氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，包括：殼體，殼體內(nèi)限定出從上至下依次連通的氧化反應(yīng)腔、碳化鈣合成反應(yīng)腔和碳化鈣冷卻腔，氧化反應(yīng)腔具有原料入口，碳化鈣冷卻腔具有固體出料口和尾氣采出口，尾氣采出口設(shè)在碳化鈣冷卻腔上部且靠近碳化鈣合成反應(yīng)腔的位置處，固體出料口設(shè)在碳化鈣冷卻腔的底部，碳化鈣冷卻腔的外周壁和碳化鈣合成反應(yīng)腔的部分外周壁上均套設(shè)有夾套水冷壁；破黏裝置；以及出料螺旋裝置，出料螺旋裝置位于殼體下方且與固體出料口相對(duì)。根據(jù)本發(fā)明的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，保證了進(jìn)入碳化鈣合成反應(yīng)腔內(nèi)的碳鈣比的穩(wěn)定性和混入原料的均勻性，提高了碳化鈣的合成質(zhì)量以及降低采出氣體的粉塵含量。
【專利說(shuō)明】
氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及碳化鈣合成反應(yīng)器領(lǐng)域，尤其是涉及一種氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]碳化鈣，分子式CaC2,俗稱電石，碳化鈣與水反應(yīng)生成乙炔。乙炔是重要的化工原料，主要用于生產(chǎn)聚氯乙烯基、醋酸乙烯基和乙烯基等系列產(chǎn)品，我國(guó)70%以上的PVC產(chǎn)品源于碳化鈣生產(chǎn)的乙炔。
[0003]工業(yè)上碳化鈣生產(chǎn)一般采用電熱法和氧熱法兩種方法。電熱法是利用電弧產(chǎn)生的高溫將電爐反應(yīng)器中的石灰和焦炭加熱到2000°C以上，停留一定時(shí)間生成熔融態(tài)碳化鈣。生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的尾氣主要是CO，其從電爐反應(yīng)器上部排出，熔融的碳化鈣產(chǎn)物從爐底排出，經(jīng)冷卻、破碎成碳化鈣產(chǎn)品，電熱法存在反應(yīng)溫度高，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，耗電量大等問(wèn)題。氧熱法是在氧氣存在的條件下，燃燒部分碳為剩余碳和鈣發(fā)生反應(yīng)生成碳化鈣提供熱量，該方法具有反應(yīng)時(shí)間短，能耗低等優(yōu)點(diǎn)。相關(guān)技術(shù)中，氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器的尾氣出口和原料入口均設(shè)在反應(yīng)器的頂部，尾氣在排出的過(guò)程中，與自上向下的原料粉進(jìn)行逆流換熱，尾氣在上升的過(guò)程中會(huì)夾帶大量的原料粉，由于原料粉中碳材和鈣材的密度不同，尾氣對(duì)碳材的夾帶多于鈣材的夾帶，不僅造成碳材原料的損失，也導(dǎo)致反應(yīng)器中的碳鈣比發(fā)生變化，影響碳化1丐的合成質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提出一種氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，所述氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合成質(zhì)量尚的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，包括:殼體，所述殼體內(nèi)限定出從上至下依次連通的氧化反應(yīng)腔、碳化鈣合成反應(yīng)腔和碳化鈣冷卻腔，所述氧化反應(yīng)腔具有原料入口，所述碳化鈣冷卻腔具有固體出料口和尾氣采出口，所述尾氣采出口設(shè)在碳化鈣冷卻腔上部且靠近所述碳化鈣合成反應(yīng)腔的位置處，所述固體出料口設(shè)在所述碳化鈣冷卻腔的底部，所述碳化鈣冷卻腔的外周壁和所述碳化鈣合成反應(yīng)腔的部分外周壁上均套設(shè)有夾套水冷壁;破黏裝置，所述破黏裝置上設(shè)有多個(gè)通孔，所述破黏裝置的端部與所述殼體連接，所述端部與所述夾套水冷壁的上端平齊或所述端部位于所述夾套水冷壁的下方；以及出料螺旋裝置，所述出料螺旋裝置位于所述殼體下方且與所述固體出料口相對(duì)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，通過(guò)將原料入口設(shè)在氧化反應(yīng)腔，將尾氣采出口設(shè)在碳化鈣冷卻腔上，使原料入口與尾氣采出口間隔開(kāi)設(shè)置，可以減少尾氣在排出殼體的過(guò)程中夾帶原料粉的現(xiàn)象，從而保證了進(jìn)入碳化鈣合成反應(yīng)腔內(nèi)的碳鈣比的穩(wěn)定性和混入原料的均勻性，進(jìn)而提高碳化鈣的合成質(zhì)量。同時(shí)，尾氣經(jīng)過(guò)冷卻后的塊狀碳化鈣過(guò)濾，采出的氣體粉塵夾帶量變小。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述尾氣采出口為多個(gè)且沿所述碳化鈣冷卻腔的周向方向間隔分布。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述原料入口設(shè)在所述氧化反應(yīng)腔的頂部且包括:氧氣噴嘴、碳材噴嘴和鈣材噴嘴，所述碳材噴嘴與所述鈣材噴嘴相對(duì)設(shè)置。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述氧化反應(yīng)腔的直徑為Dl，所述碳化鈣合成反應(yīng)腔的直徑為D2，所述DI和所述D2滿足:1.5D1 < D2 < 3D1。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述氧化反應(yīng)腔和所述碳化鈣合成反應(yīng)腔之間具有擴(kuò)徑段，所述擴(kuò)徑段的外周壁與水平面之間的夾角為ω，所述ω滿足:5° < ω < 60° ο
[0011 ]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述碳化鈣冷卻腔的內(nèi)徑從上至下逐漸減小。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述破黏裝置的上表面形成為尖端向下的圓錐面，所述圓錐面與水平面之間的夾角為β，所述β滿足:5° <β<45°0
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述通孔的橫截面的面積為S，所述S滿足=IXlO21W^S<4X104mm2o
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述通孔為圓孔、橢圓孔或方形孔。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述破黏裝置的上表面上具有多個(gè)間隔開(kāi)的棱錐狀凸起。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是圖1中所示的破黏裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是圖1中所示的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記:
[0020]氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100，
[0021 ]殼體I，氧化反應(yīng)腔11，原料入口 111，氧氣噴嘴1111，碳材噴嘴1112，鈣材噴嘴1113，
[0022]碳化鈣合成反應(yīng)腔12，擴(kuò)徑段121，
[0023]碳化鈣冷卻腔13，固體出料口 131，尾氣采出口 132，
[0024]夾套水冷壁14，入水口 141，蒸汽出口 142，
[0025]破黏裝置2，通孔21，端部22，凸起23，
[0026]出料螺旋裝置3。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0028]下面參考圖1-圖3描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100。
[0029]如圖1-圖3所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100，包括:殼體1、破黏裝置2和出料螺旋裝置3。
[0030]具體而言，殼體I內(nèi)限定出從上至下依次連通的氧化反應(yīng)腔11、碳化鈣合成反應(yīng)腔12和碳化鈣冷卻腔13，氧化反應(yīng)腔11具有原料入口 111，碳化鈣冷卻腔13具有固體出料口131和尾氣采出口 132，尾氣采出口 132設(shè)在碳化鈣冷卻腔13上部且靠近碳化鈣合成反應(yīng)腔12的位置處，固體出料口 131設(shè)在碳化鈣冷卻腔13的底部，碳化鈣冷卻腔13的外周壁和碳化鈣合成反應(yīng)腔12的部分外周壁上均套設(shè)有夾套水冷壁14。由此原料可以通過(guò)氧化反應(yīng)腔11上的原料入口 111進(jìn)入氧化反應(yīng)腔11內(nèi)，并依次向下進(jìn)入碳化鈣合成反應(yīng)腔12和碳化鈣冷卻腔13，在碳化鈣合成反應(yīng)腔12反應(yīng)完成的碳化鈣進(jìn)入碳化鈣冷卻腔13進(jìn)行冷卻并通過(guò)固體出料口 131排出，在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣通過(guò)尾氣采出口 132排出。由于原料入口 111位于殼體I的上方，尾氣采出口 132位于殼體I的下方，原料入口 111與尾氣采出口 132間隔設(shè)置，在尾氣排出的過(guò)程中，可以減小尾氣夾帶原料粉塵的現(xiàn)象，從而保證了碳化鈣合成反應(yīng)腔12內(nèi)碳材和鈣材比例的穩(wěn)定性，進(jìn)而保證碳化鈣的合成質(zhì)量。
[0031]需要說(shuō)明的是，尾氣采出口132的外部可以與風(fēng)機(jī)等抽氣裝置連接，通過(guò)風(fēng)機(jī)等抽氣裝置吸出氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100內(nèi)的尾氣。
[0032]另外，碳化鈣冷卻腔13的外周壁和碳化鈣合成反應(yīng)腔12的部分外周壁上套設(shè)的夾套水冷壁14，可以通過(guò)循環(huán)水回收碳化鈣中的顯熱。夾套水冷壁14上設(shè)有入水口 141和蒸汽出口 142，入水口 141位于夾套水冷壁14的下部，蒸汽出口 142位于夾套水冷壁14的上部，入水口 141和蒸汽出口 142均可以為多個(gè)且沿夾套水冷壁14的周向方向間隔分布。
[0033]破黏裝置2上設(shè)有多個(gè)通孔21，破黏裝置2可以用于對(duì)碳化鈣合成反應(yīng)腔12內(nèi)的熔融或半熔融狀態(tài)的碳化鈣進(jìn)行破碎。熔融或半熔融狀態(tài)的碳化鈣在經(jīng)過(guò)破黏裝置2時(shí)，通過(guò)黏裝置的上表面的棱錐狀凸起進(jìn)行破碎，分別從不同的通孔21內(nèi)落入到碳化鈣冷卻腔13內(nèi)，從而熔融或半熔融狀態(tài)的碳化鈣可以通過(guò)破黏裝置2上的通孔21分散成多個(gè)熔融或半熔融狀態(tài)的碳化鈣，并經(jīng)過(guò)冷卻形成多個(gè)體積較小的塊狀碳化鈣。破黏裝置2的端部22與殼體I連接，端部22與夾套水冷壁14的上端平齊或端部22位于夾套水冷壁14的下方，由此可以對(duì)通過(guò)破黏裝置2的熔融或半熔融狀態(tài)的碳化鈣進(jìn)行冷卻以使碳化鈣冷卻成塊狀，便于碳化鈣的破碎，防止經(jīng)過(guò)破碎后的碳化鈣再次粘結(jié)在一起。
[0034]出料螺旋裝置3位于殼體I下方且與固體出料口131相對(duì)。由此可以將碳化鈣冷卻腔13內(nèi)的碳化鈣經(jīng)由出料螺旋裝置3排出氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100。
[0035]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100，通過(guò)將原料入口111設(shè)在氧化反應(yīng)腔11，將尾氣采出口 132設(shè)在碳化鈣冷卻腔13上，使原料入口 111與尾氣采出口 132間隔開(kāi)設(shè)置，可以減少尾氣在排出殼體I的過(guò)程中夾帶原料粉的現(xiàn)象，從而保證了進(jìn)入碳化鈣合成反應(yīng)腔12內(nèi)的碳鈣比的穩(wěn)定性和混入原料的均勻性，進(jìn)而提高碳化鈣的合成質(zhì)量。同時(shí)，尾氣經(jīng)過(guò)冷卻后的塊狀碳化鈣過(guò)濾，采出的氣體粉塵夾帶量變小。
[0036]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如圖1和圖3所示，尾氣采出口132為多個(gè)且沿碳化鈣冷卻腔13的周向方向間隔分布。由此可以加快碳化鈣冷卻腔13內(nèi)尾氣的排放速度，同時(shí)還可以簡(jiǎn)化殼體I的結(jié)構(gòu)及加工工藝，節(jié)約生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。
[0037]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如圖1和圖3所示，原料入口111設(shè)在氧化反應(yīng)腔11的頂部且包括:氧氣噴嘴1111、碳材噴嘴1112和鈣材噴嘴1113，碳材噴嘴1112與鈣材噴嘴1113相對(duì)設(shè)置。氧氣噴嘴1111可以由上向下噴入氧化反應(yīng)腔U，碳材和鈣材原料可以分別通過(guò)碳材噴嘴1112和鈣材噴嘴1113對(duì)置噴入，撞擊霧化混合后由氧氣噴嘴1111噴入的氧氣攜帶進(jìn)入氧化反應(yīng)腔11，在氧化反應(yīng)腔11內(nèi)氧氣和部分碳發(fā)生氧化反應(yīng)生成一氧化碳并釋放熱量，提高氧化反應(yīng)腔11的溫度，隨著溫度升高，碳材微粒和鈣材微粒進(jìn)入熔融或半熔融狀態(tài)，相互之間接觸熔合，顆粒逐漸長(zhǎng)大，并自行下落至碳化鈣合成反應(yīng)腔12，在碳化鈣合成反應(yīng)腔12發(fā)生合成反應(yīng)最終生成大顆粒碳化鈣，再落入碳化鈣合成反應(yīng)腔12底部，經(jīng)過(guò)碳化鈣合成反應(yīng)腔12底部的破黏裝置2落入碳化鈣冷卻腔13，降溫后的塊狀碳化鈣經(jīng)碳化鈣冷卻腔13底部的出料螺旋裝置3排出氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100。
[0038]同時(shí)，氧化反應(yīng)腔11內(nèi)氧氣和碳材反應(yīng)產(chǎn)生的一氧化碳和碳化鈣合成反應(yīng)腔12內(nèi)產(chǎn)生的一氧化碳尾氣均通過(guò)風(fēng)機(jī)等抽氣裝置的作用下行，穿過(guò)碳化鈣合成反應(yīng)腔12底部的破黏裝置2由尾氣采出口 132引出。
[0039]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如圖1和圖3所示，氧化反應(yīng)腔11的直徑為Dl，碳化鈣合成反應(yīng)腔12的直徑為D2，D1和D2滿足:1.5D1 < D2 < 3D1。由此可以加快碳材和鈣材反應(yīng)生成碳化鈣的速度，提高碳化鈣的合成質(zhì)量。
[0040]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如圖1和圖3所示，氧化反應(yīng)腔11和碳化鈣合成反應(yīng)腔12之間具有擴(kuò)徑段121，擴(kuò)徑段121的外周壁與水平面之間的夾角為ω，ω滿足:5° < ω <60°。由此便于將碳材和鈣材分散在碳化鈣合成反應(yīng)腔12內(nèi)，防止由于碳化鈣合成反應(yīng)腔12相對(duì)氧化反應(yīng)腔11直徑突然變大而造成碳材和鈣材在落向碳化鈣合成反應(yīng)腔12內(nèi)時(shí)集中在碳化鈣合成反應(yīng)腔12的中間部位，從而提高碳化鈣的合成效率和合成質(zhì)量。
[0041]優(yōu)選地，ω滿足:15°< ω <30°。由此進(jìn)一步便于將碳材和鈣材分散在碳化鈣合成反應(yīng)腔12內(nèi)，防止由于碳化鈣合成反應(yīng)腔12相對(duì)氧化反應(yīng)腔11直徑突然變大而造成碳材和鈣材在落向碳化鈣合成反應(yīng)腔12內(nèi)時(shí)集中在碳化鈣合成反應(yīng)腔12的中間部位，從而進(jìn)一步提高碳化鈣的合成效率和合成質(zhì)量。
[0042]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如圖1和圖3所示，碳化鈣冷卻腔13的內(nèi)徑從上至下逐漸減小。由此便于使碳化鈣冷卻腔13內(nèi)的碳化鈣沿其側(cè)壁滑落到固體出料口 131，從而通過(guò)出料螺旋裝置3將碳化鈣排出氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100。
[0043]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如圖1所示，破黏裝置2的上表面形成為尖端向下的圓錐面，圓錐面與水平面之間的夾角為β，β滿足:5° 45°。需要說(shuō)明的是，如果母線是和旋轉(zhuǎn)軸斜交的直線，那么形成的旋轉(zhuǎn)面叫做圓錐面，這時(shí)，母線和軸的交點(diǎn)叫做圓錐面的頂點(diǎn)。由此不但便于破黏裝置2對(duì)熔融或半熔融狀態(tài)的碳化鈣進(jìn)行破碎，而且可以增加破黏裝置2的面積，提高破黏裝置2對(duì)熔融或半熔融狀態(tài)的碳化鈣破碎的效率。
[0044]優(yōu)選地，β滿足:10°30°。由此可以進(jìn)一步地便于破黏裝置2對(duì)熔融或半熔融狀態(tài)的碳化鈣進(jìn)行破碎，而且可以增加破黏裝置2的面積，提高破黏裝置2對(duì)熔融或半熔融狀態(tài)的碳化鈣破碎的效率。
[0045]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如圖2所示，通孔21的橫截面的面積為S，S滿足:IX10W < S < 4X 104mm2。由此可以防止進(jìn)入碳化鈣冷卻腔13內(nèi)的塊狀碳化鈣較大而不易冷卻以及造成碳化鈣冷卻腔13堵塞，從而可以提高冷卻的速度以及輸送的效率。優(yōu)選地，S滿足:4X 102mm2 < S < 6.4 X 103mm2。由此可以進(jìn)一步地提高冷卻速度和輸送的效率。當(dāng)通孔21的形狀為方形孔時(shí)，方形孔的邊長(zhǎng)可以為1mm?200mm，優(yōu)選地，方形孔的邊長(zhǎng)可以為20mm?80mmo
[0046]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如圖2所示，通孔21為圓孔、橢圓孔或方形孔。由此便于對(duì)不同形狀的塊狀碳化鈣進(jìn)行破碎，提高破黏裝置2應(yīng)用的廣泛性，同時(shí)提高氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100的合成效率。
[0047]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，如圖2所示，破黏裝置2的上表面上具有多個(gè)間隔開(kāi)的棱錐狀凸起23。需要說(shuō)明的是，有一個(gè)面是多邊形，其余各面都是有一個(gè)公共頂點(diǎn)的三角形，由這些面所圍成的多面體叫做棱錐。由此可以將落到破黏裝置2上的熔融或半熔融狀態(tài)的碳化鈣進(jìn)行破碎，使大塊的熔融或半熔融狀態(tài)的碳化鈣破碎成小塊的碳化鈣以能夠通過(guò)破黏裝置2上的通孔21進(jìn)入碳化鈣冷卻腔13內(nèi)進(jìn)行冷卻。例如，在圖2所示的示例中，破黏裝置2的上表面上具有多個(gè)間隔開(kāi)的三棱錐狀凸起23，三棱錐由四個(gè)三角形組成，三棱錐固定底面時(shí)有一個(gè)頂點(diǎn)，不固定底面時(shí)有四個(gè)頂點(diǎn)。三棱錐狀凸起23的一個(gè)底面固定于破黏裝置2的上表面上，三棱錐狀凸起23的頂點(diǎn)朝向遠(yuǎn)離破黏裝置2的上表面的方向，由此可以將落到破黏裝置2上的大塊碳化鈣進(jìn)行破碎。
[0048]下面參考圖1-圖3描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100。下述描述只是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0049]如圖1-圖3所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100，包括:殼體1、破黏裝置2和出料螺旋裝置3。
[0050]具體地，殼體I內(nèi)限定出從上至下依次連通的氧化反應(yīng)腔11、碳化鈣合成反應(yīng)腔12和碳化鈣冷卻腔13。其中碳化鈣合成反應(yīng)腔12直徑D2是氧化反應(yīng)腔11直徑Dl的1.5?3倍。氧化反應(yīng)腔11和碳化鈣合成反應(yīng)腔12之間具有擴(kuò)徑段121，擴(kuò)徑段121的外周壁與水平夾角ω為15°。碳化鈣冷卻腔13為底部小的椎體，即碳化鈣冷卻腔13的內(nèi)徑從上至下逐漸減小。[0051 ]氧化反應(yīng)腔11具有原料入口 111，原料入口 111設(shè)在氧化反應(yīng)腔11的頂部且包括氧氣噴嘴1111、碳材噴嘴1112和鈣材噴嘴1113，碳材噴嘴1112與鈣材噴嘴1113相對(duì)設(shè)置。其中氧氣燒嘴由上向下噴入反應(yīng)器，鈣材噴嘴1113和碳材噴嘴1112為一組且水平對(duì)置分布。
[0052]碳化鈣冷卻腔13具有固體出料口 131和尾氣采出口 132，其中，尾氣采出口 132為兩個(gè)且對(duì)稱設(shè)在碳化鈣冷卻腔13上部且靠近碳化鈣合成反應(yīng)腔12的位置處，尾氣采出口 132的外部可以與風(fēng)機(jī)等抽氣裝置連接，通過(guò)風(fēng)機(jī)等抽氣裝置吸出氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100內(nèi)的尾氣。氧化反應(yīng)腔11內(nèi)氧氣和碳材反應(yīng)產(chǎn)生的一氧化碳和碳化鈣合成反應(yīng)腔12內(nèi)產(chǎn)生的一氧化碳尾氣均通過(guò)風(fēng)機(jī)等抽氣裝置的作用下行，穿過(guò)碳化鈣合成反應(yīng)腔12底部的破黏裝置2由尾氣采出口 132引出。固體出料口 131設(shè)在碳化鈣冷卻腔13的底部，碳化鈣冷卻腔13的外周壁和碳化鈣合成反應(yīng)腔12的底部外周壁上均套設(shè)有夾套水冷壁14，通過(guò)循環(huán)水回收碳化鈣的顯熱。夾套水冷壁14上設(shè)有入水口 141和蒸汽出口 142，入水口 141為兩個(gè)且對(duì)稱分布于夾套水冷壁14的下部，蒸汽出口 142為兩個(gè)且對(duì)稱分布于夾套水冷壁14的上部。
[0053]破黏裝置2上設(shè)有多個(gè)方形通孔21，破黏裝置2的端部22與殼體I連接，且端部22與夾套水冷壁14的上端平齊。其中方形孔的孔徑為50 X 50mm。破黏裝置2的上表面形成為尖端向下的圓錐面，圓錐面與水平面之間的夾角為β，β為20°。破黏裝置2的上表面上還具有多個(gè)間隔開(kāi)的三棱錐狀凸起23。
[0054]出料螺旋裝置3位于殼體I下方且與固體出料口131相對(duì)以將碳化鈣冷卻腔13內(nèi)的碳化鈣經(jīng)由出料螺旋裝置3排出氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100。
[0055]當(dāng)氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100工作時(shí)，鈣材和碳材原料分別通過(guò)鈣材噴嘴1113和碳材噴嘴1112對(duì)置噴入，撞擊霧化混合后由頂部的氧氣噴嘴1111噴入的氧氣攜帶進(jìn)入氧化反應(yīng)腔11，在氧化反應(yīng)腔11內(nèi)氧氣和部分碳發(fā)生氧化反應(yīng)生成一氧化碳并釋放熱量，提高氧化反應(yīng)室溫度，隨著溫度升高，碳材微粒和鈣材微粒進(jìn)入熔融或半熔融狀態(tài)，相互之間接觸熔合，顆粒長(zhǎng)大，自行下落至碳化鈣合成反應(yīng)腔12，并在碳化鈣合成反應(yīng)腔12發(fā)生合成反應(yīng)最終生成大顆粒碳化鈣產(chǎn)品，并落入碳化鈣合成反應(yīng)腔12底部，經(jīng)過(guò)碳化鈣合成反應(yīng)腔12底部的破黏裝置2落入碳化鈣冷卻腔13，降溫后的碳化鈣塊狀產(chǎn)品經(jīng)碳化鈣冷卻腔13底部的出料螺旋裝置3排出氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100。
[0056]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器100，由于噴入的粉料經(jīng)過(guò)氧化反應(yīng)腔11和碳化鈣合成反應(yīng)腔12發(fā)生熔融碳化鈣合成反應(yīng)，小顆粒的原料在反應(yīng)過(guò)程中顆粒長(zhǎng)大，比重增加，同時(shí)下行過(guò)程中經(jīng)過(guò)大顆粒熔合，經(jīng)過(guò)底部尾氣采出口 132采出的尾氣中，粉塵夾帶現(xiàn)象大大減小，同時(shí)保證了在碳化鈣合成反應(yīng)腔12內(nèi)的碳鈣比例的穩(wěn)定性，提高碳化鈣的純度。
[0057]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。
[0058]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0059]在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。
[0060]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，其特征在于，包括: 殼體，所述殼體內(nèi)限定出從上至下依次連通的氧化反應(yīng)腔、碳化鈣合成反應(yīng)腔和碳化鈣冷卻腔，所述氧化反應(yīng)腔具有原料入口，所述碳化鈣冷卻腔具有固體出料口和尾氣采出口，所述尾氣采出口設(shè)在碳化鈣冷卻腔上部且靠近所述碳化鈣合成反應(yīng)腔的位置處，所述固體出料口設(shè)在所述碳化鈣冷卻腔的底部，所述碳化鈣冷卻腔的外周壁和所述碳化鈣合成反應(yīng)腔的部分外周壁上均套設(shè)有夾套水冷壁； 破黏裝置，所述破黏裝置上設(shè)有多個(gè)通孔，所述破黏裝置的端部與所述殼體連接，所述端部與所述夾套水冷壁的上端平齊或所述端部位于所述夾套水冷壁的下方;以及 出料螺旋裝置，所述出料螺旋裝置位于所述殼體下方且與所述固體出料口相對(duì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，其特征在于，所述尾氣采出口為多個(gè)且沿所述碳化鈣冷卻腔的周向方向間隔分布。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，其特征在于，所述原料入口設(shè)在所述氧化反應(yīng)腔的頂部且包括:氧氣噴嘴、碳材噴嘴和鈣材噴嘴，所述碳材噴嘴與所述鈣材噴嘴相對(duì)設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，其特征在于，所述氧化反應(yīng)腔的直徑為Dl，所述碳化鈣合成反應(yīng)腔的直徑為D2，所述Dl和所述D2滿足:1.5D1 < D2 < 3D1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，其特征在于，所述氧化反應(yīng)腔和所述碳化鈣合成反應(yīng)腔之間具有擴(kuò)徑段，所述擴(kuò)徑段的外周壁與水平面之間的夾角為ω，所述 ω 滿足:5° < ω < 60°。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，其特征在于，所述碳化鈣冷卻腔的內(nèi)徑從上至下逐漸減小。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，其特征在于，所述破黏裝置的上表面形成為尖端向下的圓錐面，所述圓錐面與水平面之間的夾角為β，所述β滿足:5° <β<45。。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，其特征在于，所述通孔的橫截面的面積為S，所述S滿足:I X 10 W <S<4X 104mm2o9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，其特征在于，所述通孔為圓孔、橢圓孔或方形孔。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧熱法碳化鈣合成反應(yīng)器，其特征在于，所述破黏裝置的上表面上具有多個(gè)間隔開(kāi)的棱錐狀凸起。
【文檔編號(hào)】C01B31/32GK105858661SQ201610192512
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】郭啟海, 丁力, 吳道洪
【申請(qǐng)人】神霧環(huán)保技術(shù)股份有限公司