李 强，由晓敏，佘雪峰，姜泽毅，薛庆国，王静松

(北京科技大学 钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083)

我国作为世界最大的电石生产国和消费国，经过十几年的高速发展，电石产能迅速提升，2019年产能已达到4 000万t/a[1-3]，目前工业化生产的方法主要是电弧法。该工艺使用块状焦炭和块状氧化钙，具有“高能耗、高温、低产能”的弊端，且煤炭消耗量大，严重制约了电石产业的发展，如何节能降耗、防止环境污染是电石行业亟需解决的问题。因此，很多学者对于制备电石的原料处理、影响因素和制备工艺不断改进和发展，衍生出了多种电石制备的新思路和新工艺。

1 现有电石制备工艺优缺点分析

1.1 电弧法

1892年，威尔逊和莫阿桑分别用电弧炉首次成功制取电石[4]，电石工业也随之发展。目前主要采用密闭式电石炉进行生产[5]，其主要过程：将块状(5～30 mm)焦炭和氧化钙的混合物加入电炉，并在电弧产生高温(2 000 ℃以上)条件下反应，生成的CO气体从炉体上部排除，熔融态的CaC2由炉底排出，冷却破碎后得到成品[6-9]。电弧法工艺成熟，产品质量好，但是存在“高温、高能耗、低产能”的弊端。电弧法理论耗电量为1 630 kW·h[10]，然而实际电耗为3 250 kW·h[11]，电能利用率仅为50%，大量的电能被损失了[12-14]。这些损失主要包括：① 高温CO及粉尘所带走的热量；② 原料中的矿物组分与碳的反应，大多为强吸热过程；③ 消耗在电炉变压器、电极以及通过炉体的热损失；④ 原料与出炉电石温度差造成的热损失[15]。常压、温度高于2 000 ℃是电弧法制备电石的最适条件[16]。……