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一種用于生產(chǎn)電石的混合料及其制備方法與應(yīng)用

閱讀：1017發(fā)布：2021-01-08

專利匯可以提供一種用于生產(chǎn)電石的混合料及其制備方法與應(yīng)用專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 涉及一種用于生產(chǎn)電石的混合料，所述混合料由包含 碳 素原料、生石灰和 磷酸 二氫 鋁 的原料，經(jīng) 壓制成型 和高溫 熱解 制備而成。本發(fā)明還涉及了所述混合料的制備方法及所述混合料在制備電石中的應(yīng)用。本發(fā)明提供的混合料成本低，且具有良好的強度，高溫加熱后不會粉化，可以作為原料用于生產(chǎn)電石。，下面是一種用于生產(chǎn)電石的混合料及其制備方法與應(yīng)用專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種用于生產(chǎn)電石的混合料，其特征在于，所述混合料由包含碳素原料、生石灰和磷酸二氫鋁的原料、經(jīng)壓制成型和高溫熱解制備而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合料，其特征在于，所述混合料由包含以下重量份的原料、經(jīng)壓制成型和高溫?zé)峤庵苽涠桑?br/>碳素原料與生石灰共100份，磷酸二氫鋁5～15份；其中，碳素原料與生石灰的重量比以C：CaO計為1:1～1.8。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合料，其特征在于，所述混合料由包含以下重量份的原料、經(jīng)壓制成型和高溫?zé)峤庵苽涠桑?br/>碳素原料與生石灰共100份，磷酸二氫鋁8～12份；其中，碳素原料與生石灰的重量比以C：CaO計為1:1.3～1.6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項所述的混合料，其特征在于，所述碳素原料為：粒徑
150μm以下顆粒占總量的85％以上的、含水量小于1％的長焰煤或褐煤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項所述的混合料，其特征在于，所述生石灰中：粒徑
150μm以下的生石灰顆粒占生石灰總量的85％以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合料，其特征在于，所述混合料由包含以下重量份的原料、經(jīng)壓制成型和高溫?zé)峤庵苽涠桑?br/>碳素原料與生石灰共100份，磷酸二氫鋁8～12份；其中，碳素原料與生石灰的重量比以C：CaO計為1:1.3～1.6；
所述碳素原料為粒徑150μm以下顆粒占總量的85％以上的、含水量小于1％的長焰煤或褐煤；
所述生石灰中粒徑150μm以下的顆粒占生石灰總量的85％以上。
7.制備權(quán)利要求1～6任意一項所述混合料的方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟：
(1)壓制成型：將原料按重量比混合均勻后，壓制成厚度12～20mm的成型產(chǎn)物；
(2)高溫?zé)峤猓喝〔襟E(1)所得成型產(chǎn)物，在以高純氮氣為保護(hù)氣、溫度450～750℃條件下，熱解20～60min，即得混合料；在熱解的同時，收集逸出的揮發(fā)性成分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟(2)所述熱解的條件為：溫度680～
700℃條件下，熱解30～40min。
9.權(quán)利要求7或8所述方法制備得到的揮發(fā)性成分。
10.權(quán)利要求1～6任意一項所述混合料或權(quán)利要求7或8所述方法制備而成的混合料在生產(chǎn)電石中的應(yīng)用。

說明書全文

一種用于生產(chǎn)電石的混合料及其制備方法與應(yīng)用

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明涉及電石生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種用于生產(chǎn)電石的混合料。

背景技術(shù)

[0002] 電石主要用于生產(chǎn)乙炔以及乙炔基化工產(chǎn)品，是有機合成工業(yè)的重要原料，其主要成分為CaC2，主要采用電熱法和氧熱法生產(chǎn)。目前工業(yè)上生產(chǎn)電石全部采用電熱法，雖電熱法工藝經(jīng)過不斷地改進(jìn)，但仍存在以下缺點：1)采用優(yōu)質(zhì)碳素原料(焦炭、無煙煤等)，生產(chǎn)成本較高；2)生產(chǎn)中采用塊狀碳素原料和石灰，傳質(zhì)和傳熱效率低，反應(yīng)速率較低；3)采用電弧加熱，發(fā)電過程的熱電轉(zhuǎn)換效率僅為40％左右，一般電耗為3200～3600kwh/t電石，能耗較高，嚴(yán)重阻礙了電石行業(yè)的發(fā)展。
[0003] 氧熱法是通過燃料(煤、重油或天然氣等)燃燒提供熱量，替代電弧供熱來生產(chǎn)電石，但截至目前此法無工業(yè)化應(yīng)用。為了進(jìn)一步優(yōu)化電熱法工藝，達(dá)到降低成本，節(jié)能降耗，縮短生產(chǎn)周期的目的，制備電石時開始采用劣質(zhì)煤，并將煤和石灰磨細(xì)到毫米級甚至更細(xì)粒度，進(jìn)行混合并壓塊或壓球，再經(jīng)過或者不經(jīng)過熱解后在2000℃左右的高溫下制備電石。在現(xiàn)有技術(shù)中，一般需要在碳素原料中添加有機粘結(jié)劑，才能夠獲得制備電石的原料。但由于有機粘接劑在高溫下會揮發(fā)或失效，混合料經(jīng)熱解后經(jīng)常發(fā)生粉化或者沒有強度，使得下一步電石的制備流程無法進(jìn)行，因此，為了實現(xiàn)新電熱法工藝的實施，本領(lǐng)域亟需一種能夠滿足工業(yè)為電石生產(chǎn)需要的原料。

發(fā)明內(nèi)容

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中用于生產(chǎn)電石的混合料經(jīng)熱解后粉化或者強度弱的缺陷，提供一種成本低、強度高的生產(chǎn)電石的混合料。
[0005] 本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)電石的混合料；所述混合料由包含碳素原料、生石灰和磷酸二氫鋁的原料、經(jīng)壓制成型和高溫?zé)峤庵苽涠伞?/div>
[0006] 具體的，各原料的重量份為：碳素原料與生石灰共100份，磷酸二氫鋁5～15份。
[0007] 優(yōu)選地，各原料的重量份為：碳素原料與生石灰共100份，磷酸二氫鋁8～12份。
[0008] 所述碳素原料與生石灰的重量比以C：CaO計為1:1～1.8，優(yōu)選為1:1.3～1.6。
[0009] 本發(fā)明所述碳素原料可選用長焰煤或褐煤，以實現(xiàn)劣質(zhì)煤的高效利用，降低生產(chǎn)成本。
[0010] 本發(fā)明所述磷酸二氫鋁作為無機粘結(jié)劑，在加熱時會脫水縮聚并燒結(jié)，經(jīng)過350℃～500℃烘干后就具有高抗折、抗壓、抗水化性能，可以使所得混合料擁有很高的強度。本發(fā)明所使用的磷酸二氫鋁可以是固體，也可以是液體。
[0011] 為了使混合料獲得良好的強度，本發(fā)明使用的各固體原料均可進(jìn)行研磨預(yù)處理，從而減小顆粒的粒徑；具體而言，各固體原料中，粒徑150μm以下的顆粒優(yōu)選為總量的85％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為總量的92％以上。各固體原料還可以進(jìn)行干燥預(yù)處理；具體而言，各固體原料的含水量優(yōu)選為小于1％。
[0012] 作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明提供的混合料由包含如下重量份的原料、經(jīng)壓制成型和高溫?zé)峤庵苽涠桑禾妓卦吓c生石灰共100份，磷酸二氫鋁8～12份；其中，碳素原料與生石灰的重量比以C：CaO計為1:1.3～1.6；所述碳素原料為粒徑150μm以下顆粒占總量的85％以上的、含水量小于1％的長焰煤或褐煤；所述生石灰中粒徑150μm以下的顆粒占生石灰總量的85％以上。
[0013] 本發(fā)明提供的混合料對具體原料以及原料之間的用量配比進(jìn)行了優(yōu)化，各成分之間協(xié)同作用，可以使制備而成的混合料具有良好的強度和優(yōu)異的綜合性能，適于生產(chǎn)電石。
[0014] 本發(fā)明進(jìn)一步保護(hù)所述混合料的制備方法。具體而言，所述制備方法包含以下步驟：
[0015] (1)壓制成型：將各原料按重量比混合均勻后，壓制成厚度12～20mm的成型產(chǎn)物；
[0016] (2)高溫?zé)峤猓喝〔襟E(1)所得成型產(chǎn)物，在以高純氮氣為保護(hù)氣、溫度450～750℃條件下，熱解20～60min，即得混合料。
[0017] 本發(fā)明步驟(1)中，將成型產(chǎn)物的厚度控制在12～20mm，以便于成型并使產(chǎn)物具有一定強度，且在熱解時易于熱解充分；所述成型產(chǎn)物的形狀可以是塊狀、球狀、不規(guī)則形狀等；
[0018] 本發(fā)明步驟(2)中，所述熱解溫度優(yōu)選為680～700℃，熱解時間優(yōu)選為30～40min；在熱解的同時，可以同時收集逸出的揮發(fā)性成分。所述揮發(fā)性成分用于加工其他產(chǎn)品，帶來額外的經(jīng)濟(jì)效益。
[0019] 本發(fā)明進(jìn)一步保護(hù)所述混合料在電石生產(chǎn)中的應(yīng)用。
[0020] 本發(fā)明提供的混合料具有良好的強度，不存在經(jīng)熱解后粉化的缺陷，可以作為原料用于生產(chǎn)電石。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中用于生產(chǎn)電石的混合料經(jīng)熱解后粉化或者強度弱的缺陷，提供了一種成本低、強度高的生產(chǎn)電石的混合料。

具體實施方式

[0021] 以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0022] 各實施例所述生石灰和磷酸二氫鋁均為市售原料。
[0023] 實施例1
[0024] 1、原料組成：長焰煤10kg，生石灰13kg，磷酸二氫鋁2.76kg；
[0025] 所述長焰煤中固定碳含量為54.46％，揮發(fā)分含量為28.90％；所述長焰煤經(jīng)過了干燥和研磨預(yù)處理，水分含量小于1％，粒徑150μm以下的顆粒占總量的92％；
[0026] 所述生石灰經(jīng)過了研磨預(yù)處理，粒徑150μm以下的顆粒占總量的92％。
[0027] 2、按以下步驟制備混合料：
[0028] (1)壓制成型：將各原料在混料機中混合30min后，壓制成厚度15mm的成型產(chǎn)物；
[0029] (2)高溫?zé)峤猓喝〔襟E(1)所得成型產(chǎn)物，在以高純氮氣為保護(hù)氣、溫度680℃條件下，熱解40min，即得混合料；在熱解的同時收集揮發(fā)性成分。
[0030] 實施例2
[0031] 1、原料組成：長焰煤10kg，生石灰16kg，磷酸二氫鋁2.08kg；
[0032] 所述長焰煤、生石灰和磷酸二氫鋁的物理性質(zhì)及參數(shù)與實施例1相同。
[0033] 2、按以下步驟制備混合料：
[0034] (1)壓制成型：將各原料在混料機中混合30min后，壓制成厚度15mm的成型產(chǎn)物；
[0035] (2)高溫?zé)峤猓喝〔襟E(1)所得成型產(chǎn)物，在以高純氮氣為保護(hù)氣、溫度700℃條件下，熱解30min，即得混合料；在焙燒的同時收集揮發(fā)性成分。
[0036] 實施例3
[0037] 1、原料組成：長焰煤10kg，生石灰10kg，磷酸二氫鋁3kg；
[0038] 所述長焰煤、生石灰和磷酸二氫鋁的物理性質(zhì)及參數(shù)與實施例1相同。
[0039] 2、按以下步驟制備混合料：
[0040] (1)壓制成型：將各原料在混料機中混合20min后，壓制成厚度20mm的成型產(chǎn)物；
[0041] (2)高溫?zé)峤猓喝〔襟E(1)所得成型產(chǎn)物，在以高純氮氣為保護(hù)氣、溫度450℃條件下，熱解60min，即得混合料；在焙燒的同時收集揮發(fā)性成分。
[0042] 實施例4
[0043] 1、原料組成：長焰煤10kg，生石灰18kg，磷酸二氫鋁1.4kg；
[0044] 所述長焰煤經(jīng)過了干燥和研磨預(yù)處理，水分含量小于1％；各固體原料均未經(jīng)研磨預(yù)處理，粒徑150μm以下的顆粒含量小于85％。
[0045] 2、按以下步驟制備混合料：
[0046] (1)壓制成型：將各原料在混料機中混合20min后，壓制成厚度12mm的成型產(chǎn)物；
[0047] (2)高溫?zé)峤猓喝〔襟E(1)所得成型產(chǎn)物，在以高純氮氣為保護(hù)氣、溫度750℃條件下，熱解20min，即得混合料；在焙燒的同時收集揮發(fā)性成分。
[0048] 對比例1
[0049] 與實施例1相比，區(qū)別僅在于，原料中不含磷酸二氫鋁。
[0050] 對比例2
[0051] 與實施例1相比，區(qū)別僅在于，原料中的磷酸二氫鋁由糖蜜代替。
[0052] 實驗例：混合料強度檢測
[0053] 取各實施例、對比例所得混合料，從0.5米高處以自由落體方式下落到5mm厚的鋼板上，若保持原形，則重復(fù)下落操作，至混合料變形或粉碎，記錄落下總次數(shù)(最后一次落下不計)，統(tǒng)計結(jié)果如表1所示。
[0054] 表1：混合料落下次數(shù)
[0055]次數(shù)
實施例1 7
實施例2 6
實施例3 4
[0056]實施例4 2
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