【摘 要】
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我国是世界上最大的电石生产国,占世界电石产量的96%。但是我国传统的电石生产工艺存在资源浪费较大,能源利用效率较低等问题。同时,传统的电石生产工艺需要较高阶的煤炭,而我国炼焦煤的不足严重制约了国内电石行业的发展。因此电石生产需要一种更为科学的新型工艺。本文研究的煤-焦-电分级替代新工艺较好的解决了上述问题,用低阶煤粉替代高阶焦炭,同时实现上下游的能源匹配,预热热解球团从预热炉中出来后直接热装至电石
【基金项目】
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国家重点研发计划“冶金、化工炉窑及系统节能减排关键技术”项目的课题“均混预热矿热熔炼炉电热反应强化与能源替代”;
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我国是世界上最大的电石生产国,占世界电石产量的96%。但是我国传统的电石生产工艺存在资源浪费较大,能源利用效率较低等问题。同时,传统的电石生产工艺需要较高阶的煤炭,而我国炼焦煤的不足严重制约了国内电石行业的发展。因此电石生产需要一种更为科学的新型工艺。本文研究的煤-焦-电分级替代新工艺较好的解决了上述问题,用低阶煤粉替代高阶焦炭,同时实现上下游的能源匹配,预热热解球团从预热炉中出来后直接热装至电石炉中,节省了电石炉消耗的电能。本文先对煤-焦-电分级替代新工艺的原料配比进行了理论计算,确定出煤粉与生石灰粉原料的最佳配为1.1:1。对原料中煤粉、石灰粉及按照各比例混合的球团比热容进行了理论计算,得出了比热容随温度的变化曲线。基于比热容的计算结果对球团热解的耗电量进行了理论计算,并通过改变原料配比和热解终温探究计算出了不同工况下的耗电量。论文进行了实验研究,利用DSC法测量了不同原料以及球团的实际比热容,并与理论计算结果进行了对比。第二部分实验利用管式炉模拟煤-焦-电分级替代新工艺的预热热解炉,探究不同原料配比以及不同热解终温对球团预热热解阶段的影响。管式炉热解实验中用于原料热解部分的耗电量可看作电石生产中通过预热热解新工艺节约的电量。实验结果表明:在预热热解阶段,随着原料配比中煤粉占比的升高,热解耗电量呈上升趋势,即新工艺节电量也呈上升趋势。热解终温对节电量有显著影响,热解终温越高,新工艺节电量也越大。当热解终温为700℃,煤粉石灰粉原料配比为1.1:1时,每510g球团热解消耗电量0.26k Wh,折算为每吨原料球团700℃热装进入电石炉时节约电量为520k Wh。
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