печь из карбида кальция

Печь для карбида кальция — это основное оборудование, использующее высокотемпературную электрическую дугу для плавления и реакции извести и углеродистых материалов с целью получения карбида кальция.

Применение: Карбид кальция широко используется в органическом синтезе, металлообработке и производстве пестицидов.

Особенности оборудования:

 Высокая удельная мощность и высокотемпературные рабочие характеристики: Для плавки карбида кальция требуется высокотемпературная среда 1800–2200℃. Поэтому удельная мощность электродов печи для карбида кальция высока, и обычно она оснащается мощным трансформатором для дуговой печи погружного типа (мощность одного блока может достигать десятков тысяч кВА). В качестве электродов используются графитовые или самозапекающиеся электроды, которые выдерживают воздействие высокотемпературных электрических дуг и высокотемпературную коррозию. Корпус печи имеет многослойную огнеупорную футеровку (например, магнезиально-углеродистые кирпичи, высокоглиноземистые кирпичи) + водоохлаждаемую конструкцию корпуса, что обеспечивает высокую термостойкость и предотвращает деформацию корпуса печи.

 Требования к высокоточному управлению электродной системой: Электрод является основным компонентом печи для карбида кальция, и его подъем, прижим и управление балансировкой трехфазного тока напрямую влияют на эффективность плавки. Оборудование оснащено гидравлическим механизмом подъема и прижима электрода, который позволяет регулировать глубину погружения электрода в загрузку печи в режиме реального времени для поддержания стабильности дуги. Также имеется автоматическая система управления для достижения балансировки трехфазного тока, что позволяет избежать таких проблем, как отклонение дуги и ее прерывание.

 Различная конструкция печи

В зависимости от степени герметичности и способа разряда печи для карбида кальция делятся на три типа: открытые, полузакрытые и закрытые. Характеристики каждого типа значительно различаются:

 Открытый тип: Простая конструкция, низкие инвестиции, но неорганизованные выбросы дымовых газов вызывают серьезное загрязнение и постепенно выводятся из эксплуатации.

 Полузакрытый тип: Оборудован дымоходным колпаком для сбора дымовых газов и рекуперации части отработанного тепла, обеспечивая баланс между стоимостью и защитой окружающей среды, подходит для малых и средних производственных мощностей.

 Закрытый тип: Корпус печи полностью герметичен и оснащен системой очистки и рекуперации газа, которая позволяет рекуперировать печной газ из карбида кальция (содержание CO примерно 80%), образующийся внутри печи. Он обеспечивает наивысшую степень защиты окружающей среды и коэффициент использования энергии и в настоящее время является основным типом.

• Сильная взаимозависимость вспомогательных систем: Печи из карбида кальция не работают автономно; Для их работы необходимы вспомогательные системы, такие как предварительная обработка сырья (измельчение и просеивание извести, сушка углерода), системы разгрузки печи (отопительное устройство для печи, емкость для карбида кальция), системы защиты окружающей среды (удаление пыли из дымовых газов, очистка газа) и системы охлаждения (водяное охлаждение электродов, водяное охлаждение корпуса печи). Скоординированная работа этих систем необходима для обеспечения непрерывного производства.

Состав оборудования: В основном включает систему корпуса печи, систему электродов, систему электропитания и вспомогательное оборудование. Система печи состоит из огнеупорной футеровки, водоохлаждаемого корпуса печи и крышки печи; система электродов включает графитовые или самозапекающиеся электроды, подъемное устройство и прессовальный механизм; система электропитания включает трансформатор, сеть защиты от короткого замыкания и систему управления; вспомогательное оборудование включает устройство предварительной обработки сырья, систему очистки отходящих газов, отопительное устройство для печи и автоматизированные контрольно-измерительные приборы.

Технические преимущества:

 Высокая адаптивность к сырью и контролируемая чистота продукта: Печи для карбида кальция имеют относительно гибкие требования к сырью. При условии стабильного состава извести (содержание CaO ≥90%) и углеродистых материалов (кокс, полукокс и т. д., с фиксированным содержанием углерода ≥80%), можно производить карбид кальция различной чистоты (промышленный карбид кальция обычно имеет содержание CaC₂ 80%~95%) путем регулирования соотношения материалов и параметров плавки, удовлетворяя потребности различных областей, таких как химическая промышленность и металлообработка.

• Преимущества закрытых печей с рекуперацией энергии: Закрытые печи для карбида кальция позволяют рекуперировать печной газ, образующийся в процессе плавки. На тонну карбида кальция образуется приблизительно 300-400 м³ газа с теплотворной способностью 2800-3200 ккал/м³. Этот газ можно использовать непосредственно для теплоизоляции печей, сушки сырья или выработки электроэнергии, что значительно снижает энергопотребление на тонну карбида кальция (по сравнению с печами открытого типа энергопотребление может быть снижено на 10–15%).

• Преимущества в стабильности благодаря повышенной автоматизации: Современные печи для производства карбида кальция оснащены распределенной системой управления DCS, которая может в режиме реального времени контролировать такие параметры, как температура, давление, ток и напряжение печи. Она автоматически регулирует положение электродов и скорость подачи, уменьшая ошибки, возникающие при ручном вмешательстве, повышая стабильность производства и снижая риск аварий, таких как опрокидывание печи и обрушение материала.

• Преимущества в стоимости крупномасштабного производства:

Крупномасштабные печи для производства карбида кальция (мощность одной установки ≥ 40000 кВА) демонстрируют значительную экономию за счет масштаба, что приводит к снижению инвестиций в оборудование, энергопотребления и затрат на рабочую силу на единицу мощности. Кроме того, реакция внутри печи протекает более полно, что приводит к более высокому выходу карбида кальция, делая их пригодными для крупномасштабного промышленного производства.