不同含钙化合物制备电石的影响因素分析

摘要

电石学名碳化钙（CaC2），上世纪中叶之前被誉为有机合成之母，主要用于生产氯乙烯基、醋酸乙烯基和丙烯酸基等系列产品。由于电石的大规模使用，排放出大量粉末状电石废渣。电石废渣主要成分为Ca（OH）2。另一类重要的粉体含钙废渣是脱硫石膏（FGD）。随着电厂脱硫规模的不断扩大，脱硫石膏的产能也将日益增大。这些废渣利用率低，给环境造成了巨大的危害，已严重违背了循环经济的发展要求。 近期专利报道了利用气流床技术生产电石的新工艺，特点是粉体进料、氧热法供热。由于采用粉体进料，电石生成温区由目前工艺的2000℃以上降至1800℃以下，反应时间短、能耗低，由于不用电，能耗会进一步降低。深入研究粉体含钙原料在制备电石中的作用，对电石工艺的节能降耗，将起到进一步的革新和促进作用。 针对我国电石渣，脱硫石膏排放量大，污染严重，利用率不高的现状和电石渣、脱硫石膏均为粉体含钙物质这一特点，通过程序升温过程，研究200～500目不同含钙化合物直接和焦炭混合制备电石时，含钙化合物分解释放的H2O，CO2对焦炭的作用及对最终制备电石的影响。得出的主要结论如下： （1）除硫酸钙外，氢氧化钙、碳酸钙、电石渣等含钙原料均可直接作为电石的生产原料。电石生成反应自1450℃开始，1740℃左右达到峰值，远低于现有块状氧化钙和块状焦炭反应制备电石工艺所要求的2000℃以上。 （2）氢氧化钙释放的H2O和碳酸钙释放的CO2均能消耗少量的焦炭，但对电石生成量和生成速率影响不大。因此，可以免去现有工艺对这些原料的预煅烧过程，使含钙原料直接与焦炭混合升高至电石的生成温度，显著降低电石生成的能耗。 （3）硫酸钙不能直接和焦炭混合制备电石。因为硫酸钙和焦炭混合放入反应炉中，在920℃左右即发生反应，生成硫化钙和CO2，CO等气体。而硫化钙性质稳定，在高温下不与焦炭反应生成电石。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述及选题

1.1课题的来源

1.2电石渣的危害及现状

1.3电石渣的研究现状和资源化利用途径

1.3.1生产建筑材料

1.3.2环境治理

1.3.3利用电石渣生产化工产品

1.4脱硫石膏的产生和现状

1.5脱硫石膏的性质及其特点

1.6脱硫石膏的应用

1.6.1国外脱硫石膏的应用

1.6.2我国脱硫石膏利用现状

1.7选题依据和研究内容

第二章实验装置及主要测试手段

2.1原料及化学试剂

2.1.1焦炭及其处理情况

2.1.2实验相关的含钙化合物

2.1.3其它辅助试剂

2.2含钙原料的处理

2.2.1氧化钙的制备和处理

2.2.2氢氧化钙、碳酸钙、硫酸钙的处理

2.2.3电石渣的处理

2.3实验原料的配置

2.4实验相关仪器

2.4.1高温热天平

2.4.2质谱分析仪

2.4.3其它相关的实验设备

2.5实验程序的设定

2.6实验结果的处理

第三章 氢氧化钙和焦炭制备电石的影响因素分析

3.1引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.3.1反应过程中释放气体的质谱分析

3.3.2反应前期的TG和DTG分析

3.3.4不同含钙原料的电石生成情况分析

3.4本章总结

第四章 碳酸钙和焦炭制备电石的影响因素分析

4.1引言

4.2实验部分

4.3结果与讨论

4.3.1 CO2和CO的质谱分析

4.3.2碳化钙和焦炭反应的TG、DTG分析

4.4本章小结

第五章硫酸钙和焦炭混合制备电石的影响因素分析

5.1引言

5.2实验部分

5.3结果与讨论

5.3.1释放气体的质谱分析

5.3.2反应过程中TG、DTG分析

5.4本章总结

第六章论文总结

参考文献

致谢

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