管导出去焦球工序。烧好的石灰由卸灰机卸入（210）中间仓，然后经电磁振动给料机卸入（211）链板机，捡出其中的生过烧，送至（212）双齿辊破碎机，破碎后的石灰由（213）斗提机提升经溜筛，小于5mm石灰进入（217）仓，粒度合格的石灰溜入（218）精石灰仓贮存供电炉配料用。2800石灰窑系统（403）内石灰石经（404）给料机进入（405）磅计量，卸入（407）卷扬机吊石斗：小车运100kg 焦球卸入吊石斗。混合料由（407）卷扬机提升倒入2800窑顶布料器，经多击溜管均匀布料窑内，空气经（408）鼓风机进入窑内，窑气从顶部导出去焦球工序。烧好的石灰卸入（409）中间仓，经电磁振动给料机卸入（411）链板机，检出生过烧，卸入（412）双齿破，破碎后的石灰由（413）斗提升经溜筛，小于5mm的石灰进入（415）粉石灰仓，粒度合格的石灰溜入（417）皮带机然后进入（218）精石灰仓贮存。焦球工序用翻斗车将石灰窑的粉石灰运至消化房，