Preparation of CaO-containing carbon pellets from coking coal and calcium oxide:Effects of temperature,pore distribution and carbon structure on compressive strength in pyrolysis furnace

CaO-containing carbon pellets(CCCP)were successfully prepared from well-mixed coking coal(CC)and calcium oxide(CaO)and roasted at different pyrolysis temperatures.The effects of temperature,pore distribution,and carbon structure on the compressive strength of CCCP was investigated in a pyrolysis furnace(350-750℃).The results showed that as the roasting temperature increased,the compressive strength also increased and furthermore,structural defects and imperfections in the carbon crystallites were gradually eliminated to form more organized char structures,thus forming high-ordered CC.Notably,the CCCP preheated at 750℃exhibited the highest compressive strength.A positive relationship between the compressive strength and pore-size homogeneity was established.A linear relationship between the com-pressive strength of the CCCP and the average stack height of CC was observed.Additionally,a four-stage caking mechanism was developed.

工业废渣在湖相软土固化改良中的应用研究

为改善湖相软土承载力小、易压缩变形、含水率大的工程特性,提出采用粒化高炉矿渣(GGBS)作为主固化材料,电石渣和Na_(2)SO_(4)作为激发剂材料对湖相软土进行复配固化改良,并与水泥固化方案进行了工程性能对比试验。结果表明:单掺GGBS、电石渣或者Na_(2)SO_(4)均能提升软土强度,分别在12%、2.5%和4%掺量时达到强度最大值,但对于强度的提升程度较小;当采用GGBS(12.18%)+电石渣(2.3%)+Na_(2)SO_(4)(5.31%)的复配方案时,强度提升较为显著,28d龄期强度可以达到1107kPa,是原状软土的24.6倍,其强度改善效果与掺入13%水泥的固化改良效果相当;采用GGBS+电石渣+Na_(2)SO_(4)进行复配固化的软土稳定性强于采用水泥固化的软土,在经历9次干湿循环后,强度仅降低7kPa,而水泥固化组则降低了86kPa,复配固化改良软土具有更优越的工程力学性能。

电石渣替代石灰石用于火电厂脱硫的优势分析

电石渣是富含Ca(OH)_(2)的工业固体废弃物,替代石灰石进行火电厂脱硫具有经济、环境、社会、生态多重效益。从脱硫原理、影响因素等方面对比电石渣炉内脱硫技术和炉外烟气脱硫技术,并指出电石渣与石灰石相比所具备的优势,同时分析电石渣用于电厂脱硫存在的问题以及解决的方案,为电石渣合理替代石灰石用于火电厂脱硫提出参考性建议和未来发展的方向。

核主元分析与优化核极限学习机模型在电石炉爆炸风险评估中的应用

为准确判断电热法电石生产工艺中电石炉的爆炸风险等级,提出了一种精准有效的风险评估模型。首先,基于危险与可操作性(Hazard and Operability, HAZOP)分析筛选出人、物料、设备、管理四方面的34项爆炸风险因素,考虑到因素间存在非线性关联,采用核主元分析(Kernel Principal Component Analysis, KPCA)进行属性约简,减少冗杂信息的干扰。其次,利用融合了Tent混沌序列、高斯变异与混沌扰动的麻雀搜索算法(Improved Sparrow Search Algorithm, ISSA)寻优核极限学习机(Kernel Extreme Learning Machine, KELM)的惩罚系数与核参数,建立KPCA-ISSA-KELM风险评估模型。最后,使用该模型分析83组实例数据,选取其中59组用于模型训练,其余24组用于测试。在测试结果中,该模型正确分类了22组数据的风险等级,判别准确率为91.67%,在各项性能指标上均优于对照模型,表明该模型对电热法工艺电石炉的爆炸风险等级具备高识别精度。

电石炉尾气净化系统的研究与应用

结合实际生产来看,电石在生产期间会产生大量尾气,这部分尾气温度高、热值高、含量复杂且风量高,以CO为电石炉尾气最主要成分。受CO富含量因素影响,导致电石炉尾气被大量应用于上游石灰生产,以及乙二醇、二甲醚等生产中。但需要注意的是,密闭式电石炉生产期间尾气异常排放会导致环境污染问题产生,考虑现尾气净化系统工艺方案的局限性与问题,需要尝试对电石炉尾气净化系统进行改进与优化,以确保尾气处理效果满足生产所需,达到设计要求,实现生产闭环以及稳定控制。因此,文章尝试对电石炉尾气净化系统展开分析与阐述,在对电石炉尾气净化工艺技术现状进行分析的基础之上,对尾气净化系统改良方案进行研究,结合实例分析证实尾气净化系统优化方案的实施效果,取得确切结论。

电石炉尾气脱硫净化工艺的开发

电石炉尾气中的硫、氧及其他杂质脱除是电石炉尾气综合利用的难题,为此,提出了一种脱硫净化工艺,该工艺采用TSA除杂+水解脱硫+深度脱硫+低温脱氧+脱烃的方法,从而将电石炉尾气中的有机硫及杂质脱除,脱氧采用复合氧化物催化剂脱氧,通过循环控制脱氧反应器入口氧体积含量在0.5%左右,使脱氧反应温升平稳,在低温下降氧进行反应脱除,从而控制催化剂结焦积碳的风险,延长了脱氧催化剂的使用寿命,脱烃采用贵金属催化剂,可在较低温度条件下脱烃。工业实验表明,该工艺可以将气体中的硫化物脱除至0.1 mg/m^(3)以下,氧含量脱除至30μL/L以下,不饱和烃含量<0.1 mg/m^(3),从而达到深度利用的要求。

电石炉自动控制系统的优化

介绍了电石生产工艺流程及电石炉自动控制系统的配置。详细阐述了电石炉控制系统的控制策略和优化措施。优化后,自动控制程序操作简单,电石炉运行平稳,电石产品发气量稳定,取得了良好的经济效益。

均混预热电石熔炼新工艺的能耗特征与热经济成本分析

传统电石生产以块状生石灰和块状焦炭为原料,在电石炉内电热高温(2000℃以上)作用下完成电石熔炼反应。均混预热电石熔炼新工艺以低阶煤粉和生石灰粉为原料,增加压球和热解工序,以期获得降低成本和节能降耗效果。本文建立了两种工艺的能质平衡模型,分别对两种工艺在相同电石出炉条件下进行物质流和能量流的模拟,探讨新工艺的能源替代效果;基于㶲流和㶲单价,建立了热经济学成本分析模型,对比两种工艺的热经济特性。结果表明,在新工艺中,每吨电石需消耗低阶煤粉810.0kg,热解过程产生副产能源206.2kg,其碳质能源的净消耗与传统工艺耗量(583.5kg焦炭)基本相当,新工艺具有“以煤代焦”特性;热解出炉球团的物理热通过热送热装直接带入电石炉,可节约加热电耗约11.2%,具有“以热代电”的按质用能效果;传统工艺和新工艺的吨电石热经济学成本分别为2208元和1919元,新工艺电石成本下降主要源于电力消耗降低、副产气净产量提高和低阶原料替代,其贡献度分别为8.7%、6.0%和3.5%;新工艺的设备成本偏高,其热经济性优势会在后续工艺推广中逐步展现。

密闭式电石炉系统装置的技术改造

通过对密闭式电石炉配料、电炉和净化三大系统的运行分析、可行性研究与讨论,发现目前装置系统存在许多问题,自动化程度低。例如,配料站料仓密封不严、出炉设备操作粗放、出炉牵引卷扬机为半自动化、炉前设备故障率高等,制约了电石的产量。结合现场实际情况,针对存在的问题进行了一系列的技术改造,降低了设备故障率,保障了人员作业安全系数,取得了显著的社会效益和经济效益。

智能出炉机器人在密闭电石炉的应用

对电石炉出炉操作过程进行研究,对3万kVA密闭电石炉进行技术改造,使用智能出炉机器人代替人工进行出炉操作,实现了危险环境下的无人化、减人化作业,节约了大量人力和材料费用。

基于模糊控制算法的电石炉炉压自动控制技术

针对电石炉烟气处理净化系统压力控制的非线性、滞后性及时变性等特点,采用模糊控制技术替代常规PID控制技术,实现了电石炉炉压的自动控制,同时减轻了DCS操作人员的工作强度。

电石炉气净化及综合利用分析

从电石炉气的特点、主要成分以及我国的行业能效基准要求阐述了电石炉气净化及综合利用的必要性,分别介绍了电石炉气的净化技术,并分析评价各种技术的优缺点。对电石炉气综合利用技术进行了详细阐述,对其经济性进行分析,电石炉气综合利用可降低单位电石产品综合能耗,推动电石炉气资源综合利用改造,使行业节能降碳效果显著,绿色低碳发展能力大幅度增强,为我国实现碳达峰、碳中和助力。

固碱生产装置熔盐炉系统的改造

介绍了固碱生产装置熔盐炉燃料由煤改为电石炉气的措施,并对改造前后运行效果进行了对比。

烧碱蒸发系统熔盐炉燃气管线的改造

在以熔盐为传热介质生产片(粒)碱工艺中,当以电石炉气为燃料对熔盐炉进行加热时,由于电石炉气经水洗后仍含有少量水分,使得其压力不稳定,影响生产。针对以上问题,在燃气管线增设了排水装置,达到了预期效果。

密闭电石炉气用作固碱熔盐炉热源的技术研究

介绍了英力特化工固碱装置现状,及烟气排放指标为达到环保要求进行的技术改造措施;对国内固碱熔盐炉采用的三种加热方式进行技术经济对比;对自产电石炉气的利用量进行平衡核算;采用低氮燃烧技术,将富余电石炉气作为固碱熔盐炉热源,不但可减少环境污染,使排放烟气达到排放限值要求,还使电石炉气得到充分利用,节约能源,产生较大经济效益。

密闭电石炉检修工作中常见危险点及处理措施

电石炉作为电石生产过程的主体生产设备,已广泛应用到我国的电石行业。但在使用过程中还存在较多问题,给企业生产造成不同程度的经济损失,不利于电石行业的发展。为提高电石的生产效率,文章主要围绕电石炉的电石炉导电系统、净化系统、液压系统、出炉系统等4大项常见检修故障进行了阐述,并提出具体处理措施,旨在为相关从业者提供一定参考。

氧热法电石生产技术研发进展

电石是一种重要的由煤生产纯化学品的中间产物,一百多年来由电弧法生产,耗电量很大,从燃煤发电算起,能耗很高。为了降低能耗,国内外很早就开始研发以含碳原料与氧气反应供热的氧热法技术。简要介绍了过去中试研发的几个氧热法技术及其存在问题,较为详细地介绍了近年来我国在电石生产反应器开发、基本化学反应和反应工程规律认识等方面的进展,重点展示了对电石生成反应机理的认识以及原料性质、形貌、传质、灰分等对反应的影响,整体工艺能效衡算等方面的特征。

电石炉尾气净化分离用于合成乙二醇的新工艺

电石炉尾气富含CO,其中φ（CO）约为65%~90%,φ（H2）约为8%~15%,此外还含有N2、CH4和微量的S、P、As、F、HCN、O2、Cl、不饱和烃等。提出了一种净化分离方法得到的CO和H2可用于草酸酯加氢路线合成乙二醇,电石炉尾气出气柜压缩后,预净化,然后经脱硫、磷、砷、氟、氯、HCN、羰基金属,脱氧深度净化脱除电石炉尾气中的H2S、COS、CS2、PH3、As H3、HF、HCN、HCl、羰基金属、O2,再将深度净化后的一部分电石炉尾气经变压吸附（CO-PSA）分离出高浓度的CO,脱氢,得到纯CO;另一部分电石炉尾气与CO-PSA解析气混合后在铁铬系高温变换催化剂和铜锌系低温变换催化剂的催化作用下,发生变换反应使变换后体系中φ（CO）〈0.3%,然后经PSA脱除CO2,PSA提纯H2,得到高纯H2。制取的纯CO和纯H2作为原料气用于生产乙二醇比煤为原料投资省,成本低。

电石炉区域能量分配模型研究

利用Factsage软件对电石炉内可能发生的化学反应的热力学数据进行计算,根据物理化学变化设定临界约束条件,将电石炉划分为炉料区、反应区、熔融滴落区和熔池区4个区域,在此基础上对碳化钙的生成机理做了探讨,对原料带入的杂质引起能耗的变化进行了分析,对各区域的能量利用分配进行了计算,结果显示,电石炉4个区域的电耗分别占供入总能量的14.46%、12.40%、13.54%和43.21%,电石炉能量损耗占16.38%,从而明确了电能在不同区域的利用价值。

基于PC/104的电石炉炉台控制系统设计

电石炉电极升降控制系统是利用电弧电流的设定值与实际值比较来自动调节,当设定值大于实际值时,电极上升;反之下降,最终达到平衡点进行稳弧冶炼。开发了基于PC/104的电石炉炉台控制软、硬件系统,通过VB编程实现电石炉炉台的自动控制。