电石生产工艺事故分析综述.doc

安全工程创新训练 （1********9） 题目：电石生产工艺事故树分析 学院化学与材料工程 年级2014级专业安全工程 班级学号： 学生姓名： 指导教师***职称副教授 论文提交日期2016.12.7 1、电石理化性质： 矿石为黄褐色或黑色的块状固体，纯品为白色晶体(含CaC2较高的是紫色)。密度2.22克/立方厘米，熔点2300℃（与CaC2含量有关），遇水立即发生激烈反应，生成乙炔，并放出热量，电石含量不同熔点也随之变化。 杂质：因电石中常含有砷化钙(Ca3 As2)、磷化钙(Ca3 P2)等杂质，与水作用时同时放出砷化氢(AsH3 )、磷化氢(PH3 )等有毒气体，因此使用由电石产生的乙炔有毒。 晶体结构： CaC2最常见的晶型属四方晶系，在298K到720K之间稳定， 四方CaC2的晶体结构类似NaCl型，但由于[:C≡C:]2-离子呈椭圆形，定向排列，晶体属四方晶系。在CaC2晶体的[:C≡C:]2-离子中，C-C距离为120pm，相当于碳碳叁键的键长，Ca和C间的距离为259和282pm。[1] 2、制法： 反应方程式：CaO + 3C → CaC2 + CO , ΔH = +465.7kJ/mol 这是一个强吸热反应，故需在2100-2500K的电炉中进行。[1] 工业上一般使用电炉熔炼法与氧热法，电炉熔炼法是将焦炭与氧化钙(分子式 CaO)置于2200℃左右的电炉中熔炼，生成碳化钙(分子式CaC2)。氧热法：即：高炉富氧氧热法熔炼CaC 2 (电石) 、石灰石中提取炭、高温低压煤气发生炉。此一炉三使用工艺技术，使 CaC2生产综合利用了煤气化过程中的余热和煤灰，煤灰加配料熔融后生成CaC2和硅铁（提纯CaC2时）；“高温低压”煤气发生炉，使煤气的产（发）生自然化。每熔炼一吨80% CaC2，从石灰石中提取纯炭168kg左右，产生煤气（CO在55%—95%）6000—2600 m3，可生产4.5吨左右的甲醇。富氧既提高炉温又提高了煤气的CO质量，氧气尤为一举两用，煤热能利用后的煤气，用于煤化工或清洁发电。此工艺为无消耗能源型和无污染型的CaC2生产和煤气生产。 密闭操作，全面排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿化学防护服，戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类、醇类接触。尤其要注意避免与水接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。 3、工艺流程 （1）原料贮运 （a）原料石灰石（粒度：60～150mm）、焦炭（粒度：≤25mm）、无烟煤（粒度：≤25mm）、焦炭（粒度：25～50mm）由汽车运进厂，分别卸入厂内各自的原料棚库。存量按7天设计。 （b）石灰石日用量约1000吨。石灰石上料时，用装载机把石灰石从料棚运至地下受料坑，再用胶带运输机经转运站运至石灰生产工段的石灰石料仓中。 （c）焦炭日用量约360吨和石灰窑用82吨。焦炭上料时，用装载机把焦炭从料棚运至地下受料坑，再用胶带运输机经转运站运至炭材干燥工段的焦炭料仓中。 （2）石灰生产 料仓中的石灰石和焦碳或无烟煤由电机振动给料机送至称量斗，一定配比的混合料由胶带运输机送至石灰窑上料斗，卷扬机带动料斗至石灰窑顶，物料进入石灰窑，在窑内煅烧。粒度为45～140mm石灰从窑底经胶带运输机运出，经双齿辊式破碎机破碎后粒度为≤50mm，然后用斗提机送至配料站。窑顶尾气经布袋除尘后接烟囱排空。 （3）炭材干燥 焦炭中间缓冲仓的焦炭由电机振动给料机送至焦炭干燥窑，干燥后，由胶带输送机（耐高温胶带）、斗式提升机送至配料站。在配料站，经振动筛分级后（筛上粒度：5~25mm，筛下粒度：0~5mm）由胶带输送机（可逆）分别送至焦炭块仓及焦炭粉仓。 （4）电石生产 （a）电炉进料 合格粒度的石灰、焦炭由仓口分别经配料站块料仓下的振动给料机又经称重斗，按合适的重量配比，由振动给料机分三层经带式输送机、斗式提升机送至电石生产厂房，分别通过电石炉的环形加料机进入炉料贮斗。 电炉炉料共有12个贮仓，贮仓中的混合物料经过向下延伸的料管及炉盖上的进料口靠重力连续进入炉中。 （b）空心电极加料 混合粉料由混合粉料仓下部进入三根电极的螺旋输送机，再经橡胶软管与中央快开接头加入空心电极内筒，直接进入电炉高温熔融区，粉料加入量占炉料消耗量的10~15%左右，粉料配比可调节。 （c）电极糊加料 装在电极糊盛斗内的破碎好的电极糊（100mm以下），经单轨吊从地面提升到各电极筒顶部倒入电极筒内。 电能由变压器和导电系统经自焙电极输入炉内，石灰和炭素原料在电阻电弧产生的高温（2000~2200℃）下转变成电石。 冶炼好的电石，每隔一小时左右从炉口出炉一次，熔融电石流入牵引小车上的