一种乙炔的生产工艺的制作方法

本申请涉及乙炔生产设备的领域，尤其是涉及一种乙炔的生产工艺。

背景技术：

乙炔，分子式为c2h2，俗称风煤或电石气，是炔烃化合物中体积最小的一员，主要用于烧焊金属方面，在室温下，乙炔是一种无色、极易燃的气体。

乙炔的生产工艺主要有烃类裂解法、电石法等。根据撤热方式及水加入方式的不同，电石乙炔法可分为湿法和干法两种不同的工艺，干法制乙炔是将水喷淋加入到电石里来生产乙炔，目前我国主要以干法生产乙炔气。

目前，由于工业电石中通常会含有氧化钙、磷化钙、硫化钙等杂质，因此在电石与水发生反应时，这些杂质会与水发生副反应，生成磷化氢、硫化氢和氢氧化钙等杂质。

针对上述中的相关技术，发明人认为生成的氢氧化钙等杂质可能会粘附在乙炔发生器的内壁上，从而使得乙炔发生器内壁上形成污垢堆积的情况，进而使得工作人员需要定期对乙炔发生器进行清理工作，增大了工作人员的工作量。

技术实现要素：

为了改善乙炔发生器内壁上可能会形成污垢堆积的情况的问题，本申请提供一种乙炔的生产工艺。

本申请提供的一种乙炔的生产工艺采用如下的技术方案：

一种乙炔的生产工艺，包括如下工艺步骤：

s1，原料处理，对电石原料进行破碎处理，向破碎后的电石原料中通入氮气；

s2，加料，将经氮气处理后的电石运输进入乙炔发生器内；

s3，反应，启动乙炔发生器并向乙炔发生器内通入水，收集反应生成的粗产品乙炔和电石渣；

s4，冷却除杂，对反应生成的粗产品乙炔进行冷却、除杂和干燥；

s5，收集，将经过步骤s4的乙炔进行存储，得到成品乙炔；

其中所述乙炔发生器包括发生器本体和安装于所述发生器本体内的清理装置，所述发生器本体内开设有反应腔，所述发生器本体上转动安装有搅拌轴，所述搅拌轴伸入所述反应腔内，位于所述反应腔内的所述搅拌轴沿轴向间隔设置有多组物料盘，所述清理装置包括多个固定安装于所述搅拌轴上的刮刀，各所述刮刀与所述发生器本体内壁抵接。

通过采用上述技术方案，在进行乙炔的生产工作时，电石原料进入到发生器本体的反应腔内并进一步运动至物料盘上，电石原料在搅拌轴的作用下沿搅拌轴轴向依次运动至各物料盘上，进一步增大电石原料在反应腔内的停留时间；电石原料中含有的氧化钙、磷化钙、硫化钙等杂质会反应生成氢氧化钙，氢氧化钙可能会粘附在物料盘和发生器本体内壁上，物料盘上的氢氧化钙由于离心力的作用会向发生器本体内壁上运动，氢氧化钙会在发生器本体内壁上富集。刮刀的设置，进一步对发生器本体内壁上的氢氧化钙进行刮除，减少氢氧化钙在发生器本体内壁上积聚的量，一定程度上降低工作人员清理发生器本体内壁上氢氧化钙等杂质的清理频率。

可选的，所述发生器本体上安装有用于驱动所述搅拌轴发生转动的驱动组件，所述驱动组件包括固定安装于所述发生器本体上的伺服电机、键连接于所述伺服电机输出轴上的蜗杆和固定安装于所述搅拌轴上的蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆相啮合，所述搅拌轴固定安装于所述蜗轮上。

通过采用上述技术方案，蜗轮和蜗杆的设置，起到降低转速比的作用，从而控制搅拌轴在搅拌时的转速，从而减小物料盘上的电石原料受到的离心力，进而降低电石原料因离心力过大发生电石原料撞击到发生器内壁上的情况的几率。

可选的，所述发生器本体内固定安装有外圈和转动安装于所述外圈上的内圈，所述发生器本体内设置有反转装置，所述反转装置包括固定安装于所述外圈上的行星架、转动安装于所述行星架上的三个行星齿轮、固定安装于所述搅拌轴上的太阳齿轮和转动安装于所述外圈上的齿圈，所述太阳齿轮与所述行星齿轮相啮合，所述行星齿轮与所述齿圈相啮合，所述齿圈底端与所述内圈固定连接。

通过采用上述技术方案，在进行乙炔的生产工作时，搅拌轴带动物料盘上的刮刀发生周向转动，搅拌轴对发生器本体内圈上的氢氧化钙以及未反应完全的电石原料进行刮除；同时搅拌轴作为输入动力会带动太阳齿轮发生转动，太阳齿轮会带动与其相啮合的行星齿轮发生转动，行星齿轮由于行星架的限制发生自转并带动与其相啮合的齿圈发生转动，齿圈进一步带动内圈发生转动，使得内圈与物料盘上的刮刀形成相反方向的转动，从而增大了内圈上粘附的物料与刮刀间的作用力，起到促进刮刀刮除内圈上粘附的物料的作用，进而降低内圈上粘附的物料的量。

可选的，所述发生器本体上安装有喷淋装置，所述喷淋装置包括安装于所述发生器本体上的进水管、与所述进水管连通的各分水管、转动安装于所述行星架上的空心轴和安装于所述空心轴上的喷头，所述空心轴与所述行星齿轮同轴固定连接，所述分水管上设置有用于与所述空心轴密封连接的连接组件。

通过采用上述技术方案，喷淋装置的设置，起到将水均匀喷洒在反应腔内的作用，促使水与电石原料进行充分接触，提高电石原料和水的反应程度。由于行星齿轮会带动空心轴发生自转，空心轴带动喷头在喷洒水的同时发生转动，从而增大每个喷头的喷洒范围；同时连接组件的设置，实现了发生自转的空心轴与固定安装的分水管之间的连接。

可选的，所述连接组件包括连接套、滑移安装于所述连接套内的连接环和安装于所述连接环上的第一轴承，所述连接套套设在所述空心轴外周壁上，所述连接套一端内壁沿周向安装有定位块，所述定位块沿所述连接套径向滑移连接，所述空心轴外壁沿周向开设有与所述定位块卡接配合的定位槽，所述连接套内壁沿轴向开设有滑移槽，所述连接环周壁上安装有滑移块，所述第一轴承的外环上设置有外螺纹，所述空心轴内壁上设置有螺纹段，所述第一轴承的内环与所述分水管固定连接，所述连接环端面上沿周向安装有密封圈，所述空心轴端面上开设有供所述密封圈卡接的密封槽。

通过采用上述技术方案，当需要进行分水管与空心轴之间的安装工作时，首先将分水管固定安装在第一轴承的内环上，利用连接环上的滑移块与连接套上的滑移槽的配合，将连接环安装进入连接套内。调整分水管和进水管的高度同时控制定位块离开连接套内腔，将连接套套接到空心轴上直至定位块与空心轴上的定位槽处于同一高度，在此过程中空心轴的顶面会推动连接环在连接套内发生滑移，直至滑移块抵接到滑移槽的槽底。

然后转动连接套，由于滑移块和滑移槽的配合导致连接环与连接套保持周向固定，连接套带动连接环发生转动，连接环带动外环螺纹连接进入空心轴的螺纹段内，然后推动定位块卡接进入定位槽内，实现对连接套周向转动的限制，完成分水管与空心轴之间的密封连接，如此设置，无需转动空心轴，仅需通过转动连接套，即可实现空心轴和分水管之间的安装工作，从而方便工作人员进行空心轴和分水管之间的密封安装工作。同时连接环、密封圈和密封槽的设置，进一步提升了分水管与空心轴之间连接的密封性。

可选的，所述内圈上安装有第一耙齿座，所述搅拌轴沿轴向间隔安装有多组第二耙齿座，所述第二耙齿座和所述物料盘沿所述搅拌轴轴向交错设置。

通过采用上述技术方案，第一耙齿座和物料盘之间沿相反方向发生转动，促使电石原料均匀分散在物料盘上，从而增大水与电石原料之间的接触面积，进一步提高水与电石原料之间的反应程度；同时通过第二耙齿座和物料盘之间的交错配合，使得电石原料能够较为均匀地分布在每层物料盘之间，增加电石原料在反应腔内停留时间的同时增大每层物料盘上的电石原料与水之间的接触面积，从而从整体上提升水与电石原料之间的反应程度，提高电石原料中有效组分的转化率。

可选的，所述第一耙齿座包括安装在所述内圈上的第一耙臂和安装于所述第一耙臂上的第一耙齿，所述第二耙齿座包括安装在所述搅拌轴上的第二耙臂和安装于所述第二耙臂上的第二耙齿，所述第一耙齿和所述第二耙齿均呈倾斜设置，相邻的两所述第二耙齿的倾斜方向相同，所述第一耙齿与相邻的所述第二耙齿倾斜方向相反。

通过采用上述技术方案，第一耙齿和第二耙齿倾斜方向的设置，起到引导电石原料依次向物料盘中心和物料盘边缘运动的作用，增大了电石原料在反应腔内的运动路径，从而增加电石原料在物理盘上的停留时间，进一步提高电石原料的反应程度。

可选的，所述刮刀上设置有安装组件，所述安装组件包括固定安装于所述刮刀上的螺纹杆、套设在所述螺纹杆上的两个垫片和螺纹连接于所述螺纹杆上的两个螺母，两个所述垫片和两个所述螺母分别为位于第二耙臂的两侧，所述刮刀的宽度从靠近所述内圈的一端至远离所述内圈的一端呈逐渐增大设置。

通过采用上述技术方案，利用螺母、垫片和螺纹杆的配合，方便工作人员进行刮刀在第二耙臂上的安装和拆卸工作；同时刮刀宽度的设置，使得物料盘正转或反转时均能够与内圈上粘附的物质进行充分接触，进而减小内圈上粘附的物料的量。

可选的，所述发生器本体上还安装有进料装置，所述进料装置包括固定安装于所述发生器本体上的壳体、固定安装于所述发生器本体上的驱动电机、键连接于所述驱动电机输出轴上的输送轴和固定安装于所述输送轴上的螺旋叶片，所述壳体上开设有与所述反应腔连通的输送通道，所述壳体周侧壁上开设有与所述输送通道连通的进料口。

通过采用上述技术方案，当需要对发生器本体内进行输送电石原料时，将电石原料从进料口运输进入壳体的输送通道内，启动驱动电机，驱动电机的输出轴带动输送轴和螺旋叶片发生转动，实现将电石原料输送进入反应腔内的作用。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过多个物料盘、搅拌轴和刮刀的设置，使得电石原料在搅拌轴的作用下均匀分布在物料盘的同时，刮刀能够对附着在发生器本体内壁上的氢氧化钙等杂质进行刮除，一定程度上缓解了发生器本体内壁上发生污垢堆积的问题；

2.通过反转装置、内圈、外圈、第一耙齿座、第二耙齿座和物料盘的设置，使得电石原料在发生反应的过程中，电石原料能够在第一耙齿座和第二耙齿座的作用下均匀分布在各层物料盘上，进一步增大了电石原料与水之间的接触面积，同时通过第一耙齿座、第二耙齿座和物料盘间位置的改变，增大了电石原料在反应腔内的运动路径，从而增加了电石原料在反应腔内的停留时间，进而增大了电石原料的反应程度；

3.通过连接组件的设置，方便工作人员进行分水管与空心轴之间的安装工作，在不影响空心轴发生自转的前提下，实现分水管与空心轴之间的密封连接。

附图说明

图1是本申请实施例中乙炔发生器的立体结构示意图；

图2是图1所示的发生器本体沿水平方向的剖视结构示意图，示出了驱动组件处的具体结构；

图3是图1所示的发生器本体沿竖直方向的剖视结构示意图，示出了反应器本体内部的具体结构；

图4是图1所示的发生器本体的剖视结构示意图，示出了行星齿轮处的具体结构；

图5是图3所示的a部分的放大结构示意图，示出了安装组件的具体结构；

图6是图3所示的b部分的放大结构示意图，示出了连接组件处的具体结构。

附图标记说明：100、发生器本体；101、顶部；102、圆台部；103、圆筒部；104、底部；

110、反应腔；120、搅拌轴；

130、驱动组件；131、伺服电机；132、蜗杆；133、蜗轮；

140、外圈；150、内圈；160、行星架；170、行星齿轮；180、太阳齿轮；190、齿圈；200、环槽；210、物料盘；220、环形孔；230、通孔；

240、第一耙齿座；241、第一耙臂；242、第一耙齿；

250、第二耙齿座；251、第二耙臂；252、第二耙齿；

260、第三耙齿座；261、第三耙臂；262、第三耙齿；270、刮刀；

280、安装组件；281、螺纹杆；282、垫片；283、螺母；290、刀座；

300、进料装置；301、壳体；302、驱动电机；303、输送轴；304、螺旋叶片；

310、输送通道；320、进料口；330、进水管；340、分水管；350、空心轴；360、喷头；

370、连接组件；371、连接套；372、连接环；373、第一轴承；

380、定位块；390、定位槽；400、滑移槽；410、滑移块；420、密封圈；430、密封槽。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种乙炔的生产工艺，包括以下工艺步骤：

s1，原料处理，利用颚式破碎机对大块电石原料进行破碎处理，将大块电石原料破碎至180-250mm的中块电石原料，再利用圆锥破碎机将中块电石原料破碎成为粒度为50-80mm的小块电石原料，将破碎后的小块电石原料加入到高位电石料仓内并通入氮气；

s2，加料，将高位电石料仓内经氮气处理后的小块电石原料加入到加料斗内，电石经加料斗运输进入乙炔发生器内；

s3，反应，启动乙炔发生器并向乙炔发生器内加入水，从乙炔反应器底部104收集反应剩余的电石渣，并从乙炔反应器顶端侧壁收集生成的粗产品乙炔；

s4，冷却除杂，将反应生成的粗产品乙炔依次通入喷淋预冷器、喷淋冷却塔、填料冷却塔和净化器，依次对粗产品乙炔进行冷却、去除杂质气体，然后将去除杂质气体后的粗产品乙炔通过乙炔压缩机加压至≤2.4mpa，然后再将乙炔通过高压干燥器进行干燥；

s5，收集，将经过步骤s4的乙炔通入气柜中存储，得到成品乙炔。

其中颚式破碎机采用的是福建南方路面机械股份有限公司生产的pe1175颚式破碎机，圆锥破碎机采用的是世邦工业科技集团生产的hpt300多缸液压圆锥破碎机。

参照图1和图2，其中乙炔发生器包括发生器本体100，发生器本体100内开设有供电石原料与水反应的反应腔110，反应腔110内沿竖直方向转动连接有搅拌轴120，搅拌轴120的顶端转动连接于发生器本体100的顶壁。发生器本体100包括顶部101、圆台部102、圆筒部103和底部104，顶部101呈空心圆柱状，圆台部102的直径沿竖直向下的方向呈逐渐增大设置，圆筒部103的直径与圆台部102的最大直径相等，底部104呈封闭圆弧状。

参照图1和图2，发生器本体100顶部101的侧壁上固定安装有用于驱动搅拌轴120发生转动的驱动组件130，驱动组件130包括固定安装于发生器本体100的顶部101侧壁上的伺服电机131、键连接于伺服电机131输出轴上的蜗杆132和固定安装于搅拌轴120上的蜗轮133，伺服电机131的输出轴伸入发生器本体100内并与蜗杆132键连接，蜗轮133与蜗杆132相啮合并与蜗杆132处于同一水平面内。

参照图3和图4，发生器本体100的圆筒部103内壁上固定安装有外圈140和转动安装于外圈140上的内圈150，发生器本体100内安装有反转装置，反转装置包括固定安装于外圈140上的行星架160、转动安装于行星架160上的三个行星齿轮170、固定安装于搅拌轴120上的太阳齿轮180和转动安装于外圈140上的齿圈190。外圈140的高度大于内圈150的高度，外圈140的底端沿周向开设有供内圈150转动安装的环槽200，内圈150的顶端低于外圈140的顶端，行星架160固定安装于外圈140高于内圈150的侧壁上，行星架160上开设有供搅拌轴120穿过的连接孔，行星架160上沿周向均匀排布有三个叶片。

参照图3和图4，齿圈190沿外圈140周向转动安装于外圈140上，且齿圈190的底端与内圈150的顶端固定连接，每个行星齿轮170均分别转动安装于每个叶片上，太阳齿轮180与三个行星齿轮170相啮合，每个行星齿轮170均与齿圈190相啮合，太阳齿轮180、行星齿轮170和齿圈190处于同一水平面内。

参照图3，搅拌轴120上沿轴向固定安装有两个物料盘210，内圈150上沿轴向固定安装有两个物料盘210，安装于搅拌轴120上的物料盘210的周向侧壁与内圈150间形成有供电石原料穿过的环形孔220，安装于内圈150上的物料盘210的中心处开设有供电石原料穿过的通孔230。内圈150沿轴向固定安装有两组第一耙齿座240，每组第一耙齿座240均分别位于每个固定安装于搅拌轴120上的物料盘210上方，每组第一耙齿座240包括固定安装于内圈150上的两个第一耙齿座240，两个第一耙齿座240沿内圈150直径方向对称设置。

参照图3，第一耙齿座240包括固定安装于内圈150上的第一耙臂241和固定安装于第一耙臂241上的第一耙齿242，第一耙齿242沿第一耙臂241长度方向间隔且倾斜设置，第一耙齿242靠近第一耙臂241的一端与搅拌轴120之间的距离小于第一耙齿242远离第一耙臂241的一端与搅拌轴120之间的距离。搅拌轴120上沿轴向固定安装有两组第二耙齿座250，每组第二耙齿座250均分别位于每个安装于内圈150上的物料盘210上方，每组第二耙齿座250包括固定安装于搅拌轴120上的两个第二耙齿座250，两个第二耙齿座250沿搅拌轴120直径方向对称设置。

参照图3，第二耙齿座250包括固定安装在搅拌轴120上的第二耙臂251和固定安装于第二耙臂251上的第二耙齿252，第二耙齿252沿第二耙齿252长度方向间隔且倾斜设置，第二耙齿252倾斜方向与相邻的第一耙齿242的倾斜方向相反。搅拌轴120的底端转动连接有两个第三耙齿座260，第三耙齿座260包括固定安装于搅拌轴120上的第三耙臂261和固定安装于第三耙臂261上的第三耙齿262，第三耙臂261呈倾斜设置，第三耙齿262沿第三耙臂261的长度方向间隔设置，第三耙齿262呈倾斜设置。

参照图3和图5，乙炔发生器还包括安装于发生器本体100内的清理装置，清理装置包括四个固定安装于第二耙臂251上的刮刀270，每把刮刀270分别固定安装于每个第二耙臂251远离搅拌轴120的端部，且刮刀270远离搅拌轴120的一端与内圈150内壁抵接，刮刀270的宽度从靠近内圈150的一端至远离内圈150的一端呈逐渐增大设置。刮刀270上设置有用于固定安装刮刀270的安装组件280，安装组件280包括固定安装于刮刀270上的螺纹杆281、套设在螺纹杆281上的两个垫片282和螺纹连接于螺纹杆281上的两个螺母283，刮刀270底端形成有刀座290，刀座290上开设有螺纹孔，螺纹杆281依次穿过刀座290上的螺纹孔和第二耙臂251，两个螺母283分别位于第二耙臂251的两侧，每个垫片282均分别位于每个螺母283与第二耙臂251之间。

参照图3和图4，发生器本体100上还安装有进料装置300，进料装置300包括固定安装于发生器本体100的圆台部102上的壳体301、固定安装于壳体301上的驱动电机302和键连接于驱动电机302输出轴上的输送轴303和固定安装于输送轴303上的螺旋叶片304。壳体301呈倾斜设置，壳体301部分伸入发生器本体100内部，并穿过齿圈190与太阳齿轮180之间的间隙进入反应腔110内，壳体301内开设有与反应腔110连通的输送通道310，驱动电机302的输出轴伸入输送通道310内，壳体301的周侧壁上开设有与输送通道310连通的进料口320。

参照图3和图4，发生器本体100上还安装有喷淋装置，喷淋装置包括固定安装于发生器本体100上的进水管330、与进水管330连通的三根分水管340、转动安装于行星架160上的空心轴350和固定安装于空心轴350上的喷头360。进水管330固定安装于发生器本体100的圆台部102上并伸入发生器本体100内，进水管330分流并与三根分水管340连通，空心轴350于行星齿轮170固定连接，分水管340上安装有用于与空心轴350密封连接的连接组件370。

参照图3和图6，连接组件370包括套设在空心轴350外周壁上的连接套371、滑移安装于连接套371内的连接环372和安装于连接环372上的第一轴承373。空心轴350顶端穿过行星架160顶面，空心轴350与行星架160间安装有轴承，连接套371套设在空心轴350穿过行星架160顶面的一端，连接套371靠近行星架160的一端周侧壁上滑移安装有多块定位块380，定位块380沿连接套371的径向滑移设置，空心轴350伸出行星架160顶面的一端外周壁上沿周向间隔开设有与定位块380卡接配合的定位槽390。

参照图3和图6，连接套371靠近行星架160顶面的一端内壁沿周向开设有两个滑移槽400，两个滑移槽400关于连接套371的中心轴线对称，滑移槽400的开设长度小于连接套371的长度，连接环372的周壁上对称固定安装有滑移块410，滑移块410滑移安装于滑移槽400内。分水管340伸入连接套371内并穿过连接环372，第一轴承373的内环与分水管340固定连接，第一轴承373的外环与连接环372固定连接，且外环远离连接环372的一端外周壁上设置有外螺纹，空心轴350伸出行星架160顶面的一端内壁上设置有螺纹段。连接环372靠近空心轴350的一端端面沿周向安装有密封圈420，空心轴350靠近连接环372的端面上开设有供密封圈420卡接配合的密封槽430。

本申请实施例一种乙炔的生产工艺的实施原理为：

当需要利用乙炔发生器来制备乙炔时，将破碎后的电石原料从进料口320加入到输送通道310内，启动驱动电机302，驱动电机302的输出轴带动输送轴303发生转动，输送轴303带动螺旋叶片304发生转动，螺旋叶片304带动电石原料从输送通道310进入反应腔110内。

同时，通过进水管330向反应腔110内通入水，水分流进入各分水管340中，分水管340中的水进一步向空心轴350处运动并最终进入喷头360内。启动伺服电机131，伺服电机131的输出轴驱动蜗杆132发生转动，蜗杆132带动蜗轮133发生转动，蜗轮133进一步带动搅拌轴120发生转动，搅拌轴120上的太阳齿轮180带动行星架160上的行星齿轮170发生转动，行星齿轮170带动空心轴350发生自转，空心轴350带动喷头360发生自转，从而使得水分均匀从喷头360内喷洒出并与电石原料充分接触。

此外，行星齿轮170带动齿圈190发生转动，齿圈190带动内圈150发生转动，内圈150上的物料盘210和第二耙齿座250发生转动，搅拌轴120也带动搅拌轴120上的物料盘210和第一耙齿座240发生转动，由于太阳齿轮180和齿圈190间为反转状态，从而使得搅拌轴120上的物料盘210与内圈150上的第二耙齿座250、搅拌轴120上的第一耙齿座240与内圈150上的物料盘210发生反转，进而使得电石原料均匀分散在物料盘210上的同时，增大了电石原料在反应腔110内的停留时间，增大了电石原料的反应程度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。