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1、电石生产生产平衡第一节测定工况及体系模型1. 测定工况1.1操作情况1.1.1 平均功率：1950021500KW.1.1.2平均二次电压：170V1.1.3平均操作电流：82000A1.1.4电极工作长度：900mm1.1.5平均投料配比：621.1.6平均出炉时间：60分钟/炉1.1.7 出炉电石量：6.36T/h,（305.28/48 小时）1.1.8测定时间：48h1.1.9环境温度：（作基准温度）：21C12物料分析成分名 称CaOCO2HO2SiO2MgO其它合计含量90.223.524.30.3 00.361.31001.2. 1生石灰的总投料量为279240kg。1.2.2焦碳
2、、兰碳、碳球的总投料量为174556kg。成分名 称CHO2灰 分CaO挥发 份其它合 计含量80.50.4014.930.693.370.111001.2.3电极糊总投料量为9000kg。成分 名称CaC2CaOCSP氧化 物其 它合 计含量85.76.973.00.2 00.1 01.52.53100成分名称COCO2HO2SO2H2N2其它合计含量76.583.982.610.340.330.2415.80.121001.2.4电石总产量为305280kg。1.2.5炉气组成。2. 体系的划分及模型2.1供入体系的能量 2.1. 1电热Q02.1.2漏入炉内的空气去CO燃烧后供入的热量Q
3、COQ4 Q5 Q6 Q7 Q8 h A A a A Q1Q-Q2Q3Q0成分名 称CHO2CaO灰分挥发 份其 它合计含量82.370.750.5812.163.850.29100热电平衡的体系模型图2.1.3所有物料均在环境温度下投入，因此无显热供入.2.2排除体系的能量2.2. 1电石的生成热Q生 2.2.2电石的显热Q1 2.2.3电石的相变热Q22.2.4副反应吸热Q32.2.5各项损失的热Q48第二节物料的平衡物料平衡测定时，收入及支出同时计量并分析。但总物料以 支出为基准，因为电石计量较准，投料计量由于有配料皮带机惯 性力，误差较大。无法测量的物料则根据长期经验推算。1. 碳的平
4、衡1.1C元素总收入量1643041.2C元素支出量1.2.1生成电石消耗（按反应式计算）（3664） X （305280X85.7%） =147146 kgCaO + 3C = CO + CaC23664X305280 X85.7%1.2.2随炉气逸出损失（由净化排灰推算）3000 k1.2.3料仓除尘带走（由除尘器卸灰推算）1000 k 1.2.4 电石中游离碳 305280X3.0%=9158 k副反应:CaC 2 = CaCO2 + C = hO + C =2SiO2 + 2CFe2O3 + 3CA12O3+3C1.2.5其它副反应消耗（收支相抵后）4000 k+ 2C2COCO +
5、H2=Si + 2CO= 2Fe + 3CO= 2A1 + 3COMgO + C = Mg + CO 按现行碳材掺烧比例65： 5： 30 （焦碳：兰碳：碳球）及氧 化物在原料中的比例可求得。合计：164304副产 CO 气体 （28!64）X（305280X85.7%）=114460 kg2. CaO的平衡2.1CaO的收入量从焦碳中吸入 174556X0.0069=1204 kg由电极糊中收入9000X0.0085=77 kg由石灰应收入 279240X.9022=263100 kg 合计：2532112. CaO的支出量生成电石消耗（5664）X（305280X85.7%） =22892
6、2电石中残余 CaO 305280X6.97%=21289 随炉气逸出3000 合计：2532113. 热电平衡3.1反应机理炉料凭借电弧热和电阻热在18002200C的高温下反应而 制得碳化钙。碳化钙的生成反应式如下：CaO + 3C = CO + Ca C 2 111.3 千卡这是一个吸热反应。为完成此反应，必须供给大量的热能。当生成一吨 300L/Kg的电石，消耗于此反应的电能是可以计算出来的。CaO + 3C = CO + Ca C 2 111.3 千卡 64111300/860100X0.806 X求得 X=1630Kwh式中0.806-发气量为300L/k的电石其中碳化钙的含量；
7、806-电热，即1Kwh电能完全转化为热能的数值（千 卡/Kwh）；64-碳化钙的分子量。3.2实际上，工业电石炉生产1吨电石时，所消耗的电能 远远超过计算所得的数值，可见大量的电能损失了。这些损失只 要有一下几个方面。3.2.1电石炉中有许多副反应存在都要消耗热能。3.2.2电石炉气(500700C)和被炉气带走的粉尘及出 炉电石(2000C )所带走的显热。3.2.3消耗在电炉变压器、短网、电极以及通过炉体的热 损失等。3.3碳化钙生成反应式告诉我们:这是一个吸热反应，因此， 此反应需要在高温条件下进行，必须从外部引进热源。另外，根 据平衡原理，增加反应物的浓度和将生成物源源不断取出，是有利于反应进行的。因 此炉料配比上，石灰是大大过量与理论反应量，并规定了出炉时间和出炉量，便是这个道理。若较长时间不出炉，那么生成碳 化钙的反应渐趋缓慢；并引起已生成的碳化钙分解，其分解速度决定于炉内一氧化碳压力和炉温，反应系统中还有气相，这样 气体的压力便影响着反应进行的速度，原则上，降低系统压力是有利于反应进行的，所以需要把反应生成的一氧化碳气体及时 的抽出。
电石生产生产平衡
