2023年电石生产工艺流程
产业趋势 2023-11-08 07:30:23 中金普华产业研究院
电石，又称碳化钙，是一种重要的基础化工原料，主要用于制造乙炔、氯化钙、氰胺等产品。电石的生产工艺主要包括原料加工、配料、冶炼、出炉、冷却、破碎、筛分、包装等步骤。本文将介绍2023年电石生产工艺流程的特点和发展趋势。
原料加工：电石的原料主要是石灰石和焦炭，其中石灰石的质量直接影响电石的成品率和质量。为了提高石灰石的活性，需要对其进行烧结处理，将其转化为石灰。烧结过程中，石灰石中的杂质如硅、铝、镁等会形成熔渣，从而降低电石的杂质含量。焦炭的作用是提供碳源和热量，同时也是电炉的导电材料。焦炭的质量要求是含碳量高、灰分低、挥发分低、硫分低、电阻率低、强度高、粒度适中。焦炭在使用前需要进行破碎、筛分、干燥等处理，以保证其均匀性和干燥度。
配料：配料是指将石灰和焦炭按一定的比例混合，以达到最佳的冶炼效果。配料的目的是使石灰和焦炭的反应速度和热量释放相匹配，同时也要考虑电炉的负荷和电压等因素。一般来说，配料的原则是石灰的含量越高，电炉的负荷越低，电压越高，电石的成品率越高，但电石的质量越差；反之，石灰的含量越低，电炉的负荷越高，电压越低，电石的成品率越低，但电石的质量越好。因此，配料要根据电炉的性能和电石的质量要求进行调整，一般采用石灰和焦炭的重量比为1.2:1左右。
冶炼：冶炼是指将配好的混合料通过电炉上端的入口或管道加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右。
冶炼过程中，电炉的温度、电流、电压、电极位置、反应时间等参数都会影响电石的产量和质量，因此需要实时监测和调节。随着科技的进步，电炉的自动化控制水平和智能化程度不断提高，可以实现多变量预测、智能化调控、远程控制等功能，从而提高电石的生产效率和安全性。
出炉：出炉是指将冶炼好的电石从电炉中取出，这是一个高温、高风险、高强度的作业，也是电石生产过程中的关键环节。传统的出炉方式是人工出炉，即由工人在炉前操作，使用铁钎、铁锹等工具将电炉内的电石锅打开，将电石液倒入预备好的水槽中，然后用水冷却固化。这种方式不仅劳动强度大，而且安全风险高，容易造成工人的烫伤、中毒、窒息等事故，同时也造成了电石的损耗和污染。为了改变这种落后的生产模式，电石行业开始引进和研发出炉机器人，实现出炉作业的机械化、自动化、智能化。出炉机器人是一种专用的重载机器人，可以在高温环境下自动完成搭电、烧穿、开眼、带钎、堵眼、清炉舌等一系列出炉操作，同时也可以实现远程控制和图像监测，大大降低了工人的劳动强度和安全风险，提高了出炉的效率和质量。
冷却：冷却是指将出炉后的电石液用水冷却固化，使其成为固体的电石块。冷却的目的是使电石的结晶完全，提高电石的质量和稳定性，同时也回收乙炔和水。冷却的方式有两种，一种是水槽冷却，即将电石液倒入水槽中，利用水的热交换和化学反应使电石固化，同时产生乙炔气体；另一种是水雾冷却，即将电炉内的电石锅直接送入水雾室中，利用水雾的热交换和化学反应使电石固化，同时产生乙炔气体。水雾冷却的优点是可以减少水的消耗，降低电石的水分含量，提高电石的质量和成品率，同时也减少了乙炔的损失和污水的排放。
破碎：破碎是指将冷却后的电石块进行破碎，使其达到一定的粒度要求。破碎的目的是为了方便电石的筛分、包装、运输和使用，同时也可以提高电石的质量和利用率。破碎的设备有锤式破碎机、颚式破碎机、圆锥破碎机等，一般采用两级或三级破碎，使电石的粒度控制在50-80mm之间。
筛分：筛分是指将破碎后的电石进行筛分，按照不同的粒度分级，以满足不同的质量标准和用途。筛分的目的是为了提高电石的质量和价值，同时也可以回收电石的粉尘和碎屑，减少电石的损耗和污染。筛分的设备有振动筛、旋转筛、风力筛等，一般采用多级筛分，使电石的粒度分为大、中、小、粉四种，分别用于不同的用途。
包装：包装是指将筛分后的电石按照一定的规格和数量进行包装，以便于运输和使用。包装的目的是为了保护电石的质量和安全，防止电石与空气、水等接触，避免电石的分解和爆炸。包装的方式有两种，一种是充氮气的密封包装，另一种是留有通气口的中开口铁桶包装。充氮气的密封包装的优点是可以有效地隔绝空气和水，延长电石的保质期，提高电石的质量和安全性；中开口铁桶包装的优点是可以方便地开启和关闭，适合于多次使用和补充。
运输：运输是指将包装好的电石从生产地运送到使用地，或者从使用地运送到再生地。运输的目的是为了满足电石的市场需求和资源循环，同时也要保证电石的安全和质量。运输的方式有多种，如公路、铁路、水路、航空等，根据电石的数量、距离、成本、时间等因素选择合适的运输方式。运输过程中，应遵守相关的法律法规和安全规范，如正确地标注电石的危险品标志和包装储运图示标志，如选择合理的运输路线和时间，如采取必要的防火、防爆、防潮等措施，如及时处理运输途中可能发生的事故等。
储存：储存是指将运输到的电石在使用地或再生地进行临时或长期的储存，以备后用。储存的目的是为了保证电石的供应和使用，同时也要保证电石的安全和质量。储存的设施和方式与生产地的存储设施和方式类似，应选择干燥、通风、防火的专用仓库，应采用密封或中开口的包装方式，应与酸性物品、可燃物品等隔离存放，应定期检查电石的状态和质量，如发现电石有受潮、变质、分解等现象，应及时处理或报废。
再生：再生是指将使用后的电石进行再生处理，使其恢复原有的性能和质量，以便于再次使用。再生的目的是为了节约电石的资源和成本，同时也为了减少电石的废弃和污染。再生的方法有两种，一种是物理法，即将使用后的电石进行破碎、筛分、干燥等处理，去除杂质和水分，提高电石的活性和纯度；另一种是化学法，即将使用后的电石进行水解、碱化、碳化等反应，重新生成电石和乙炔 。
总结：电石的生产工艺流程包括原料加工、配料、冶炼、出炉、冷却、破碎、筛分、包装等步骤，电石的储运过程包括运输、储存、再生等步骤。电石的生产和储运都要注意其安全和质量，遵守相关的法律法规和安全规范，采用先进的设备和技术，实现电石的高效、安全、环保的生产和储运。
原料加工：电石的原料主要是石灰石和焦炭，其中石灰石的质量直接影响电石的成品率和质量。为了提高石灰石的活性，需要对其进行烧结处理，将其转化为石灰。烧结过程中，石灰石中的杂质如硅、铝、镁等会形成熔渣，从而降低电石的杂质含量。焦炭的作用是提供碳源和热量，同时也是电炉的导电材料。焦炭的质量要求是含碳量高、灰分低、挥发分低、硫分低、电阻率低、强度高、粒度适中。焦炭在使用前需要进行破碎、筛分、干燥等处理，以保证其均匀性和干燥度。
配料：配料是指将石灰和焦炭按一定的比例混合，以达到最佳的冶炼效果。配料的目的是使石灰和焦炭的反应速度和热量释放相匹配，同时也要考虑电炉的负荷和电压等因素。一般来说，配料的原则是石灰的含量越高，电炉的负荷越低，电压越高，电石的成品率越高，但电石的质量越差；反之，石灰的含量越低，电炉的负荷越高，电压越低，电石的成品率越低，但电石的质量越好。因此，配料要根据电炉的性能和电石的质量要求进行调整，一般采用石灰和焦炭的重量比为1.2:1左右。
冶炼：冶炼是指将配好的混合料通过电炉上端的入口或管道加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右。
冶炼过程中，电炉的温度、电流、电压、电极位置、反应时间等参数都会影响电石的产量和质量，因此需要实时监测和调节。随着科技的进步，电炉的自动化控制水平和智能化程度不断提高，可以实现多变量预测、智能化调控、远程控制等功能，从而提高电石的生产效率和安全性。
出炉：出炉是指将冶炼好的电石从电炉中取出，这是一个高温、高风险、高强度的作业，也是电石生产过程中的关键环节。传统的出炉方式是人工出炉，即由工人在炉前操作，使用铁钎、铁锹等工具将电炉内的电石锅打开，将电石液倒入预备好的水槽中，然后用水冷却固化。这种方式不仅劳动强度大，而且安全风险高，容易造成工人的烫伤、中毒、窒息等事故，同时也造成了电石的损耗和污染。为了改变这种落后的生产模式，电石行业开始引进和研发出炉机器人，实现出炉作业的机械化、自动化、智能化。出炉机器人是一种专用的重载机器人，可以在高温环境下自动完成搭电、烧穿、开眼、带钎、堵眼、清炉舌等一系列出炉操作，同时也可以实现远程控制和图像监测，大大降低了工人的劳动强度和安全风险，提高了出炉的效率和质量。
冷却：冷却是指将出炉后的电石液用水冷却固化，使其成为固体的电石块。冷却的目的是使电石的结晶完全，提高电石的质量和稳定性，同时也回收乙炔和水。冷却的方式有两种，一种是水槽冷却，即将电石液倒入水槽中，利用水的热交换和化学反应使电石固化，同时产生乙炔气体；另一种是水雾冷却，即将电炉内的电石锅直接送入水雾室中，利用水雾的热交换和化学反应使电石固化，同时产生乙炔气体。水雾冷却的优点是可以减少水的消耗，降低电石的水分含量，提高电石的质量和成品率，同时也减少了乙炔的损失和污水的排放。
破碎：破碎是指将冷却后的电石块进行破碎，使其达到一定的粒度要求。破碎的目的是为了方便电石的筛分、包装、运输和使用，同时也可以提高电石的质量和利用率。破碎的设备有锤式破碎机、颚式破碎机、圆锥破碎机等，一般采用两级或三级破碎，使电石的粒度控制在50-80mm之间。
筛分：筛分是指将破碎后的电石进行筛分，按照不同的粒度分级，以满足不同的质量标准和用途。筛分的目的是为了提高电石的质量和价值，同时也可以回收电石的粉尘和碎屑，减少电石的损耗和污染。筛分的设备有振动筛、旋转筛、风力筛等，一般采用多级筛分，使电石的粒度分为大、中、小、粉四种，分别用于不同的用途。
包装：包装是指将筛分后的电石按照一定的规格和数量进行包装，以便于运输和使用。包装的目的是为了保护电石的质量和安全，防止电石与空气、水等接触，避免电石的分解和爆炸。包装的方式有两种，一种是充氮气的密封包装，另一种是留有通气口的中开口铁桶包装。充氮气的密封包装的优点是可以有效地隔绝空气和水，延长电石的保质期，提高电石的质量和安全性；中开口铁桶包装的优点是可以方便地开启和关闭，适合于多次使用和补充。
运输：运输是指将包装好的电石从生产地运送到使用地，或者从使用地运送到再生地。运输的目的是为了满足电石的市场需求和资源循环，同时也要保证电石的安全和质量。运输的方式有多种，如公路、铁路、水路、航空等，根据电石的数量、距离、成本、时间等因素选择合适的运输方式。运输过程中，应遵守相关的法律法规和安全规范，如正确地标注电石的危险品标志和包装储运图示标志，如选择合理的运输路线和时间，如采取必要的防火、防爆、防潮等措施，如及时处理运输途中可能发生的事故等。
储存：储存是指将运输到的电石在使用地或再生地进行临时或长期的储存，以备后用。储存的目的是为了保证电石的供应和使用，同时也要保证电石的安全和质量。储存的设施和方式与生产地的存储设施和方式类似，应选择干燥、通风、防火的专用仓库，应采用密封或中开口的包装方式，应与酸性物品、可燃物品等隔离存放，应定期检查电石的状态和质量，如发现电石有受潮、变质、分解等现象，应及时处理或报废。
再生：再生是指将使用后的电石进行再生处理，使其恢复原有的性能和质量，以便于再次使用。再生的目的是为了节约电石的资源和成本，同时也为了减少电石的废弃和污染。再生的方法有两种，一种是物理法，即将使用后的电石进行破碎、筛分、干燥等处理，去除杂质和水分，提高电石的活性和纯度；另一种是化学法，即将使用后的电石进行水解、碱化、碳化等反应，重新生成电石和乙炔 。
总结：电石的生产工艺流程包括原料加工、配料、冶炼、出炉、冷却、破碎、筛分、包装等步骤，电石的储运过程包括运输、储存、再生等步骤。电石的生产和储运都要注意其安全和质量，遵守相关的法律法规和安全规范，采用先进的设备和技术，实现电石的高效、安全、环保的生产和储运。
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