电石生产工艺

1. 电石的化学名称是什么？

答：碳化钙 分子式： CaC2 。

2. 工业电石的成分有哪些？

答：碳化钙、氧化钙、碳、硅、 铁、磷化钙和硫化钙。

3. 电石的用途有哪些？

答：（1）电石与水反应生成的乙炔可以合成许多有机化合物；

（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； （4）产生的气体照明及金属的焊接和切割。

4. 什么是电石的发气量？功率发气量？

答：电石的发气量：在压力为101.325kPa，温度为20℃条件下，每公斤电石与水反应后放出的干乙炔体积体积数（升）。

功率发气量：在电石生产过程中，每千瓦电能，在24小时内所生产出的电石其发气量。

5. 生产电石的基本原料是什么？

答：焦炭和石灰。

6. 方法有哪几种？常用的是那种？

答：氧热法和电热法，目前生产上用的较广的是电热法。

7. 碳素材料中的那些成分是工艺上要控制的，如何控制？

答：（1）灰分、水分、挥发份。

（2）控制：①灰分：筛分；②水分：干燥；③挥发份：高温下挥发或调

节原料配比。

8. 请写出电石生成的化学反应方程式？

答：CaO+3C→CaC2+CO - 111.3千卡

9. 电石生产中的碳材有哪几类？各有何特点？

答：①冶金焦：以气煤、肥煤和焦炭三者配合，在1250℃高温下干馏而得。

其固定碳含量一般在85%左右，好者可达90%。硬度大、导电性能好、灰分、水分、挥发份含量低，比表面积大，反应活性好。②石油焦：以石油沥青干馏而得，挥发份含量高。③无烟煤：分软硬二种，电石生产使用使用软质或半软质，要求固定碳高，灰分少。

10. 用于电石生产的焦丁中那些成分是我们要控制的，其对电石生产有哪些影响？ 答：（1）灰分、水分、挥发份。

（2）影响：①灰分：引起表层炉料板结，影响炉料的透气性；具有较强的还原性，将原料中的氧化物还原，消耗额外的电能。②水分：影响炉料配比；与原料中的碳反应生成H2后，使得尾气中的氢气含量偏高；与CaO（氧化钙）和CO2（二氧化碳）反应后生成CaCO3(碳酸钙)，使得炉料板结。③挥发份：电阻较大，影响炉料的电气特性；本省也较粘，容易使得物料发粘。

11. 石灰石中含有哪些成分，各对电石生产有什么影响？ 答：碳酸钙：含量大于96%，其直接决定着生石灰的品质。

氧化镁：在电石熔融区被还原为金属镁蒸汽，在电石炉熔融区形成强烈高温还原区，镁与一氧化碳反应，强烈放热，破坏电石炉内温度分布。原料中的氧化镁约15%留在熔融区，与氮气反应生成氮化镁，使得电石液发粘，在炉内不易流出。

二氧化硅：在电石炉内与焦炭反应生成单质硅。

A． 硅与焦炭反应生成碳化硅(熔点较高)，沉积于炉底，造成炉底垫料升高。 B． 硅与铁反应生成硅铁（比热较大），损坏炉壁铁壳，出炉时烧坏流料嘴和

冷却锅。

氧化铝：部分被还原为铝，一部分混在电石中降低电石质量，大部分形成炉渣，使得炉底升高。 氧化铁：与硅反应生成硅铁

磷和硫：与氧化钙反应生成磷化钙和硫化钙。磷化钙在空气中分解后会发生自燃，硫化钙与水反应后生成二氧化硫酸性气体具有腐蚀作用。

12. 竖式石灰窑分为几个温区，如何界定？

答：①预热区：加料口下部，煅烧区上部，温度< 850℃

②煅烧区：石灰窑中部，温度在850℃～1200℃，是石灰石分解的主要场所。

③冷却区：石灰窑下部，温度低于850℃，主要是冷却石灰，同时加热上升的空气，保证炉温不降低。

13. 生石灰有哪几种类型，对电石生产有什么影响？ 答：

(1) 生烧石灰：石灰石中心未完全分解，含有部分碳酸钙的石灰。

(2) 过烧石灰：碳酸钙分解后生产的生石灰，继续在高温下灼烧，其疏松多孔结构坍塌，形成致密结构的生石灰。

(3) 粉化石灰：主要指风化后生成的氢氧化钙（ Ca（OH）2 ）粉末。

14. 石灰石煅烧的速度受到哪些因素的影响？

答：窑内的温度，石灰石的颗粒直径。窑内温度越高，石灰石的直径越小，则煅烧的速度越快。

15. 电石炉有几种形式，各有什么特点？

答：有开放炉、半密闭炉和密闭炉三种。

特点：开放炉：没有炉盖，一氧化碳在料面燃烧，料面容易板结，需要耙料。 半密闭炉：吸气罩埋入炉料中，抽出一部分一氧化碳，另一部分在料面燃烧，需要耙料。

密闭炉：炉顶有炉盖，用水进行冷却，全炉密封，一氧化碳全部由抽气系统抽出后集中处理，无法耙料，对进料要求较严格，采用连续加料方式加料。

16. 电石炉中的保温材料有哪些，各有什么特点？

答：炉壳:钢结构，支撑及保护炉体。

石棉板:用石棉,玻璃纤维,陶土等材料,按照科学的配方生产出来的材料。 耐火砖:具有一定形状和尺寸的耐火材料。碳素砖: 以无烟煤、焦炭或石墨为原料，加入适量沥青、焦油或酚醛树脂为结合剂，制成的主要成分为碳素的耐高温中性耐火材料。

刚玉砖（Al2O3）: 氧化铝的含量大于90％、以刚玉为主晶相的耐火材料制品。

砂封:利用沙子作为密封隔热材料，某些场合可进出设备。

17. 请对电石炉料层结构加以说明？ 答：A：炉料层：预热原料；

B: 扩散层：此层由生石灰、焦炭和含有少量碳化钙的半熔融物组成，在此层中氧化钙和碳相互扩散。

C: 反应层：氧化钙和碳材在此区域进行反应。

D: 熔融层：即液体电石层，混合物逐渐熔融而呈流动状态，逐渐向炉底下沉，在高温下再进行一次熔炼。

E：硬壳层：离电极较远的区域，电弧的作用范围之外，受电弧影响较小，温度较低，是一种半成品多孔性物质和半熔融物质。

F：积渣层：电石炉在长久运行之后，原料中的杂质产物如硅铁、碳化硅、

三氧化二铝等物质沉积在炉子底部，形成积渣层。

18. 电石生成的最佳温度是多少度？ 答：2000℃，反应层

19. 碳化钙与氧化钙共熔物的最低熔点是多少度？此时电石纯度为多少？ 答：1750℃,69%

20. 电石炉炉气中含有哪些成分？

答：一氧化碳（CO）70~90%；氢气( H2 ) 2~6% ；二氧化碳( CO2 ) 1~3 %；氧

气( O2 ) 0.2~1.0%；氮气( N2 ) 2 ~5 %

21. 电石炉粉尘中含有哪些成分？

答：碳（ C ） 10～20%；氧化钙（ CaO ） 23~30 %；酸不溶物 8~10%；三氧化二物（ Al2O3,Fe2O3 等） 9~10%；氧化镁（ MgO ） 13~18%

22. 反渗透净化工业用水的原理是什么？

答：当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧。

23. 什么叫做分聚现象？

答：布料器在布料过程中，混合料的颗粒不均匀，因为自身的惯性作用而出现大块石材滚落到窑壁附近，而较细的石材及焦炭颗粒因惯性较小而垂直落在布料器下方。这样造成中心环形部分燃料及小颗粒石材集中，空气阻力大，而四周空隙大，燃料不足，空气容易通过。

分聚现象会使煅烧区伸长及上移，窑顶窜火，造成石灰生烧率增大，粉化率增加。

24. 混烧石灰窑的工艺条件有哪些？ 石灰石粒度 60~150mm 石灰石质量 CaCO3% > 96% 焦炭粒度 25~40mm 窑料配比 1000:70~80(干基) 石层高度 4~4.5m 二氧化碳 — 窑气成分 一氧化碳 — 氧气 <1% 烟道气温度 < 200℃ 煅烧区温度 灰温 上压 灰压 下压 生烧率 水化 合格率 过烧率 < 800~900℃（热电偶指示） < 80℃ < 5.33 >33.33 kPa < 7% < 3%

25. 电石炉的工艺条件有哪些？

答：(1)电石炉的有功功率，功率因数；(2)一、二次电流，二次电压及电极电压；(3)电极的入炉深度；(4)炉料比电阻 ；(5)炉气的温度，炉压；(6)原料的配比及粒度；(7)出炉及冶炼时间；(8)电极的压放时间 。

26. 混烧石灰窑的开窑如何进行操作？ 答：烘窑、铺窑、投料、点火

27. 电石炉的开炉如何操作？ 答：（1）、电极筒的制作；（2）、装炉；（3）、电极糊预熔（如果电极糊在电极车间已经加热均匀糊化后就可省略预熔部分）；（4）、设备检查与电石炉空投；（5）、送电开炉。

28. 电石炉如何烘炉？

答：炼化电极，按升温曲线升温。分为：木材烘炉、电热烘炉、焦炭烘炉。

29. 密闭电石炉如何装炉？

答：(1) 砌假炉门；(2) 铺垫底焦炭，300mm；(3) 放置导电柱，直径1300mm，高度 1400mm；(4) 填充炉料（配比为CaO:C = 100：55）,高度不超过导电柱。

30. 新炉开路时如何预熔电极糊？

答：(1) 降下电极与导电柱接触；(2) 在炉料面上安放煤气管线；(3) 点火，开启事故水封，按温度曲线升温；(4) 定时测量电极糊高度，保持导电板以上4m；(5) 48小时后停火，拆除煤气管线；

31. 石灰煅烧生成机理？

CaO + CO2 – 178 kJ 答：反应式为：CaCO3 高温

32. 电石炉的停炉分为几种情况，如何操作？ 答：1、短期停炉

(1)停电前降低料面，炉内液体电石尽量排空，

(2)停电后，三相电极周围及炉中心加一些焦炭，把三相电极落到下极限，四周用混合料围好，烧深炉眼，用焦炭埋实保温。 2.停电大修（清炉）

(1)使炉内的剩余电石、炉渣尽量排出， (2)停电后，固定电极。

(3)放水降温。

(4)待电炉内的乙炔气体挥发完毕之后，人工清炉。

33. 焦炭中的水分在不同的炉型上其产生的危害也不同，请叙述在不同炉型中干燥的情况。

答：根据炉型的不同，焦炭中水分的处理情况如下：

(1) 小型电石炉: 要处理的水分较少，在进炉子的前期可自行干燥。 (2) 中型电石炉: 碳材最好进行干燥，否则可能发生喷料或塌料现象。 (3) 大型电石炉：碳材必须进行干燥 (4) 密闭炉不论大小都要进行干燥。