《電石製備技術革新的基礎研究》是依託北京化工大學，由劉振宇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電石製備技術革新的基礎研究
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：劉振宇
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對目前電石（碳化鈣）生產技術落後，規模小、能耗高、污染重等問題，借鑑近幾十年來煤氣化技術的發展趨勢和大型化氣流床反應器的特徵，本申請提出由粉狀焦炭和粉狀氧化鈣通過氧熱法製備電石的新方法，重點研究高溫條件下（1600-2200 oC）原料物理化學性質對電石製備反應的影響，包括原料粒度和配比、化學組成（如焦炭的化學結構、灰分）、物理性質（如比表面和孔隙率）、反應氣氛等對電石生成反應溫度、反應速率和選擇性的影響，研究反應機理及與反應伴隨的傳遞過程，為新型反應器構建提供基礎數據。.本項目的研究將支撐電石生產工藝的重大革新，形成不用電、低製備溫度、反應器結構簡單、大型化的電石製備新技術，實現顯著的節能減排，形成更具競爭力的、自主智慧財產權的煤化工技術。
結題摘要
本項目針對目前電石生產技術（塊狀原料/電弧供熱）電耗高的困境，深入研究了粉狀焦炭和粉狀氧化鈣通過氧熱法製備電石的新方法及其涉及的基本化學反應和傳遞現象。發現（1）將原料粒度從電熱法的5 mm以上降低到0.1 mm以下時，電石反應溫度可降低300 oC左右；生物炭的反應性高於煤基炭；（2）反應過程主要分成三個階段，其中焦炭和氧化鈣反應直接生成電石，不經過文獻報導的氧化鈣還原路線；電石的分解受鈣蒸發控制，不是文獻報導的零級反應；（3）固態原料間的傳質主要為氧化鈣向焦炭的擴散；電石和氧化鈣在1700 oC以上形成共熔物，加快了鈣的傳遞速率；（4）焦炭灰分中的氧化矽和氧化鋁改變電石反應路徑，但不影響電石收率；（5）與電熱相比，氧熱法工藝節能30%以上。
