乙炔發(fā)生工藝流程與原理

1、乙炔發(fā)生工藝流程及注意事項1.1工藝流程簡述經過工廠初步破碎后的合格電石（粒徑W 50mm ,由工廠送入原料電石貯槽，經電動振動給料機將電石均勻地送入電石高效細碎機進行電石的再破碎，破碎后的電石自流進入斗式提升機，提升至電石振動篩進行篩分處理，合格粒徑的電石 進入成品電石貯槽后經螺旋輸送機入成品電石提升機，通過斗式提升機送至電石一、二等級加料斗備用。電石振動篩篩分處理的粒徑不合格的電石通過輸送管進 入電石高效細碎機進行再破碎。來自電石破碎系統(tǒng)經破碎、篩分處理的合格電石進入電石加料斗，通過雙螺 旋電石給料機將合格電石均勻地送入干式乙炔發(fā)生器，雙螺旋電石給料機送來的電石從發(fā)生器側面分別進入發(fā)生器的

2、一、二層。在發(fā)生器攪拌和相應的水噴射作 用下，乙炔氣體逸出，從發(fā)生器下部乙炔氣出口排出，進入除塵冷卻塔進行除塵 和冷卻處理。電石進入發(fā)生器一、二層后經攪拌從發(fā)生器中心孔下落至第三層， 再經過攪拌從發(fā)生器三層層板的外周下落至發(fā)生器第四層層板，在第四層攪拌的作用下，四層層板上的電石從第四層層板中心孔落下至第五層，如此循環(huán)運動， 最后電石灰渣從第十層中心孔排出，通過渣排出機的作用，電石渣被送入電石渣 輸送機，通過斗式提升機送入電石渣貯槽。根據工廠電石渣用途，作輸送或外運處理。來自乙炔發(fā)生器的乙炔氣通過自壓進入除塵冷卻塔進行除塵和冷卻，除塵冷卻塔除塵洗滌水是通過噴淋水泵經噴淋水冷卻系統(tǒng)冷卻后循環(huán)進入噴

3、淋冷卻塔 進行洗滌冷卻的 ，噴淋冷卻塔頂部噴淋水可以是來自清凈工序的次氯酸鈉廢水。出除塵冷卻塔的洗滌水，通過自流進入沉降池，清液通過冷卻系統(tǒng)冷卻后經 噴淋水泵進入除塵冷卻塔進行除塵和冷卻噴淋。沉降池沉積的電石渣送入壓濾系統(tǒng)處理，壓濾系統(tǒng)所產清液送入清液池。發(fā)生水來自上水，通過發(fā)生水貯槽、發(fā)生水泵送入發(fā)生器。 出除塵冷卻塔的乙炔氣經冷卻后直接進入正水封送往下工序。出裝置區(qū)的正、逆水封，由工廠根據乙炔氣柜條件進行設置，以保證安全、正常的生產。1.2控制原理表述1.2.1 電石破碎及輸送加入到原料電石貯槽的電石輸送是通過原料電石貯槽料位系統(tǒng)或稱重系 統(tǒng)給出的上、下限的信號進行自動控制的。原料電石貯槽

4、電石到達上限時自動 停止電石的輸送，原料電石貯槽電石到達下限時自動開啟電石輸送。加入到成品電石貯槽的電石是通過成品電石貯槽料位系統(tǒng)或稱重系統(tǒng)給 出的上、下限信號進行自動控制的。成品電石貯槽電石達到上限時自動依次停 止電石的電機振動給料機、電石高效細碎機及后續(xù)的斗式提升機、振動篩。停 止動作的間隔時間根據系統(tǒng)測試后確定；成品電石貯槽電石達到下限時，自動 依次開啟振動篩、斗式提升機、電石高效細碎機和電機振動給料機，開啟動作 的間隔時間根據系統(tǒng)測試后確定。加入到電石一級加料斗的電石是通過電石一級加料斗稱重系統(tǒng)給出的上、 下限信號進行自動控制的。該加料斗要一直保持存料狀態(tài)，其料位不得低于下 限的設定值

5、，以確保電石二級加料斗中的電石是裝滿貯罐，在發(fā)生器中產生的 乙炔氣即使朝加料斗方向逆行流轉，由于加料槽電石料層阻斷了壓力，并在二 級加料斗上封入保證安全用的氮氣，才能保證其安全運轉。在電石一級加料斗 電石到達上限時，自動依次停止螺旋給料機、斗式提升機，反之則依次啟動斗 式提升機和螺旋給料機，其停止和開啟的間隔時間根據系統(tǒng)測試數據確定。1.2.2 電石破碎及輸送的安全為了防止發(fā)生器中產生的乙炔氣朝著粉料方向逆行流轉，在電石二級加料斗的上部必須封入保證安全的氮氣，封入氮氣的壓力為大于發(fā)生器操作壓力 I.OKpa。電石破碎和輸送的系統(tǒng)必須要保持相應的密封，確保該系統(tǒng)一直處在 正壓氮氣的保護之下，并根

6、據生產地區(qū)的空氣濕度情況確定電石破碎及輸送系 統(tǒng)的氮氣置換、排放周期。粉料設備的連接應盡可能選用法蘭面直聯的形式，振動設備一一電機振動給料機、振動篩這樣的相對動態(tài)設備的聯接應選擇防止氣體逸出的涂層帆布或橡 膠軟連接進行連接，以減少氮氣的耗量。斗式提升機的下部均應配置氮氣封入管，以確保系統(tǒng)氮氣正壓。1.2.3 乙炔干式發(fā)生乙炔干式發(fā)生是在發(fā)生器內完成的，發(fā)生器為圓柱體鋼制設備，內有10層層板和帶有輸送、攪拌功能的攪拌葉和攪拌棒，并在帶有減速機的旋轉軸作用6個，在發(fā)生器頂下進行運動。在第一段和第二段帶有反應水噴射用的噴嘴各 部設有防爆安全口連接安全水封，在發(fā)生器的側面設有檢修口（攪拌葉、攪拌 棒調

7、整口）、溫度計和壓力計等底座。在發(fā)生器第三段帶有反應水輔助噴射用 的噴嘴共4個。原料電石在發(fā)生器第一段和第二段外側面投入，經過攪拌葉向中心移動攪拌，與上面呈霧狀分布下來的反應水混合，不斷產生乙炔氣體，從中心部旋轉軸周邊下落到第三段層板上，經過攪拌葉向旋轉軸外周方向移動攪拌，從第三段層板外周下落到第四段層板上、如此反復重復Z形移動，最后將反應完了的電石渣由第十段中心孔排到渣排出機。反應水并不僅僅發(fā)生乙炔，它會吸收反應熱、蒸發(fā)，可以達到防止發(fā)生器溫度上升的目的。發(fā)生器內設置的第一、二段反應水噴射用噴嘴6個，設置為 3組，每組 2只，按照電石在一、二段旋轉移動的方向，先接觸電石的2個為第一組，其余依

8、次分為第二組、第三組。第一組噴射水量占總噴射水量的45 %，第二組噴射水量占總噴射水量的35 %，第三組噴射水量占總噴射水量的20 %。噴射水量的多少，最終以控制電石渣含水8± 2%為宜。發(fā)生器第三段二組共4個噴頭的噴水裝置是為輔助噴水而設定的。噴水量百分比的調節(jié)是通過現場金屬轉子流量計來控制的，每一段（層）的總的噴水量是通過調節(jié)閥和電磁流量計設定來完成的。電石進入發(fā)生器的輸送量是通過調節(jié)電石螺旋給料機的轉速來實現的。1.2.4 乙炔氣洗滌和冷卻來自乙炔發(fā)生器的乙炔氣通過兩只帶式絞龍從除塵冷卻塔乙炔氣進口進 入，除塵冷卻塔下部設置的兩個帶式絞龍是為了防止這一連接段電石灰渣的積 聚，并

9、把在這一區(qū)域積聚的電石灰渣推回到發(fā)生器，同時保證乙炔氣通道的暢 通。進入除塵冷卻塔的乙炔氣通過塔中設立的噴頭對其乙炔氣進行噴淋洗滌。噴頭的流量可以從流量計讀出，也可以通過手閥進行流量調整。在除塵冷卻塔底部設有防止電石渣沉淀的沖水口，進行沖水。除塵冷卻塔噴淋洗滌水通過水密封從塔的下部排入洗滌水沉降池經沉降冷卻后循環(huán)使用。1.2.5 電石渣的排出渣排出機是電石渣排出的主要機器，該機器采用了 反饋式螺旋擠出機為主體的特殊裝置，通過渣排出機將干式乙炔發(fā)生器主體與電石渣輸送機械及大氣間 進行了完全的密封。因此可以在乙炔氣完全不會泄漏的情況下連續(xù)排出電石渣。渣排出機的主要部分是螺旋擠出機以及在頂端設計的密

10、封回轉式閥門。電石渣在兩者的縫隙間排出，此縫隙是通過對螺旋頂端電石渣的料封層，自動形成電石渣料封層的壓力密閉的構造。通過渣排出機排出的電石渣送入電石渣輸送機 經斗式提升機送入電石渣貯罐。為防止電石渣中水蒸汽的冷凝板結，在電石渣 貯罐底部設有送風裝置，電石渣中水蒸汽及熱量由送風系統(tǒng)從電石渣貯罐頂部 排出。電石渣根據用途送入下一產品作為生產原料，或通過電石渣增濕排出機增濕后裝車外運。乙炔發(fā)生器型式：密閉式圓筒立式多層帶攪拌能力：1200 2600NM3/H 轉速：14轉/分尺寸：主體立筒$ 3000 X 5700H材質：A3, 一、二段攪拌葉堆焊耐磨材料電機：防爆 37kw除塵冷卻塔乙炔入口主要耗

11、材：攪拌葉、攪拌棒、噴頭保溫：底部及側面防止結露保溫3 = 型式：密閉式、圓筒立式型能力：2600 NM3/H尺寸1600 X 1380H材質：A 20 #型式：密閉式 2螺旋50mm>轉速：10轉/分尺寸：700 X全長 2200L材質：A 20 #電機：防爆 1.1kw X 2 電機輸出：10rpm20T/H處理量: 轉速：40轉/分尺寸345 X 280 X 1300材質：A 20#推進面及螺旋外周堆焊耐磨材料電機：防爆， 30kw 輸出：40轉/分主要耗材：耐磨處理螺旋保溫：防止結露保溫3=50mm乙炔冷卻器乙炔冷卻器是為乙炔氣二次冷卻設置的，為列管式結構，乙炔氣冷凝水通過水密封

12、排入除塵冷卻噴淋水受槽。1.3原料規(guī)格和裝置能力1.3.1 電石原料條件粒度 < 50mm發(fā)氣量：20 C 101.3kpa l/kg > 2851.3.2 成品電石條件粒度：03mm粒度分布：01mm 50 %以上發(fā)氣量：20 C 101.3kpa l/kg > 2851.3.3 裝置生產能力3發(fā)生量：2400 Nm /H 套所有材料的選用不能有銅、汞、銀類金屬，因為銅、汞、銀等金屬與乙炔接觸時會生成極易爆炸的乙炔銅、乙炔汞、乙炔銀等化合物，故不能使用,包括設備和儀表。2、正常運轉操作指南2.1電流值的管理各機器在運轉時的電流值實際上是裝置在試運行和運行時的值作為標準值參考

13、進行電流值的管理。a、無負荷電流值（連接機器或所有電機驅動件）。b、負荷電流值（正常運行時的電流值，負荷差異導致電流值變化）。2.2、發(fā)生器工作壓力電石加料槽：氮氣封入壓力=發(fā)生器壓力 0.51.0Kpa。發(fā)生器：4.06.0kpa（參考值，發(fā)生器工作壓力與工廠乙炔氣柜壓力相關，宜盡可能降低發(fā)生器工作壓力，并據此調整正、逆水封液位)。2.3、 乙炔溫度發(fā)生器氣相溫度：8795度。脫硫塔出口： 45-50度。發(fā)生器層板溫度：150度以下。水溫工藝水：25度以下。循環(huán)冷卻水：30度以下。冷凍水：5度以下。除塵冷卻塔排水：8092度。2.4、 電石渣含水率8.0 %± 2%( wt %)。

14、2.5、乙炔純度98%以上(正水封出口)。95%以上(正水封出口，開車期純度，但不純物為2)。2.6、供水量除塵冷卻塔工藝水補充量：10 m3/H ( C2H2： 2500N m 3/H )。33循環(huán)冷卻水：500 m /H ( C2H2： 2500N m /H )。2.7、氮氣供應量33正常供應量： 80 m /H 套 (C2H2： 2500N m /H )置換供應量：150 m 3/H 套2.8、氮氣管理a、電石加料斗CaHa濃度管理C2H2濃度管理范圍處理判定1.0 %以下正常范圍1.0 2.0 %警界范圍1、增加N2封入壓力2、Q分析2 %以下安全b、電石破碎及輸送系統(tǒng)O2濃度電石破碎

15、及輸送系統(tǒng)Q濃度3%以下安全。2.9、工藝控制技術點指標名稱指標檢測點檢測 方法檢測頻率檢測者原料電石品位> 2801/kg電石料倉化學分析1次/天分析工氮氣純度> 99.0 %分配臺化學分析2次/天分析工氮氣壓力0.2 0.3mpa分配臺壓力 顯示1次/1小時操作工發(fā)生器壓力4 6kpa發(fā)生器壓力 顯示1次/0.5 小時操作工加料斗N2封壓 力發(fā)生器壓力+ 0.5 I.OKpa加料斗壓力 顯示1次/0.5 小時操作工發(fā)生器乙炔溫度87 95 C發(fā)生器溫度顯示1次/0.5 小時操作工發(fā)生器層板溫度< 150 C發(fā)生器溫度顯示1次/0.5 小時操作工除塵排水溫度80 92 C噴

16、淋水受槽測量1次/4小時操作工發(fā)生水流里分配45、35、20 %發(fā)生水分配臺流量顯示1次/2小時操作工發(fā)生水流里按發(fā)氣量計算流量計儀表顯示1次/0.5 小時操作工噴淋水流量38 10 m/H 只流量計流量顯示1次/2小時操作工乙炔氣溫度45 50 C脫硫塔進口溫度顯示1次/0.5 小時操作工乙炔氣流量按電石加料量脫硫塔出口流量顯示1次/0.5 小時操作工乙炔氣純度> 98 x 10-2脫硫塔出口化學分析1次/2小時分析工乙炔氣含硫-脫硫塔出口化學分析1次/2小時分析工脫硫水NbOH濃度5 10 %脫硫水受槽化學分析1次/4小時分析工電石渣含水8 ± 2 %渣排出口化學分析1次/

17、4小時分析工電石渣含乙炔< 2 %渣排出口化學分析1次/4小時分析工電石破碎機電流按規(guī)定范圍電流表儀表顯示1次/0.5 小時操作工發(fā)生器攪拌電流按規(guī)定范圍電流表儀表顯示1次/0.5 小時操作工加料螺旋電流按規(guī)定范圍電流表儀表顯示1次/0.5 小時操作工渣排出機電流按規(guī)定范圍電流表儀表顯示1次/0.5 小時操作工2、產品和原料2.1產品概述乙炔俗稱電石氣，通常由碳化鈣（電石）與水作用，發(fā)生水解反應制得；也可 用石油餾分高溫裂解而制得。乙炔可用于金屬焊接或切割，夜航標志燈等；大量用 作石油化工原料，如：制造聚氯乙烯、氯丁橡膠、醋酸、醋酸乙烯酯等。2.2產品及原料的物化性質：2.2.1 產品（

18、乙炔）的物化性質乙炔在常溫常壓下是比空氣略輕，稍溶于水和有機溶劑的無色氣體，工業(yè)生產的乙炔氣因含有硫、磷等雜質而帶有刺激性臭味。分子式為：C2Hb，分子量為：26.038 ,結構式為： H-CE C-H，沸點為：-83.6 C,凝固點為； -85 C。由于乙炔分子中的叁 鍵結構的鍵能很低，致使乙炔氣體很活潑，它可以與氫氣、氯氣、氯化氫、水等進 行加成反應，還能在適當條件下發(fā)生二聚、三聚和四聚作用。此外更主要的是還能 進行乙烯基化反應。乙炔易燃易爆，性能上和氫氣很相似。乙炔在高溫、加壓或某些物質存在時，具有強烈的爆炸能力。如：壓力為1.5Mpa的氣體溫度超過550 C即產生爆炸。乙炔與空氣能在很

19、寬的范圍內（2.3-81 ） X 10-2形成爆炸混合物，爆炸遲滯時間只有0.017秒，乙炔極易與氯氣反應生成氯乙炔引起爆炸，爆炸產物為氯化氫和碳。乙炔與銅、銀、汞極易生成相應的乙炔銅（CuCE CCU 、乙炔銀（AgCE CAg 、乙炔汞（HgCE CHg金屬化合物，在干態(tài)下受到微小震動即可自行爆炸。乙炔氣中混入一定比例的水蒸氣、氮氣或二氧化碳都能使其爆炸危險性減小，例如：乙炔：水蒸氣=1.15 : 1 （接近發(fā)生器內生成的濕乙炔氣）通常無爆炸危險，也就是說，乙炔氣在一定純度下、操作壓力、溫度越高，越容易引起爆炸。2.2.2 原料的物化性質：2.2.2.1 電石的物化性質：純凈的碳化鈣幾乎是

20、無色透明的結晶體，其分子式為：CaC2,分子量為：64.10。通常說的電石是指工業(yè)碳化鈣，按其純度不同有灰色、棕色、黃色、黑色之分，暴 露在空氣中吸收水分后即失去光澤，變成灰白色粉末，品質降低，最終變質失效。3-23純凈碳化鈣密度為2.22g/cm （純度 80 X 10 的碳化鈣密度為2.324g/cm ），熔點2300 C （純度80 X 10-2的碳化鈣熔點為2000 °C ）,堆積密度：粒度80mm為1.1-1.3t/m3,碳化鈣不溶于所有有機溶劑。碳化鈣的化學性質活潑，能與許多氣體、液體在適當的溫度下發(fā)生化學反應。與水反應生成乙炔和氫氧化鈣，并放出熱量(生成熱：H298=1

21、4.1 ± 2千卡/克分子)。含雜質磷化鈣過多的碳化鈣遇水產生磷化氫，極易爆炸。2.222氫氧化鈉的物化性質：氫氧化鈉俗稱燒堿、火堿、苛性鈉，分子式為：NaOH分子量為：40，是一種強堿，具有較強的腐蝕性，和酸性物質發(fā)生中和反應。其水溶液俗名液堿，為無色 透明液體，是一種重要的基本化工原料。2.3產品及原料的質量指標：2.3.1 產品(乙炔)的質量指標：乙炔純度：98 X 102.3.2 原料的質量指標：項 目指標優(yōu)等品一等品合格品發(fā)生量(20 C,1013kpa ) , (1/kg )粒度80-20030528525550-803152852555-603002802505-503

22、002802502.322氫化氧鈉的質量指標：溶液濃度：30 X 10-22.4生產工藝原理：電石加入發(fā)生器后和水即反應生成要乙炔氣，水解反應方程式如下：CaC2 + 2H2O tCa ( OH 2+ 15.2 千卡 / 克分子CaS+ 2H2O tCa ( OH 2 + "S fCa3Nb+ 6 H 2O t3Ca( OH 2 + 2NH3 fCasP2+6 H 2O t3Ca( OH 2+ 2PH3 fCa2Si+4H 2O t 2Ca ( OH) 2 + SiH 4 fCa3As2+6 H 2O t3Ca ( OH 2 + 2AsH3 f因此在發(fā)生器內產生的粗乙炔氣中，含有上述

23、副反應產生的磷化氫、硫化氫、 氨等雜質氣體；由于電石水解生成大量氫氧化鈣，形成堿性介質，使生成的磷化氫、硫化氫水解反應不完全，且由于硫化氫在水中溶解度大于磷化氫，因此粗乙炔中含有較多的硫化氫及較少的磷化氫，磷化氫還能以P2H4的形式存在，它們在空氣中會自燃。2P2H4+ 7。2 2P 2C5 + 4H2O2PH3 + 4C2F 2C5 + 3H2C85C反應溫度下，由于水的大量汽化，粗乙炔氣中夾帶大量的水蒸氣，一般水蒸氣：乙炔達 1 : 1.159.關于安全的資料9.1乙炔工廠安全作業(yè)規(guī)定9.1.1 乙炔危險物性，氮氣所在的地方及其他a、乙炔在粉碎，發(fā)生的各個裝置，充滿或蓄壓了乙炔，其中的一部

24、分采用了氮氣封入或者完全封閉等的安全措施。粉碎裝置中，所有器件都封入了氮氣，但并不是各個器件都完全密封，所以存在氧濃度高的地方，因此作為防止爆炸對策需要使用紅外線分析儀時常進行乙炔濃度探測的管理。發(fā)生裝置也和粉碎裝置一樣，需要在電石傳輸裝置及其儲槽中封入氮氣，通過紅外線分析儀時常進行乙炔濃度探測的管理。此外，除塵冷卻塔廢棄液體出口，排渣機出口因為不斷發(fā)生乙炔，所以在它們周圍可能會出現乙炔滯留，和空氣混合后條件滿足就會引發(fā)爆 炸。不僅是這些出口周邊，在整個乙炔發(fā)生設備區(qū)域內都要禁止使用明火。b、危險物電石是主要原料，使用量大，所以要作為“危險物”處理。在修理，檢點，清掃粉碎裝置或發(fā)生裝置時，會產

25、生一些粉電石和掃除灰，在處理這些垃圾時一定要遵守相關規(guī)定。c、氮氣上述電石粉碎裝置及傳輸裝置中，采用封入氮氣作為防止爆炸的對策，但是這些氮氣有從各個機器中泄漏滯留的危險，從而引起人的窒息，所以需要通過換氣裝置強制換氣。這點一定要注意。d、粉塵，噪音在檢點，修理發(fā)生裝置的排渣機排出口時，粉塵容易飛散，所以一定 要佩戴規(guī)定的保護用具。9.2 關于安全的事項9. 2. 1 在系統(tǒng)運行時，要加強電石破碎、輸送、加料系統(tǒng)空間乙炔含量的分析監(jiān)管， 在確保安全的前提下，保持系統(tǒng)N2封微正壓即可，系統(tǒng)中C2H2含量達到1.5%時應及時排氣置換以確保系統(tǒng)安全運行。9.2. 2對不同介質間安裝的三閥結構應按規(guī)定及

26、時開關，杜絕串氣而造成事故。9. 2. 3對于沒有投入運行的設備要采用水封隔斷、物理隔斷的方式及時和生產裝置斷開，防止系統(tǒng)乙炔的積聚、生成、和串氣而造成事故。9.2 . 4對于停止運行的設備，操作人員更應對其加強監(jiān)管，對于N2保護、系統(tǒng)隔絕、壓力控制實行指標量化管理。并加強分析和監(jiān)控。9. 2. 5關于檢修動火：嚴格按照工廠檢修動火作業(yè)規(guī)定執(zhí)行，確保動火設備和系統(tǒng)有 可靠隔絕；動火設備經過清洗、置換分析合格；嚴格焊機地線搭接規(guī)定，嚴禁將地線搭 接至系統(tǒng)管線或非動火設備上；做好防止火花飛濺措施和動火現場氣體分析和通風。防 止因動火檢修而發(fā)生爆炸事故。9. 2. 6 關于入罐作業(yè)和設備檢修：嚴格按

27、照工廠容器、設備內作業(yè)安全規(guī)定執(zhí)行：確 保入罐或檢修設備和系統(tǒng)有可靠的隔絕；檢修設備按程序經過清洗、置換、通風；人孔 和通風系統(tǒng)開啟；動力電源確保斷開；照明設備符合設備內作業(yè)的安全要求。防止機械、化學事故的發(fā)生。以上，乙炔發(fā)生使用的各個設備，在日本受到高壓乙炔管理法及高壓乙炔管理施行規(guī)則的管束，并制定高壓乙炔作業(yè)負責人。并且，使用的原料電石要根 據“消防法及危險品管理相關法令及總理府令”由危險品處理負責人指定。9.3乙炔的特性a、物理特性乙炔氨一氧化碳氯乙烯醋酸乙 烯潤滑油丙烷燃點C17.8氣體氣體氣體 17.87.814.9232氣體起火點C334.8651.2651.2427260 371466.6暴發(fā)界限