[发明专利]无焰氧化加热法制备电石和合成气的方法及电石反应器

权利要求书

1.一种电石反应器，包括封闭式反应炉，由上部的急冷室、中部的气化室、下部的反应室和底部的电石池构成，所述急冷室顶部设有出气口、第一进料口，侧壁设多个第二进料口，所述气化室内设开工点火组合烧嘴和氧烧嘴，所述反应室设有氧烧嘴，所述电石池底部设有出料口，其特征在于，所述气化室内有多个氧烧嘴，所述多个氧烧嘴沿圆周方向均匀分布且径向正对，向下倾角为10-30°。

2.如权利要求1所述的电石反应器，其特征在于，所述反应室内沿圆周方向均匀设有多个氧烧嘴，所述多个氧烧嘴径向对称布置，水平切向角为10-20°，向下倾角为10-30°。

3.如权利要求1所述的电石反应器，其特征在于，所述第二进料口的向下倾角为45-60°，多个第二个进料口在同一截面正对均匀布置。

4.如权利要求1-3任一项所述的电石反应器，其特征在于，所述反应室侧壁壁面从热面到冷面依次为：氮化硅-碳化硅砖层、铜冷却壁层、填充物层和金属外壳层。

5.如权利要求1-3任一项所述的电石反应器，其特征在于，所述电石池侧壁壁面从热面到冷面依次为：陶瓷耐火材料层、高铝砖层、粘土耐火砖层和金属外壳层；电石池底部壁面从热面到冷面依次为：陶瓷耐火材料层、自焙炭砖层、轻质炭砖层、高铝砖层、耐热混凝土层和金属外壳层。

6.一种无焰氧化加热法制备电石和合成气的方法，将经研磨和干燥的含碳原料和含钙原料形成的混合物由进料口送入急冷室，同时部分含碳原料中的碳与急冷室内的CO₂发生吸热反应生成CO由出气口排出，剩余的含碳原料和含钙原料一起下降经气化室进一步预热后进入反应室，在反应室内碳、一氧化碳和纯氧反应的高温热量使剩余含碳原料和含钙原料温度达到电石反应温度，含碳原料中的碳和含钙原料中的氧化钙在电石池内反应生成电石和CO，电石经出料口出料，CO经出气口排出，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述的电石反应器，控制通入反应室内的混合气体含氧体积浓度为10～15%，使氧与经过反应室的部分含碳原料发生无焰氧化反应使反应室温度达到1700-2000℃，含碳原料中的碳和含钙原料中的氧化钙在电石池和反应室内反应生成电石和CO。

7.如权利要求6所述的无焰氧化加热法制备电石和合成气的方法，其特征在于，所述气化室的高温为1350-1450℃，由气化室的氧烧嘴喷入的氧含量为体积浓度85%以上混合气在气化室内与部分含碳原料进行有焰氧化燃烧维持，燃烧生成CO₂进入急冷室，所述混合气中除含有氧气外，还含有CO₂和/或惰性气体。

8.如权利要求6所述的无焰氧化加热法制备电石和合成气的方法，其特征在于，所述反应室的高温由反应室的氧烧嘴喷入的氧与CO的混合气在反应室内与部分含碳原料进行无焰氧化燃烧维持，燃烧生成CO₂进入急冷室，所述混合气中的氧含量为体积浓度10-15%。

9.如权利要求8所述的无焰氧化加热法制备电石和合成气的方法，其特征在于，通过氧烧嘴喷出的混合气进入反应室的速度为30-50m/s，无焰氧化燃烧反应后形成含固体颗粒物的气体沿反应室壁面的流动速度小于等于6m/s,形成的液态物质沿反应室向下流动的速度小于等于0.2m/s。

10.如权利要求6-9任一项所述的无焰氧化加热法制备电石和合成气的方法，其特征在于，所述含钙粉料和含碳粉料的混合物通过载气以7-10m/s的速度喷射进入急冷室，其中，由第一进料口5喷入的混合物粒度为100-500μm，由第二进料口7喷入的的混合物粒度为0.1-100μm，且第一进料口5喷入的混合物粒度应大于第二进料口7喷入的的混合物粒度。