李学东定岗实习论文

1、内蒙古化工职业学院毕业设计（论文、专题实验报告）用纸内蒙古化工职业学院顶岗实习论文题目：电石项目的工业流程系部：测控与机电工程系专业：机电一体化班级：机电09-5 班学号： 092035003学生姓名：李学东内蒙古化工职业学院毕业设计（论文、专题实验报告）用纸摘 要电石生产方法有氧热法和电热法。一般多采用电热法生产电石，即生石灰和含碳原料 ( 焦炭、无烟煤或石油焦 ) 在电石炉内， 依靠电弧高温熔化反应而生成电石。生产流程如图所示。主要生产过程是：原料加工；配料； 通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000左右，依下式反应生成电石：CaO+3CCaC2+CO

2、。熔化了的碳化钙从炉底取出后，经冷却、破碎后作为成品包装。反应中生成的一氧化碳则依电石炉的类型以不同方式排出：在开放炉中，一氧化碳在料面上燃烧，产生的火焰随同粉尘起向外四散；在半密闭炉中， 一氧化碳的一部分被安置于炉上的吸气罩抽出，剩余的部分仍在料面燃烧；在密闭炉中，全部一氧化碳被抽出。关键词：电石，碳化钙，电石炉，电极第1页内蒙古化工职业学院毕业设计（论文、专题实验报告）用纸目录绪论 .3第一章电石的概况 .31.1电石的定义 .31.2电石的主要用途 .31.3电石对健康的危害 .41.4电石的危险特性 .41.5电石的工业制法 .41.6操作规程 .41.7急救措施 .41.8应急处理

3、.51.9储藏注意事项 .5第二章影响电石生产的主要因素 .52.1电石生成因素分析 .52.1.1碳化钙生成理论 .52.1.3影响电石生成的因素 .62.2原料质量和粒度的影响 .62.2.1石灰杂质及生过烧的影响 .62.2.2碳素原料的影响 .72.2.3原料粒度的影响 .72.2.4炉料配比的影响 .72.3几何电气参数对电石生产的影响.82.3.1一次电压和功率因数对电石生产的影响.82.3.2电流电压比与电极直径配合对电石生产的影响.82.3.3电石炉几何参数对电石生产的影响.8第三章：结论 .9第2页内蒙古化工职业学院毕业设计（论文、专题实验报告）用纸绪论 .电石行业是一个高耗

4、能、高污染的行业。在原材料的运输、准备过程及生产的过程中都有污染物生成。现在这个行业国家规定比较严格, 另外一氧化碳的回收也取得了很好的效果.电石生产方法主要有氧热法和电热法。一般多采用电热法生产电石，即生石灰和含碳原料( 焦炭、无烟煤或石油焦 ) 在电石炉内，依靠电弧高温熔化反应而生成电石。主要生产过程是：原料加工、配料、通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000左右，依下式反应生成电石：CaO+3CCaC2+CO。熔化了的碳化钙从炉底取出后，经冷却、破碎后作为成品包装。反应中生成的一氧化碳则依电石炉的类型以不同方式排出：在开放炉中，一氧化碳在料面上燃烧，

5、产生的火焰随同粉尘起向外四散；在半密闭炉中， 一氧化碳的一部分被安置于炉上的吸气罩抽出，剩余的部分仍在料面燃烧；在密闭炉中，全部一氧化碳被抽出。第一章电石的概况1.1 电石的定义碳化钙，即电石，无机化合物。无色业品为灰黑色块状物，断面为紫色或灰色。遇水立即发生激烈反应，生成乙炔，并放出热量。碳化钙是重要的基本化工原料，主要用于产生乙炔气。也用于有机合成、氧炔焊接等。理化性质：黄褐色或黑色的块状固体， 纯品为无色晶体 ( 含 CaC2较高的是紫色 ) 。密度 2.22 克 / 立方厘米，熔点 447、沸点 2300，遇水立即发生激烈反应，生成乙 炔，并放 出热量，电石含量不同熔点也随之变化。杂质

6、：因电石中常含有砷化钙 (Ca3 As2) 、磷化钙 (Ca3 P2) 等杂质，与水作用时同时放出砷化氢 (AsH3 ) 、磷化氢 (PH3 ) 等有毒气体，因此使用由电石产生的乙炔有毒( 须通过浓H2SO4和重铬酸钾洗液除去) 。相对密度 ( 水 =1) ：2.22。第3页内蒙古化工职业学院毕业设计（论文、专题实验报告）用纸1.2 电石的主要用途1.制作乙炔反应原理： CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2CaC2能导电，纯度越高，导电越易。2.其他用途（ 1）电石与水反应生成的乙炔可以合成许多有机化合物 例如：合成橡胶、 人造树脂、丙酮、烯酮、炭黑等；同时乙炔一氧焰广泛用于金属的焊接

7、和切割。（ 2）加热粉状电石与氮气时，反应生成氰氨化钙，即石灰氮，加热石灰氮 与食盐反应生成的氰熔体用于采金及有色金属工业。（ 3）电石本身可用于钢铁工业的脱硫剂。1.3 电石对健康的危害损害皮肤，引起皮肤瘙痒、炎症、 “鸟眼”样溃疡、黑皮病。皮肤灼伤表现为创面长期不愈及慢性溃疡型。接触工人出现汗少、牙釉质损害、龋齿发病率增高。燃爆危险：本品遇湿易燃。1.4 电石的危险特性干燥时不燃，遇水或湿气能迅速产生高度易燃的乙炔气体，在空气中达到一定的浓度时 , 可发生爆炸性灾害。与酸类物质能发生剧烈反应。1.5 电石的工业制法工业上一般使用电炉熔炼法与氧热法，电炉熔炼法是将焦炭与氧化钙( 分子式 Ca

8、O) 置于 2200左右的电炉中熔炼，生成碳化钙( 分子式CaC2)。氧热法：既：高炉富氧氧热法熔炼CaC2 ( 电石 )、石灰石中提取炭、高温低压煤气发生炉。此一炉三使用工艺技术，使CaC2 生产综合利用了煤气化过程中的余热和煤灰，煤灰加配料熔融后生成CaC2和硅铁（提纯CaC2时）；“高温低压” 煤气发生炉， 使煤气的产 （发）生自然化。 每熔炼一吨 80%CaC2，从石灰石中提取纯炭 168kg 左右，产生煤气（ CO在 55% 95%）6000 2600 m3，可生产 4.5 吨左右的甲醇。富氧既提高炉温又提高了煤气的CO 质量，氧气由为一举两用，煤热能利用后的煤气，用于煤化工或清洁发

9、电。此工艺为无消耗能源型和无污染型的CaC2生产和煤气生产。1.6 操作规程密闭操作，全面排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿化学防护服，戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类、醇类接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。急救措施与处理1.7 急救措施第4页内蒙古化工职业学院毕业设计（论文、专题实验报告）用纸1皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医2、眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少 15 分钟

10、。就医。3、吸入：脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。1.8 应急处理隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。使用无火花工具收集于干燥、洁净、有盖的容器中，转移至安全场所。大量泄漏：用塑料布、帆布覆盖。与有关技术部门联系，确定清除方法。1.9 储藏注意事项储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。相对湿度保持在 75%以下。包装必须密封，切勿受潮。应与酸类、醇类等分开存放，切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。第二章影响电石生

11、产的主要因素电石产品质量的优劣， 除操作外主要取决于原料质量、 粒度比、电石炉几何电气参数是否合理匹配等。2.1 电石生成因素分析碳化钙生成理论碳化钙的生成反应式可表示为：CaO + 3C = CaC2 + CO 465 kJ过程为吸热，需外界提供热量。 实际生产该热量由电极产生的电弧热和炉料电阻热供给。理论计算生产一吨发气量300 升 / 公斤的电石，消耗的电能为1630kW· h。实际电石炉产一吨电石耗电能在31003400 kW·h 之间，效率仅50%左右，大量的电能被损失，造成电能损失的因素有以下几个方面：1 ）由于原料中含有杂质，电石炉中存在许多副反应消耗一定能量

12、，约占供入热量的 5 6%；2 ）电石炉气和出炉电石带走一部分热量，约占供入热量的2325%；3 ）消耗在电石炉变压器、短网、电极以及通过炉体的热损失等，约占供入热量的 1720%。电石炉内状况分析电石生产过程看似简单， 实际炉内情况复杂多变， 炉内温度的变化及分布对电石炉操作至关重要，炉内状况为：1）A 层为炉料层下部常常形成一些硬壳。第5页内蒙古化工职业学院毕业设计（论文、专题实验报告）用纸2 ）B 层为相互扩散层 炉料和含有少量碳化钙的半熔融物，氧化钙和碳在其中互相扩散，进行部分反应生成碳化钙。3 ）C层为反应层是生石灰和碳素原料及半成品的碳化钙熔融物，以疏松态存在。在此进行一系列的反应

13、，内部进行气体压力的传递，大部分碳化钙的生成反应在此完成。4 ）D层为熔融层 电石形成熔融体质量不断进行变化。5 ）E 层为硬壳层 由于该层距电弧较远，所以温度较低，是一种半成品多孔性物质和半熔融物质。6 ）F 层为积渣层 为熔融层的底部。影响电石生成的因素电石是氧化钙分子和碳原子直接相遇后，在 2000发生反应而生成，一般速度相当快。反应历程可能是电石石灰共熔体中的石灰与焦炭表面上的碳反应，同时石灰溶液不断渗入焦炭的毛细孔中， 边渗入边反应生成电石而共熔。 小块焦炭再不断被石灰溶液渗入， 在反应的同时崩裂分散成微粒， 悬浮在电石石灰共熔体中。若配比低则石灰过剩，炭在共熔体中扩散石灰含量高。若

14、配比高，炭与共熔体中的融化石灰反应，石灰含量少。电石的实际反应速度决定于反应速度和石灰的渗透速度、 焦炭的崩裂和扩散速度。电石在生成的同时与周围的石灰共熔也有一定速度。 在炉内若温度高于共熔点时，只要供热量满足吸热量共熔速度就快。 电石生成后随之就被熔融的石灰所稀释，若反应速度大于稀释速度， 电石质量就高。 操作时适当加快反应速度和调节稀释速度，即保持适当的温度和配比，关系到产品质量和电耗。要获得高质量的电石， 必须提高电石炉的负荷， 保持炉内温度足够高。 但这样往往会造成炉膛内的电阻下降， 电极下伸困难， 甚至出现明弧。 要做到高炉温而又不使电极上抬必须做到闭弧，措施：适当提高电流电压比，缩

15、小焦炭粒度，增大炉料比电阻，把电极插下去等。2.2 原料质量和粒度的影响石灰杂质及生过烧的影响原料中杂质的影响主要二氧化硅、氧化铝、氧化镁等，生成电石时同时反应。氧化镁在熔融区还原成金属镁， 成为一个强烈的高温还原区。 镁蒸汽从该区逸出时，部分镁与一氧化碳立即起反应：Mg+CO=MgO+C + 490 kJ反应放出大量热形成高温， 局部硬壳遭破坏， 使带有杂质的液态电石进入了炉底。部分镁上升到炉料表面，与一氧化碳或空气中的氧反应，放出大量热，使料面结块，阻碍炉气排出，并产生支路电流。二氧化硅在炉中被还原成硅，部分生成碳化硅积于炉底，造成炉底升高。部分与铁作用生成硅铁，硅铁会损坏炉壁铁壳，出炉时

16、会损坏炉嘴和电石锅等。第6页内蒙古化工职业学院毕业设计（论文、专题实验报告）用纸氧化铝在炉内部分混在电石里大部分成为炉渣。氧化铁在炉内与硅容易熔融生成硅铁。磷和硫在炉内与石灰中的氧化钙反应，生成磷化钙和硫化钙混在电石中。生烧石灰的影响指没有分解成氧化钙的石灰石夹在石灰中。 进入炉后进一步分解成石灰与焦炭反应生成电石，其反应是 CaCO3 = CaOCO2 Q。一方面增加了电耗。另一方面生烧石灰中有二氧化碳成份计入， 造成炉料配比增高， 电极上抬，出炉困难，影响产量。控制生烧石灰量不超过 5%。过烧石灰的影响指石灰石在石灰窑内煅烧时间过长或温度过高造成。 坚硬致密比重大， 反应接触面小，活性差，

17、增加电耗。气孔减少降低了反应速度。因接触面小引起炉料电阻下降，电极易上抬，影响产量和质量。控制过烧石灰量不超过5%。粉化石灰的影响石灰在储运过程易吸收空气和碳材中的水分而产生部分氢氧化钙，本身出现粉化现象。氢氧化钙进入电石炉内将发生如下反应：Ca(OH)2=CaO+H2O109 kJH2O+C=CO+H2 166 kJ在生产中粉化石灰不但多消耗电能和碳素原料，且还要影响操作。炉料中的粉末含量较多时，易使电极附近料层结成硬壳，产生棚料现象。碳素原料的影响水分的影响在内燃式电石炉上，大多采用机械化或半机械化投料。一般混合炉料在料仓中储存的数量较多， 时间较长，碳素原料中的水分与石灰相遇， 就会产生

18、消石灰粉末。在密闭电石炉中，碳素原料中的水分影响更为严重。因为炉料进入电石炉内时其中水分与赤热的碳素相遇，产生水煤气（含 CO和 H2）。其危害一是炉内炉压过大，炉内一氧化碳从环形加料系统逸出， 容易使员工中毒。 二是负压过大则炉内进入大量空气，炉压持续不稳，造成炉料温度进一步增高，支路电流增大，电阻下降，影响电极深入，造成料层与电极上抬，三相不通，严重时翻电石，必要时需停炉处理。灰分的影响灰分由氧化物组成。原料粉末的影响粉末过多，炉料透气性不好， 产生的一氧化碳气体不能顺利排出，减慢了电石生成反应的速度， 炉气压力增加到相当高的时候， 发生喷料现象。原料粒度的影响一般是粒度愈小， 电阻愈大，

19、 在电石炉操作时电极容易深入炉内， 熔池电流密度增加，炉温也增高，对生产高质量电石和提高产量有利。从反应速度来说，粒度愈小，表面积愈大。则石灰与碳材接触愈好，愈容易反应，有利于电石生成，提高了产量。虽然粒度小有利于电石炉操作， 但粒度过小， 则透气性差易使炉料结块， 造成支路电流大，反而使电极上升，降低熔池区电流密度，降低炉温，反应速度也就下降。粒度过小，气体排出阻力增加，抑制了反应速度，降低了产量。在生产过程中，严格控制原料的粒度，保证原料活性高，电阻大，气体容易排出。炉料配比的影响第7页内蒙古化工职业学院毕业设计（论文、专题实验报告）用纸石灰和碳素材料共同构成电石的生产原料， 炉料配比正确

20、与否， 对电石炉操作有很大的影响。 通常高配比炉料生产的电石， 可以得到发气量高的产品， 但炉料比电阻小，操作比较困难；低配比炉料生产的电石，炉料比电阻较大，电极容易深入炉内，电石炉比较好操作，但生产出的电石发气量较低。2.3 几何电气参数对电石生产的影响一次电压和功率因数对电石生产的影响一次电压也就是网电电压。九十年代中期电石炉新增容量远高于发电容量，造成了电石厂家进线电压低于额定电压。增加了电能损耗。变压器仍出力不出效，达不到满负荷运行。其后果是降低了电石产量，增加了单位电石电耗。为使电石炉满负荷或超负荷运行达到良好的生产状态，必须保证进线电压达到额定电压或高于额定电压。电石炉容量越大，

21、功率因数越低。 为改善供电质量，提高功率因数，可行的办法：一是安装高压并联补偿装置，提升功率因数；二是安装中压并联补偿装置达到提高系统电压和功率因数的目的；三是根据网电实际电压，制作相对应网电电压的变压器，提高功率因数。电流电压比与电极直径配合对电石生产的影响对电极直径确定的电炉， 如果使用较小的电流电压比运行， 电极运动电阻较大，则电极要向上运动。对于使用同一电流电压比来说，电极直径越大，电极运动电阻越大，电极就越向上运动。电炉操作具体表现：1 ）电极不能插入炉料内，出现明弧操作，热损失大。2 ）电极位置高，长期运行炉底上涨，缩短使用寿命。3 ）炉面温度高，炉盖、短网及其它附属设备损坏加重设备利用率低。对同一电极直径使用较大的电流电压比运行， 电极运动电阻较小， 电极要向下运动。电炉操作具体表现：1 ）电极插入炉料过深，吃料慢或不吃料，电耗明显增加。2 ）电极插入炉料内过深，易出现大塌料现象，破坏料层结构，影响电石炉料的有序运动，大塌料引起喷料现象，易出现安全事故。3 ）电极插入炉料内过深，长期运行会烧穿炉底，严重时需停炉检修。电石炉几何参数对电石生产的影响电极直径对电石生产的影响电极直径不合理时，电石炉操作的具体表现是：1 ）电极的电流密度过大，电极直径过小，增加电极的电阻