一種電石合成尾氣余熱回收利用的電石的生產系統及方法技術方案

本發明專利技術涉及一種電石合成尾氣余熱回收利用的電石的生產系統及方法。所述系統包括原料煤破碎系統、下行床熱解爐、石灰破碎單元、CaC2反應器和移動床換熱器單元，原料煤破碎系統包括原料煤入口和煤出口；下行床熱解爐包括煤入口和高溫半焦出口；石灰破碎單元包括石灰入口、上篩料出口和下篩料出口；移動床換熱器單元包括石灰上篩料入口、電石合成尾氣入口和加熱石灰上篩料出口；CaC2反應器包括電石原料入口、電石出口和電石合成尾氣出口；電石合成尾氣出口與所述移動床換熱器單元的電石合成尾氣入口相連。本發明專利技術電石合成尾氣余熱回收利用的電石的生產系統及方法，選用粉料原料，同時有效利用了電石合成尾氣余熱，降低了原料的成本，節省了電石冶煉過程的能量消耗。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術主要涉及電石的生產領域，具體涉及一種尾氣回收利用的電石的生產系統及方法。
技術介紹
電石作為一種重要的化工原料，主要用于生產乙炔和乙炔基化工產品，曾被譽為“有機合成工業之母”。從我國能源分布上考慮，“富煤、貧油、少氣”是我國能源結構的典型特征，煤炭是我國的主要能源，約占一次能源的70％，因此，使用煤炭生產電石，電石和水反應獲得乙炔，發展煤基乙炔化工對于工業經濟發展意義重大。傳統電石生產主要采用電熱法，即以塊狀生石灰和塊狀焦炭為原料，在電石爐內由電弧加熱到2000攝氏度以上，按方程CaO+3C＝CaC2+CO的反應原理進行高溫冶煉生產電石。從對碳素原料的要求考慮，傳統電石生產工藝主要存在以下缺陷：(1)要求碳素材料的粒度在5-30mm、固定碳含量>84％、灰分<15％，能夠滿足這些要求的只有焦炭、半焦、石油焦以及一些優質無煙煤，而這些原料儲量十分有限，價格不菲；(2)在原料破碎過程中會伴有15-20％的原料由于粒度小于5mm而被廢棄，造成資源的嚴重浪費；(3)電石生產中主要采用塊狀碳素原料和石灰，傳質和傳熱效率低，反應速率較低，電石冶煉爐熱效率僅為50％左右，電耗高達3250kWh/t電石左右。可見，碳素原料的質量直接影響電石的產量、質量、電力單耗和成本等經濟指標。從原煤的性質考慮，原煤中含有灰、硫及其他少量礦物質。大部分原煤的灰分都高于電石原料的灰分要求上限，需對原煤進行分選脫灰處理。按分選介質的不同可分為濕法分選和干法分選兩大類，濕法分選過程中煤與水充分接觸，增大選煤產品水分和后續碳素原料的脫水能耗；而常用的干法分選采用常溫空氣作為分選介質，原煤的表面水分增加了顆粒之間的接觸粘附幾率，導致實際分選效果變差。另外，近年來，隨著煤炭機械化開采程度的提高，原煤在開采過程中的粉煤含量占到40-60％，硬度較差的低階煤甚至占到70％左右，這顯然與傳統的電石生產工藝要求碳素原料的粒度大于5mm是相悖的。而且在生成電石的過程中有大量的余熱產生，如果不加以利用就白白浪費了能量。為解決傳統電石生產工藝對原料要求苛刻、高耗能、高污染、低效益等缺點，拓寬電石碳基原料的范圍，電石生產技術有待進一步改進。因此，針對上述問題，有必要提供一種電石的生產系統及方法，能解決傳統電石生產工藝對原料要求苛刻、高耗能、高污染、低效益等問題，且對電石生產過程中的廢氣進行回收利用。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術旨在提供一種電石合成尾氣余熱回收利用的電石的生產系統及方法，該系統及方法的目的是解決電石生產工藝中的余熱浪費、高耗能問題。同時，本專利技術將要解決電石生產工藝對原料的高要求問題。本專利技術提供的電石合成尾氣余熱回收利用的電石的生產系統包括：原料煤破碎系統、下行床熱解爐、石灰破碎單元、CaC2反應器和移動床換熱器單元，其中，所述原料煤破碎系統包括原料煤入口和煤出口，用于原料煤的破碎；所述下行床熱解爐包括煤入口和高溫半焦出口，用于煤的熱解；所述煤入口與所述原料煤破碎系統的煤出口相連；所述石灰破碎單元包括石灰入口、上篩料出口和下篩料出口，用于石灰的破碎與篩分；所述移動床換熱器單元包括石灰上篩料入口、電石合成尾氣入口和加熱石灰上篩料出口，用于石灰上篩料與電石合成尾氣的換熱；所述石灰上篩料入口與所述石灰破碎單元的上篩料出口相連；所述CaC2反應器包括電石原料入口、電石出口和電石合成尾氣出口，用于冶煉合成電石產品；所述電石原料入口分別與所述下行床熱解爐的高溫半焦出口、所述石灰破碎單元的下篩料出口、所述移動床換熱器單元的加熱石灰上篩料出口相連；所述CaC2反應器電石合成尾氣出口與所述移動床換熱器單元的電石合成尾氣入口相連。進一步地，上述的系統，所述移動床換熱器單元包括原料倉、換熱器、布袋除塵器；所述原料倉入口與所述石灰破碎單元的上篩料出口相連接；所述原料倉出口與所述換熱器的固體物料入口相連接；所述換熱器的固體物料出口與所述CaC2反應器的電石原料入口相連接；所述換熱器的電石合成尾氣入口與所述CaC2反應器的電石合成尾氣出口相連接；所述換熱器的氣體出口與所述布袋除塵器的氣體入口相連接。上述系統還包括油水分離單元，其包括高溫荒煤氣入口、熱解氣出口和油水出口；所述高溫荒煤氣入口與所述下行床熱解爐的荒煤氣出口相連。上述系統中所述下行床熱解爐還包括低溫電石合成尾氣入口；所述移動床換熱器單元還包括低溫電石合成尾氣出口；所述移動床換熱器單元低溫電石合成尾氣出口與所述下行床熱解爐的低溫電石合成尾氣入口相連。本專利技術還提供一種利用上述系統進行電石的生產方法，包括以下步驟：將原料煤通過所述原料煤破碎系統破碎后送入所述下行床熱解爐進行熱解，得到高溫半焦；將石灰經所述石灰破碎單元破碎篩分后，得到上篩料和下篩料；將所述上篩料通入所述移動床換熱器單元進行換熱后得到高溫石灰上篩料；將所述高溫半焦、所述下篩料和所述高溫石灰上篩料送入所述CaC2反應器進行冶煉，得到電石和電石合成尾氣；將所述電石合成尾氣送入所述移動床換熱器單元。上述的方法，自所述CaC2反應器產生的所述電石合成尾氣的溫度為800℃以上。上述的方法，換熱后所述電石合成尾氣的溫度為200-350℃。上述的方法，所述下篩料的粒徑＜1mm，所述上篩料的粒徑為1mm-3mm，所述原料煤破碎后粒徑＜3mm。上述的方法，所述方法還包括步驟：將所述移動床換熱器單元排出的電石合成尾氣通入所述下行床熱解爐內爐膛溫度小于600-650℃區間段。根據本專利技術的上述技術方案，既能解決傳統電石生產工藝對原料要求苛刻、高耗能、高污染、低效益等問題，又對電石生產過程中的高溫尾氣顯熱進行回收利用，降低了電石生產過程的能耗。附圖說明圖1是本專利技術實施例的電石的生產系統流程圖。具體實施方式以下結合附圖和實施例，對本專利技術的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本專利技術的方案以及各個方面的優點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本專利技術的限制。圖1為本專利技術提供的尾氣回收利用的電石的生產系統流程圖。該系統主要包括原料煤破碎系統、下行床熱解爐、石灰破碎單元、CaC2反應器和移動床換熱器單元，利用原料煤破碎系統把原料煤破碎后再送入下行床熱解爐熱解，利用石灰破碎單元把石灰原料破碎后，再把熱解后的煤粉與石灰粉混合送入CaC2反應器冶煉合成電石。其中，在移動床換熱器單元中實現了能量的回收利用。本專利技術的重點在于打破了常規各單元與CaC2反應器單獨運行的工藝框架，實現了生產過程中能量的耦合，對生產過程中產生的熱量進行了回收利用，降低了CaC2合成反應的能耗，提高了系統的能效。具體地，原料煤破碎系統包括原料煤入口和煤出口，用于原料煤的破碎。所述下行床熱解爐包括煤入口和高溫半焦出口，用于煤的熱解；所述煤入口與所述原料煤破碎系統的煤出口相連。所述石灰破碎單元包括石灰入口、上篩料出口和下篩料出口，用于石灰的破碎與篩分。需要說明的是，本文中的上篩料指石灰顆粒或石灰塊，下篩料指石灰粉。所述移動床換熱器單元包括石灰上篩料入口、電石合成尾氣入口和加熱石灰上篩料出口，用于石灰上篩料與電石合成尾氣的換熱；所述石灰上篩料入口與所述石灰破碎單元的上篩料出口相連。進一步地，所述移動床換熱器單元可包括原料倉、換熱器、布袋除塵器；所述原料倉入口與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電石合成尾氣余熱回收利用的電石的生產系統，所述系統包括原料煤破碎系統、下行床熱解爐、石灰破碎單元、CaC2反應器和移動床換熱器單元，其中，所述原料煤破碎系統包括原料煤入口和煤出口，用于原料煤的破碎；所述下行床熱解爐包括煤入口和高溫半焦出口，用于煤的熱解；所述煤入口與所述原料煤破碎系統的煤出口相連；所述石灰破碎單元包括石灰入口、上篩料出口和下篩料出口，用于石灰的破碎與篩分；所述移動床換熱器單元包括石灰上篩料入口、電石合成尾氣入口和加熱石灰上篩料出口，用于石灰上篩料與電石合成尾氣的換熱；所述石灰上篩料入口與所述石灰破碎單元的上篩料出口相連；所述CaC2反應器包括電石原料入口、電石出口和電石合成尾氣出口，用于冶煉合成電石產品；所述電石原料入口分別與所述下行床熱解爐的高溫半焦出口、所述石灰破碎單元的下篩料出口、所述移動床換熱器單元的加熱石灰上篩料出口相連；所述電石合成尾氣出口與所述移動床換熱器單元的電石合成尾氣入口相連。

【技術特征摘要】
1.一種電石合成尾氣余熱回收利用的電石的生產系統，所述系統包括原料煤破碎系統、下行床熱解爐、石灰破碎單元、CaC2反應器和移動床換熱器單元，其中，所述原料煤破碎系統包括原料煤入口和煤出口，用于原料煤的破碎；所述下行床熱解爐包括煤入口和高溫半焦出口，用于煤的熱解；所述煤入口與所述原料煤破碎系統的煤出口相連；所述石灰破碎單元包括石灰入口、上篩料出口和下篩料出口，用于石灰的破碎與篩分；所述移動床換熱器單元包括石灰上篩料入口、電石合成尾氣入口和加熱石灰上篩料出口，用于石灰上篩料與電石合成尾氣的換熱；所述石灰上篩料入口與所述石灰破碎單元的上篩料出口相連；所述CaC2反應器包括電石原料入口、電石出口和電石合成尾氣出口，用于冶煉合成電石產品；所述電石原料入口分別與所述下行床熱解爐的高溫半焦出口、所述石灰破碎單元的下篩料出口、所述移動床換熱器單元的加熱石灰上篩料出口相連；所述電石合成尾氣出口與所述移動床換熱器單元的電石合成尾氣入口相連。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述移動床換熱器單元包括原料倉、換熱器、布袋除塵器；所述原料倉入口與所述石灰破碎單元的上篩料出口相連接；所述原料倉出口與所述換熱器的固體物料入口相連接；所述換熱器的固體物料出口與所述CaC2反應器的電石原料入口相連接；所述換熱器的電石合成尾氣入口與所述CaC2反應器的電石合成尾氣出口相連接；所述換熱器的氣體出口與所述布袋除塵器的氣體入口相連接。3.根據權利要求1所述的系統，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭啟海，丁力，張順利，路丙川，董賓，趙小楠，劉維娜，許修強，吳道洪，
申請(專利權)人：神霧環保技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11