【正文】 kJ 11 當鎂與氧反應(yīng)時，放出大量的熱，使料面結(jié)塊，阻礙爐氣排出，并產(chǎn)生支路電流。 影響電石消耗的因素 原料中雜質(zhì)的影響 原料中的雜質(zhì)主要包括氧化鎂、氧化硅、氧化鐵、氧化鋁等。 爐膛深度 爐膛深度太淺，爐料層太薄，蓄熱困難，表面散熱損失大，不但會降低電石產(chǎn)量，且電極離爐底過近，電弧燃燒過于集中，易損壞爐底，也會迫使電極上升，較難閉弧生產(chǎn)。同心圓選得過大，三相熔池容易不通，出爐困難，易翻液體，中心區(qū)熱量不集中，溫度不高，難以得到高質(zhì)量的電石；同心圓選得過小，三角區(qū)易重疊，熱量過于集中，爐料站不住，熱量損失大，產(chǎn)量不高，電耗高。 電極同心圓 合理的同心圓直徑是閉弧生產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)低消耗的條件。電極的電流密度選得過大，則電極直徑過小 ，會增加電極的電阻電耗，電 極容易因過焙燒而硬斷，也會縮小電石爐熔池；電極電流密度選得過小，則電極直徑過大，雖然能擴大熔池，還可減干基配比 1水份 10 少電極電阻電耗，但電極不易深入爐料，且會增加熱損耗而降低熱效率，電極焙燒不足易軟斷，電弧溫度也會降低，對生產(chǎn)不利。電石生產(chǎn)時，往往采用兩臺變壓器并聯(lián)的方法來提高電流電壓比，或采用單臺變壓器負荷生產(chǎn)的方法來提高電流電壓比。但電流電壓比過大，電極插入爐料應(yīng)會太深，減少熔池的高度和體積而降低產(chǎn)量，同時易燒壞爐底。 式中： Kg――流壓比系數(shù)，一般取 31～ （ I2/U2） 最佳 ＝ Kg實際上工業(yè)電石爐不可能采用純原料，也不可能生產(chǎn)純 電石，因此實際生產(chǎn)中計算爐料配比必須原料中的雜質(zhì)含量，以及在生產(chǎn)過程中物料損失等因素，由生產(chǎn)實踐得出經(jīng)驗公式： 爐料配比＝ DEBA FBC ???? ??? 9 式中： A――石灰中氧化鈣含量 B――電石中碳化鈣含量 C――碳素原料中固定碳含量 D――電石中游離氧化鈣含量 E――投爐石灰損失量 F――投爐碳素原料損失量 據(jù)我廠情況： A＝ % B=% C=83% D=% E=2% F=% 爐料配比＝ ???? ??? ＝ ％ 上述求得為碳素材料無水份的配比，稱為干基配比，密閉爐用焦炭含水量為 1％，考慮碳素材料帶水時： 爐料配比＝ ＝%)11( ?=% 即：石灰：焦炭＝ 4 電石爐有關(guān)參數(shù) 討論 、 電流電壓比 電石爐容量不同，其最佳電流電壓比不同，一般來說電石爐容量越大，其最佳電流電壓比也越大。 爐料配比，通常 以 100 公斤石灰配合多少公斤碳素材料來表示。 69%的電石凝固后，電石中是混成一片，沒有電石的晶體，而成份高的電石中才有電石的結(jié)晶體鑲嵌在 69%成份的電石的凝固體中間。爐溫越高，電石成份就越高。通常采用的辦法為：適當提高電流電壓比，使其能在電阻較低的情況下，仍然進行閉弧操作；摻用部分比電阻較大的碳素材料等。要想提高爐溫，主要是靠生產(chǎn)高質(zhì)量的電石，相應(yīng)地也要提高電石爐的負荷。 K＝ AeE/RT 式中： K――反應(yīng)速度常數(shù)； A――常數(shù)； 8 E――反應(yīng)的活化能（粗略估計為 200 千卡 /克分子）； R――氣體常數(shù)， 卡 /克分子 反應(yīng)速度和稀釋速度在電石爐內(nèi)同時存在，影響這兩個速度的條件不同，但在正常的情況下，這二個速度是可以保持平衡關(guān)系的。所以在操作時我們?nèi)绾芜m當加快反應(yīng)速度，適當調(diào)節(jié)稀釋速度，這是一個關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì) 量和電耗的關(guān)鍵性問題。如果反應(yīng)速度大于稀釋速度，那么，電石成份就不斷增加，質(zhì)量就會高起來。在爐內(nèi)溫度高于這個組份的共熔點時，只要熱量的供給跟得上熔化時吸收熱量的需要，共熔的速度是足夠快的，在一定條件下看來比反應(yīng)速度要快些。同時，還決定于爐溫的高低，焦炭的化學(xué)活性等。 從反應(yīng)的過程可以看出，反應(yīng)速度被焦炭的有限的反應(yīng)表面所限制了。如果配比高，石灰沒有過剩，那么焦炭的微粒與共熔體中的大部分熔化石灰反應(yīng)石生成電石。第二步是未崩裂的和已崩裂成小塊的焦炭，再不斷被石灰 熔液滲入，邊反應(yīng)、邊崩裂，有一些焦炭就分散成微粒，懸浮在電石－石灰共熔體中。這樣，它的有限的反應(yīng)接觸面就大大阻滯了與熔化石灰的反應(yīng)速度，甚至比共熔的速度更慢。但是在電石爐內(nèi)，焦炭是以塊狀存在的，而不是一 個碳原子的易破碎存在的，焦炭沒有明顯的熔點，直到 3000℃時，它還是固體。一個是焦炭與石灰不斷化合生成電石的“反應(yīng)速度”，另一個是生成的電石不斷與石灰共熔而稀釋的共熔速度，這個速度叫做“稀釋速度”。共熔體的電石成份一般不會高于 70%，因為配料比高時，焦炭還來不及反應(yīng)生成電石，而配料比低時，石灰倒很容易與之共熔，使電石沖淡（稀釋）到 70%℃熔點 7 以下。而高質(zhì)量的電石（成份在 80%以上）也不是在電石爐一開始就生成的，因為電石的熔點高，當它一生成就和周圍的石灰共熔成熔較低的共熔體流了下去，由于含 69～ 70%電石的共熔體的熔點最低，所以生成的電石－石灰共熔體，大多是這個成份。這張圖就叫相平衡圖。熔點可降到比石灰和電石的熔點都要低，這個熔點叫做“共熔點”，而且這個共熔點又是不固定的，它隨著電石和石灰混合的比例不同而不同。原來電石和石灰單獨存在的時候，都有很高的熔點，純電石熔點為 2300℃，純石灰的熔點為 2580℃。nCaO=(m1)CaC2C(互相擴散態(tài) )＝ Ca+CO Ca＋ 2C＝ CaC2 并有： mCaC2+nCaO=mCaC2 64 36＝ 563 公斤 6 所以理論爐料配比＝ 563/875＝ 電石的反應(yīng)機理到目前為止還沒有成熟的理論，一般的說法是： 以固態(tài)反應(yīng)生成 CaC2， CaO+C=CaO 理論消耗氧化鈣＝ 1000247。這些 損失主要有以下幾個方面： （ 1） 電石爐中有許多副反應(yīng)存在， CaC2=Ca+ 千卡 CaCO3=CaO+ 千卡 CO2+C= 千卡 H2O+C=CO+ 千卡 Ca(OH)2=CaO+H2O26 千卡 CaSiO4＝ 2CaO＋ SiO2－ 29 千卡 SiO2+2C=Si+2CO137 千卡 Fe2O3+3C=2Fe+3CO108 千卡 Al2O3+3C=2Al+3CO291 千卡 MgO+C=Mg+CO116 千卡 以上的反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，都要消耗熱量。 64 111300247。 碳化鈣的生成反應(yīng)式 如下： CaO+3C=CaC2+ 千卡 56 36 64 以上反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，為完成此反應(yīng)，必須供給大量的熱能。電石還用于鋼鐵的脫硫劑、分析化學(xué)中的水 5 分測試劑、用于農(nóng)業(yè)果樹等經(jīng)濟作物處理劑，現(xiàn)在還有用于環(huán)保行業(yè)用作廢水的脫硫劑等。 2020 年電石產(chǎn)量為 1361萬噸。 共生產(chǎn)聚氯乙烯 萬噸，其中 采用電石法生產(chǎn)的聚氯乙 烯 產(chǎn)量 為 589 萬噸，理論消耗電石 884 萬噸，消費電石量電石總產(chǎn)量的%。 電石主要用途是生產(chǎn)聚氯乙烯， 2020 年全國 電石產(chǎn)能為 1700 萬噸，共計產(chǎn)量為 1171 萬噸，同比增長 %。并且電石爐容量