兰炭在电石生产中的应用.doc

兰炭在电石生产中的应用碳素原料作为制造电石的基本原料之一，包括焦炭、无烟煤、石油焦等。兰炭是80年代初期作为新型碳素原料在电石生产中开始试验应用的。它主要分布在陕西府谷县、内蒙古包头、陕西省大同等地区，山西孝义等地也有小量分布。期生产方法十分简单，只要将媚眼对方在地上，用火点燃，低温闷烧，燃烧掉大部分挥发份，然后用水将其熄灭，就生成了兰炭。因其燃烧时表面呈蓝色光泽，当地人就称之为兰炭。我公司从1994年12月开始在两台开放式电石炉中使用陕西府谷兰炭生产电石直到2001年7月25000kva密闭电石炉建成投产，生产效果较为理想。但是由于密闭电石炉要求碳素原料中的水分含量不超过1%，而兰炭水分含量高达14%20%，燃点又低，不太适合密闭电石炉生产，再加上我公司电石分厂采用统一供料的形式，以及运费涨价等方面原因，我公司又改用焦炭生产电石。鉴于我公司使用兰炭生产电石的6年中，生产成绩较好，在此做一些简单介绍，以供参考。1.兰炭的特性分析1.1兰炭成分 兰炭成分 %灰化学成分H2OAVCSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOP14204837859048511624202438230.020.041.2兰炭的固定炭量兰炭具有固定碳含量较高，灰份低得特性，较符合电石的生产要求。根据19952000年进厂兰炭和日常入炉兰炭检验结果，发现兰炭平均固定碳在85%左右。实际上，只要把好兰炭进厂质量关，兰炭固定碳含量就可以稳定在86%90%，最高可以达到92%93%，可以和含固定碳成分较高的石油焦（石油焦固定碳含量在90%以上）相媲美。兰炭灰份含量只有4%8%，而焦炭灰份含量在10%15%。（1）犹豫碳素原料中的杂质主要是灰份，全部由氧化物组成，在炉内生成电石的同时，会分钟的氧化物也要被还原。在氧化物还原的过程中，既消耗电能，又浪费碳素材料。而且，还原后的杂质仍然混在电石中，降低了电石纯度，电石发气量也受到了影响。实践证明，炉料中每增加1%的灰份，就多消耗电能5660kwh。因而，碳素原料中的灰份含量越少越好。 （2）碳素原料中的灰份除了降低电能效率增加碳料消耗外，对电石生产危害也很大。比如二氧化硅、氧化铝在炉内的生成物则会沉积于炉底，使炉底升高，严重时炉眼位置上移，造成电石炉操作条件恶化。氧化铁在电石炉内与硅反应生成硅铁，会损坏炉壁铁壳，出炉时会烧坏流料嘴和冷却锅等设备。所以，相对而言兰炭低灰份的特性是有利于电石生产的。需要指出的是，兰炭成分主要由Fe2O3组成，在炉内参与反应时，与硅反应生成硅铁，会损坏炉壁铁壳，出炉时，会烧坏炉嘴和冷却锅等设备。因而对出炉系统应该加强管理，做好炉眼维护，尽量避免跑眼、淌地沟。1.3兰炭的挥发份 兰炭挥发份含量居中，电阻大，电极容易深入料层，对电炉操作有好处。兰炭挥发份3%7%,焦炭挥发份1.5%3%，石油焦挥发份10%15%，兰炭挥发份含量在焦炭和石油焦之间。焦炭中的挥发份含量较少，在电石生产中，因其电阻较少，易产生支路电流，导致电极容易上浮，不易产生高炉温，而且炉温很不稳定。而石油焦中挥发份含量则太高，电阻虽大，但炉料在热的料层中容易发粘，结成大块红料，对电石生产反而不利。相比之下，兰炭的挥发份含量居中，既能使电极深入料层，提高炉温，又不易结成大块红料。1.4 兰炭的活性兰炭的活性好，比电阻大，有利于提高炉温增加电石产量。兰炭比重小，表面积大，参与化学反应的速度快，化学反应性能好且比电阻大。兰炭高温比电阻比焦炭约高出一倍，常温比电阻比焦炭高出好几倍，对提高炉温有利。兰炭与焦炭比电阻对照表如下。常温比电阻/mmm-1高温比电阻/mmm-1兰炭123001945焦炭226010801.5 兰炭的价格兰炭价格便宜，约为80115元/吨，但是若选用兰炭生产电石，还需要考虑运费等对成本的影响。2应用情况2.1 调整工艺参数针对兰炭质地疏松，比重小，装卸和疏松过程易碎的特点，使用过程中要注意兰炭粒度的调整。我公司电石厂在采用兰炭生产电石的过程中，一是将兰炭进场粒度由原来的320mm增大为525mm；二是将入炉兰炭用振动筛筛去3mm一下的兰炭粉末，大于20mm的兰炭用增加皮带机机头固定筛筛留。这样，入炉兰炭粒度（320mm）合格率就稳定在95%以上。2.3 使用兰炭和焦炭生产效果比较表如下项目焦炭兰炭19931994199519961997199819992000限电及事故时间/h32461710.633536.7221471859.631819.42276.581481.25平均发气量/Lkg-1275277276283282293293295产量/t25112.073251430068.735894852047.257595.2电耗/kwht-1401137793521344335953497339034213经济效益比较1）1995年以前，两台电石炉使用焦炭生产电石，电石平均发气量一直在280L/kg以下，电石产量也只有27000t。左右，电炉电标准单耗量高达4000kw/h以上。改用兰炭生产电石后，各生产指标发生了明显变化。1995年是试用兰炭的第一年，电石产量虽然没有明显变化，但电耗已明显下降，下降幅度达200500kwh降至3400kwh左右，电石单耗较高的局面得以改变，位居同类型电炉的领先水平。（1998年以后电石产量、质量的进一步提高，与两台炉变压器改造和扩建有关）。2）经济效益计算。单计算电耗一项，每度电价按0.28元计，电炉电单耗下降幅度按360kwh计，电石产量按33828t计算，创经济效益：0.28X33828X362=340.98（万元）（使用兰炭前电耗按1993年电耗和1994年电耗加权平均计算，使用兰炭后电耗按1995年电耗至1997年电耗加权平均计算；电石产量按1995年至1997年平均产量计算）。3）采用兰炭生产电石，炉温高而稳定，料层结构正常，炉面透气性好，电极稳定，闭弧容易，坩埚和吃料口较大，电极焙烧与消耗趋于平衡，工人劳动强度减小，作业率有所提高。5 结论1）经过半年多的生产实践检验，这台蒸汽设备的改造投资少，见效快，达到了预期目标。缩短了抽真空的时间，开启稳定，工作正常，安全能满足工艺要求，保证了生产连续稳定。现在，喷射