过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (2): 159-168.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.224166CSTR: 32067.14.jproeng.224166
王旭1, 苏国辉1, 李婷1, 韩振南1,2*, 付亮亮1*, 许光文1
Xu WANG1, Guohui SU1, Ting LI1, Zhennan HAN1,2*, Liangliang FU1*, Guangwen XU1
摘要: 电石合成是典型高温固相反应,通过减小原料粒径可显著提高颗粒内和颗粒间的传质传热速率,有望实现该过程的低温化和技术变革。基于此,本工作提出流化床合成固相电石工艺,分别在固定床和喷动流化床反应器中考察了小颗粒原料合成电石过程的反应和气固流动特性,探究了流化床中颗粒表面反应及形貌变化过程,阐述了流化床合成电石过程中床层失流机制。结果表明,对于147~178 μm的焦炭和氧化钙原料,电石合成反应在1500℃时即可发生,在1600℃时反应速率显著增加,1600℃时产物乙炔收率和CaO转化率分别可达101~105 mL/g和25%~26%;当原料C:Ca摩尔比小于9.6时,焦炭-氧化钙流化床在1500~1600℃出现失流现象,且大量焦炭颗粒黏附于氧化钙颗粒表面;流化床失流是由床内颗粒团聚造成的,团聚物形成途径包括氧化钙颗粒间烧结团聚和焦炭-氧化钙颗粒间黏结,但前者是引发失流的主导因素,提高床内半焦颗粒浓度可避免失流发生。本工作验证了流化床合成固相电石工艺的可行性,可为电石生产技术变革提供技术思路和数据支撑。