一種氰氨化鈣的生產(chǎn)方法及裝置的制造方法
【專利說明】一種氰氨化鈣的生產(chǎn)方法及裝置 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種氰氨化鈣的生產(chǎn)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前利用回轉(zhuǎn)氮化爐生產(chǎn)氰氨化鈣的工藝路線是：將破碎好的電石、回爐氰氨化 鈣、作為催化劑的螢石或氯化鈣、氯化鈉分別送到各自的料倉中，然后按各自的重量配比一 起送入球磨機(jī)球磨到所要求的細(xì)度后，用提升機(jī)送到爐料倉中，通過氮氣將爐料倉中配好 的爐料噴到回轉(zhuǎn)氮化爐中進(jìn)行反應(yīng)。
[0003] 回轉(zhuǎn)氮化爐內(nèi)的氮化反應(yīng)的最佳反應(yīng)溫度在1000- 1100°C。溫度太高會發(fā)生副 反應(yīng)，溫度太低氮化反應(yīng)很慢，產(chǎn)品中殘留的游離電石就會很高。這不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量和消 耗，使產(chǎn)品在使用時因產(chǎn)品中游離電石受潮或遇水產(chǎn)生大量乙炔氣，具有爆炸的安全隱患。 因此，理論上爐內(nèi)反應(yīng)充分的直觀體現(xiàn)是反應(yīng)段的溫度穩(wěn)定地保持在1000- IKKTC之間， 而目前控制爐內(nèi)溫度所用的方法是控制電石和回爐氰氨化鈣的比例。當(dāng)反應(yīng)溫度過高時， 增加回爐氰氨化鈣的量，當(dāng)溫度過低時，減少回爐氰氨化鈣的量。
[0004] 由于目前的工藝是將電石和回爐氰氨化鈣是在進(jìn)球磨機(jī)前就配好，且按照工藝要 求為保證生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行，每批爐料均要保證24小時的生產(chǎn)需求量。當(dāng)爐前操作人員發(fā) 現(xiàn)爐溫過低或過高時，通知配料工序調(diào)整配比，等調(diào)好配比的爐料到達(dá)爐內(nèi)時，已經(jīng)滯后24 小時了。由于爐內(nèi)反應(yīng)不充分，就會造成反應(yīng)物料粘結(jié)在爐壁內(nèi)需要經(jīng)常清理，帶來勞動強(qiáng) 度的增大和熱量的損失。如何及時調(diào)整氮化爐內(nèi)的工況，是目前利用回轉(zhuǎn)氮化爐生產(chǎn)氰氨 化鈣的主要問題之一。
[0005] 現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)氮化爐主要由爐體、安裝在回轉(zhuǎn)氮化爐爐頭的送料裝置、安裝在爐體 反應(yīng)段的氮氣輸入裝置、安裝在爐體冷卻段的冷卻裝置和安裝在爐尾的出料口組成。
[0006] 現(xiàn)有的爐頭送料裝置是采用沿爐頭軸向向爐內(nèi)吹送氮氣，通過氮氣將爐料吹送至 爐內(nèi)。由爐頭軸向吹送爐料的氮氣會造成爐內(nèi)壓力增大，必須依靠爐尾的引風(fēng)機(jī)將爐內(nèi)過 剩氮氣排出，這樣就會帶出大量的爐料和熱量，造成生產(chǎn)成本增加、能耗高，同時用氮氣輸 送爐料時，需根據(jù)爐內(nèi)的反應(yīng)狀態(tài)調(diào)整爐料的投入量，這樣就需要調(diào)整氮氣的流速和流量 來進(jìn)行爐料投入量的調(diào)整，由于氮氣和爐料的溫度較低，氮氣流速和流量的波動將帶來爐 內(nèi)溫度的波動，直接影響到爐內(nèi)物料的反應(yīng)時間和產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0007] 現(xiàn)有的氮氣輸入裝置是通過氮氣輸入端的配氣裝置將氮氣通過氣體輸送管輸送 至回轉(zhuǎn)氮化爐的反應(yīng)段，由氮氣入爐裝置將氮氣分配后沿爐體徑向吹入爐內(nèi)的反應(yīng)段，直 接參與氮化反應(yīng)。
[0008] 回轉(zhuǎn)氮化爐內(nèi)的氮化反應(yīng)是在螢石或氯化鈣、氯化鈉等做催化劑的條件下進(jìn)行 的，其最佳的反應(yīng)溫度在1000- ll〇〇°C。維持最佳反應(yīng)溫度的條件是加熱量和爐內(nèi)物料的 氮化反應(yīng)速度，氮化反應(yīng)速度快，爐內(nèi)溫度高，反之爐內(nèi)溫度則低。爐內(nèi)溫度太高會發(fā)生副 反應(yīng)，而溫度太低氮化反應(yīng)速度降低，產(chǎn)品中殘留的游離電石會很高，這不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量 和原料、能量的消耗，同時會造成產(chǎn)品在使用時因游離電石受潮或遇水產(chǎn)生大量乙炔氣，帶 來爆炸的安全隱患。因此，這就要求氮化爐內(nèi)反應(yīng)段的溫度應(yīng)穩(wěn)定地保持在1000- 1100 °c 之間。而目前進(jìn)入回轉(zhuǎn)氮化爐反應(yīng)段的氮氣是未經(jīng)預(yù)熱直接進(jìn)入氮化爐的反應(yīng)段，同時進(jìn) 入反應(yīng)段的氮氣流量是根據(jù)爐內(nèi)反應(yīng)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣溫度較低的氮氣直接進(jìn)入回轉(zhuǎn)氮 化爐反應(yīng)段后，就會造成反應(yīng)段內(nèi)爐溫的波動，且隨著氮氣流量的變化，爐溫變化增大，這 不僅不利于氮化反應(yīng)的順利進(jìn)行，還會造成爐壁結(jié)壁嚴(yán)重，進(jìn)而帶來產(chǎn)品質(zhì)量下降、電石消 耗增加、操作人員勞動強(qiáng)度加大等一系列問題。
[0009] 現(xiàn)有的冷卻裝置是在冷卻段的外圓面上安裝有冷卻用水夾套進(jìn)行冷卻，以降低出 料溫度。由于氮化爐內(nèi)的爐料進(jìn)入冷卻段時的溫度約在900°C以上，這就需要大量的冷卻水 進(jìn)行熱量的吸收。而水夾套這種冷卻方式在水流進(jìn)出的過程中，會在夾套內(nèi)產(chǎn)生死角，一方 面使冷卻段爐體溫度不均勻，造成冷卻段爐體變形和使用壽命降低，另一方面由于冷卻水 在水夾套內(nèi)的流速不均勻，造成流速較慢的冷卻水在水夾套內(nèi)形成冷卻死角，當(dāng)冷卻死角 內(nèi)的冷卻水水汽化后，就會造成水夾套內(nèi)的壓力迅速升高，將水夾套撐破，輕則使氮化爐冷 卻水的進(jìn)出水管崩開，重則使氮化爐冷卻段冷卻夾套變形，更嚴(yán)重會使夾套破裂，一旦冷卻 水和爐料相遇就會引起爆炸發(fā)生。在國內(nèi)就有生產(chǎn)廠家因夾套水漏入爐內(nèi)而發(fā)生爆炸事故 的例子，同時由于水夾套內(nèi)的空間較大，對其內(nèi)水垢的處理較為困難。
[0010] 綜上所述，現(xiàn)有回轉(zhuǎn)氮化爐的利用氮氣向爐內(nèi)輸送物料的裝置、反應(yīng)段的氮氣輸 入裝置和爐體冷卻段的冷卻裝置均存在工藝、結(jié)構(gòu)等方面的缺陷，影響回轉(zhuǎn)氮化爐的安全、 尚效生廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，首先對爐料進(jìn)入回轉(zhuǎn)氮化爐內(nèi)的進(jìn)料 形式進(jìn)行改進(jìn)，可實現(xiàn)對爐內(nèi)反應(yīng)溫度的及時調(diào)整，其次是對回轉(zhuǎn)氮化爐的爐頭送料裝置 的送料方式、爐體反應(yīng)段的氮氣輸入裝置和爐體冷卻段的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，可有 效減小爐內(nèi)反應(yīng)段的溫度波動幅度、降低生產(chǎn)成的氰氨化鈣的生產(chǎn)方法及其生產(chǎn)用回轉(zhuǎn)氮 化爐。
[0012] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種氰氨化鈣的生產(chǎn)方法，其工藝步 驟是： 1) 將破碎好的電石、作為催化劑的螢石或氯化鈣、氯化鈉和回爐氰氨化鈣分別加入到 各自的料倉中； 2) 按重量配比將上述破碎好的電石、作為催化劑的螢石或氯化鈣、氯化鈉送入球磨機(jī) 球磨到所要求的粒度度后，用提升機(jī)送到電石料倉中； 3) 將上述破碎好的回爐氰氨化鈣送入球磨機(jī)球磨到粒度為0. 01 - IOmm后，用提升機(jī) 送到回爐氰氨化鈣料倉中； 4) 通過安裝在電石料倉和回爐氰氨化鈣料倉出料口下的送料裝置，按比例將電石料倉 和回爐氰氨化鈣料倉中的物料送入回轉(zhuǎn)氮化爐內(nèi)。
[0013] 上述步驟3的回爐氰氨化f丐粒度優(yōu)選0. 5 -3mm。
[0014] -種用于上述氰氨化鈣生產(chǎn)方法的裝置，包括回轉(zhuǎn)氮化爐和安裝在爐頭的送料裝 置、爐體反應(yīng)段的氮氣輸入裝置、爐體冷卻段的冷卻裝置，其特征在于安裝在爐頭的送料裝 置包括安裝在電石料倉出料口下的電石爐料螺旋輸送機(jī)和安裝在回爐氰氨化鈣料倉出料 口下的回爐氰氨化鈣爐料螺旋輸送機(jī)，在石爐料螺旋輸送機(jī)和回爐氰氨化鈣爐料螺旋輸送 機(jī)出料口下安裝有進(jìn)料螺旋輸送機(jī)，進(jìn)料螺旋輸送機(jī)的輸送管套裝在套管內(nèi)在，套管垂直 安裝于爐頭上的爐墻內(nèi)，套管的一端位于爐墻爐體內(nèi)一側(cè)并伸出爐墻，套管的另一端位于 爐墻爐體外一側(cè)，在位于爐墻爐體外一側(cè)的套管端面固定有密封用法蘭，進(jìn)料螺旋輸送機(jī) 的輸送管上固定有與密封用法蘭相配的法蘭，在上述兩法蘭之間安裝有密封墊； 爐體反應(yīng)段的氮氣輸入裝置由氮氣入爐裝置和氮氣輸入端的配氣裝置組成，在氮氣入 爐裝置和氮氣輸入端的配氣裝置之間的回轉(zhuǎn)氮化爐保溫段的爐體外圓面上固定有加熱盤 管，加熱盤管的進(jìn)氣端與氮氣輸入端的配氣裝置相連，加熱盤管的出口與氮氣入爐裝置相 連； 爐體冷卻段的冷卻裝置是由固定在氮化爐冷卻段外圓面上的冷卻盤管組成，冷卻盤管 進(jìn)水口與進(jìn)水裝置相連，冷卻盤管的出水口（24)與出水裝置相連 上述送料裝置中的套管外園面與回轉(zhuǎn)氮化爐爐頭的爐墻之間密封固定，上述密封墊為 石墨密封墊。
[0015] 上述爐體反應(yīng)段的氮氣輸入裝置中的加熱盤管是由橫截面為半圓形的半圓管與 回轉(zhuǎn)氮化爐保溫段的爐體外圓面焊接后形成的螺旋狀密封通道。
[0016] 上述爐體冷卻段的冷卻裝置中的冷卻盤管是由橫截面為半圓形的半圓管與氮化 爐冷卻段爐體外圓面焊接后形成的螺旋狀密通道。
[0017] 上述加熱盤管的材質(zhì)與回轉(zhuǎn)氮化爐中保溫段的爐體外圓面材質(zhì)相同。
[0018] 上述冷卻盤管的材質(zhì)與氮化爐冷卻段的爐體外圓面的材質(zhì)相同。
[0019] 上述冷卻盤管是由兩根半圓管與氮化爐冷卻段爐體外圓面形成的雙螺旋狀密通 道組成。
[0020] 本發(fā)明的技術(shù)方案的特點：1、將作為爐料的電石和催化劑裝在電石料倉中，將回 爐氰氨化鈣單獨裝入回爐氰氨化鈣料倉中，當(dāng)爐內(nèi)溫度出現(xiàn)波動時，可利用增加或減少回 爐氰氨化鈣的量，及時調(diào)整爐內(nèi)的反應(yīng)溫度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過爐料調(diào)整爐內(nèi)溫度的時 間由24小時縮短到5分鐘左右，可有效減少反應(yīng)段的溫度波動幅度，提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低勞 動強(qiáng)度和熱量損失。2、利用螺旋輸送的方式替代了現(xiàn)有技術(shù)中的氮氣輸送爐料的方式，可 將現(xiàn)有的爐尾引風(fēng)機(jī)和除塵設(shè)備省掉，減少投資和維護(hù)成本，同時物料通過螺旋輸送機(jī)直 接輸送至爐體內(nèi)，由爐體轉(zhuǎn)動帶動至反應(yīng)區(qū)，可有效的減少爐內(nèi)溫度的波動，提高了反應(yīng)效 率和產(chǎn)品質(zhì)量；并且有結(jié)構(gòu)簡單、對爐內(nèi)溫度影響小等特點；3、利用回轉(zhuǎn)氮化爐保溫段的 爐體表面熱量，對進(jìn)入回轉(zhuǎn)氮化爐反應(yīng)段的氮氣進(jìn)行預(yù)熱，使進(jìn)入反應(yīng)段氮氣溫度由目前 的50- 80°C增加到300°C以上，一方面可有效減小低溫氮氣及其氮氣流量變化帶來的氮化 爐反應(yīng)段內(nèi)溫度波動幅度，另一方面可有效減小回轉(zhuǎn)氮化爐的熱損失；由于爐內(nèi)反應(yīng)段溫 度的波動幅度減小，對產(chǎn)品質(zhì)量的提高、降低能耗、原料消耗和減少操作人員勞動強(qiáng)度，具 有非常好的效果；4、對現(xiàn)有回轉(zhuǎn)氮化爐冷卻段水冷卻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，通過將截面為半圓 的螺旋管與氮化爐冷卻段的外圓表面所形成的密封的螺旋通道代替水夾套結(jié)構(gòu)，一方面由 于流速較快，冷卻水吸收的熱量增加。經(jīng)測算與現(xiàn)有的水夾套冷卻方式相比，采用相同量的 冷卻水，冷卻水出口的溫度由60°C左右，增加到80°C左右；另一方面由于半圓的螺旋管冷 卻通道，在冷卻水通過時流速均用一致，解決了目前水夾套結(jié)構(gòu)中由于冷卻水流速不均勻， 造成流冷卻