一种处理煤粉和钙基原料的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种处理煤粉和钙基原料的系统。该系统包括热解单元、气体净化单元、加氢气化单元以及电石冶炼单元；热解单元包括煤粉与钙基原料混合型球入口、荒煤气出口和热解固体球团出口；气体净化单元包括荒煤气入口和净煤气出口，荒煤气入口和所述荒煤气出口相连；加氢气化单元包括煤粉喷嘴、净煤气喷嘴、焦渣出口以及油气出口，净煤气喷嘴和净煤气出口相连；电石冶炼单元包括高温固体球团入口、电石炉气出口和电石出口，高温固体球团入口和热解固体球团出口相连。本实用新型专利技术利用煤与生石灰在预热炉中共热解所得热解气品质高、含氢量高的优势，在生产电石的同时，可作为煤加氢气化的氢气来源，降低了氢气来源的成本，提高系统热效率。

A system for treating pulverized coal and calcium based feedstocks

The utility model discloses a system for treating pulverized coal and calcium based raw materials. The system includes a pyrolysis unit, gas purification unit, hydro gasification unit and calcium carbide smelting unit; pyrolysis unit including coal and calcium based materials mixed type ball entrance and gas exports and export of solid pellet pyrolysis; gas purification unit includes a gas entrance and a clean gas outlet, a gas entrance and the gas outlet. Hydrogenation; gasification unit including pulverized coal nozzle, net gas nozzle, coke slag outlet and oil and gas exports, net gas nozzle and a clean gas outlet; calcium carbide smelting unit comprises a high temperature solid pellet entrance, furnace gas exports and export of calcium carbide, high temperature solid pellet pyrolysis solid pellet entrance and outlet. The utility model uses coal and lime in the preheating furnace of pyrolysis from pyrolysis of high quality, high hydrogen content in calcium carbide production advantages, at the same time, can be used as hydrogen source of coal hydrogasification, reduce the cost of hydrogen sources, improve the thermal efficiency of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种处理煤粉和钙基原料的系统
本技术属于化工
，尤其涉及一种处理煤粉和钙基原料的系统。
技术介绍
煤加氢气化是指使原煤粉与含氢反应气体在高温、高压条件下(800℃～1000℃，3MPa～8MPa)反应生成富含甲烷的气体以及轻质油品的过程。与传统的煤气化相比，煤加氢气化具有工艺简单、热效率高、污染小的特点，因而受到广泛地关注和应用。但是，氢气的价格昂贵，因此寻找氢气的可替代气氛成为许多研究者的关注点。现有技术报道，粉状的中低阶煤与粉状生石灰混合压球后经预热炉热解可得高温活性球团，直接热送进电石炉进行电石生产。在该工艺中，原料为粉状的中低阶煤和粉状生石灰、混合球团在预热炉中的热解属于无热载体热解、高温球团的输送属于高温密闭输送，因此可极大的降低电石生产的原料成本、提高热解气的品质和系统的热效率、降低生产能耗。值得关注的是，氧化钙与煤在预热炉内共热解时，氧化钙作为催化剂可极大的提高热解气中的氢气含量高，达50v％以上，若能将煤与生石灰混合热解产生的热解气作为煤粉加氢气化的氢气来源，可极大的降低煤加氢气化的成本。
技术实现思路
本技术的目的是将煤粉与钙基原料混合型球在预热炉内热解产生的油气产品以及热解固体在高温下直接利用，以提高系统的热利用率。为实现上述目的，本技术提出了一种处理煤粉和钙基原料的系统，包括热解单元、气体净化单元、加氢气化单元以及电石冶炼单元；其中，所述热解单元包括煤粉与钙基原料混合型球入口、荒煤气出口和热解固体球团出口，所述热解单元用于煤粉与钙基原料混合型球的高温热解；所述气体净化单元包括荒煤气入口和净煤气出口，所述荒煤气入口和所述荒煤气出口相连，所述气体净化单元用于对荒煤气除尘、并使荒煤气中的焦油催化裂解；所述加氢气化单元包括煤粉喷嘴、净煤气喷嘴、焦渣出口以及油气出口，所述净煤气喷嘴和所述净煤气出口相连，在所述加氢气化单元，所述净煤气作为氢源与煤发生加氢气化反应；所述电石冶炼单元包括高温固体球团入口、电石炉气出口和电石出口，所述高温固体球团入口和所述热解固体球团出口相连，所述电石冶炼单元用于对热解产生的高温固体球团进行冶炼。进一步地，所述系统还包括煤粉与钙基原料预处理单元，所述煤粉与钙基原料预处理单元包括煤粉与钙基原料入口和煤粉与钙基原料混合型球出口，所述煤粉与钙基原料混合型球出口和所述煤粉与钙基原料混合型球入口相连，所述煤粉与钙基原料预处理单元用于将煤粉与钙基原料进行处理得到煤粉与钙基原料混合型球。进一步地，所述热解单元使用的装置为无热载体蓄热式预热炉。所述无热载体蓄热式预热炉中设置有上下两层蓄热式辐射管，平行均匀分布在料层的上方和下方，且相邻的上层辐射管与下层辐射管错开分布。所述气体净化单元使用的装置为净化反应器。所述加氢气化单元使用的装置为气化炉。所述电石冶炼单元使用的装置为电石炉。进一步地，所述净化反应器内部有设在最下层的气体分布器以及从下往上依次排列的过滤层和焦油催化裂解催化剂层。具体地，所述过滤层为陶瓷过滤板，用于除去所述荒煤气中的灰尘以及蓄热。所述焦油催化裂解催化剂层为CaO，用于将所述荒煤气中的焦油充分催化获取热解气以及轻质焦油。优选地，所述净煤气喷嘴个数为偶数个，对称排列在所述煤粉喷嘴的四周。进一步地，所述系统还包括保温输送装置，所述高温固体球团入口通过所述保温输送装置与所述热解固体球团出口相连；所述高温输送装置为保温桶或保温链板。本技术将煤与钙基原料混合球团热解与煤加氢气化和电石生产工艺相耦合，利用煤与钙基原料在预热炉中共热解所得热解气品质高、含氢量高的优势，在生产电石的同时，可作为煤加氢气化的氢气来源，降低了氢气来源的成本，并利用高温热解气的显热，提高了系统热效率。采用本技术的系统，取得了以下效果：(1)采用无热载体蓄热式预热炉进行热解，不仅可以提高热利用率，还可提高热解气体的品质；(2)预热炉热解产生的荒煤气直接输入气体净化单元，利用其部分显热将其中携带的焦油在催化剂作用下裂解为气体及轻质焦油，提高产品的附加值；并再次在高温下送入加氢气化炉，充分利用荒煤气的显热；(3)气体净化单元的焦油裂解催化剂床层(CaO床层)在净化气体后可直接回用，作为混料球团的原料，避免产生固废，并再次热解，将粘附在床层的焦油等再次裂解，避免浪费；(4)热解产生的荒煤气经高温净化后直接作为加氢热解单元的氢气来源，不仅降低了氢源的成本，还可减少氢气的预热，降低加氢单元的反应能耗；(5)热解产生的高温固体球团经密闭保温输送装置，直接入电石炉，可充分利用热解固体的显热，进一步降低电石生产的能耗。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明图1是本技术的生产工艺流程图；图2是本技术的生产系统示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本技术的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本技术的限制。本技术提出了一种煤热解、加氢气化及电石生产耦合的方法，如图1，包括以下步骤：第一步：煤粉与钙基原料混合球团热解：即将煤粉与钙基原料混合球团通过皮带输送机送入预热炉，高温热解得到煤热解产物荒煤气及高温固体球团；其中，热解反应器为无热载体蓄热式预热炉；热解温度为800-1000℃，热解时间为15-30min；所述煤粉与钙基原料混合型球的制备方法如下：首先将中低阶煤与钙基原料进行破碎筛分，将中低阶煤破碎至<1mm；钙基原料破碎至<3mm；然后将煤粉、钙基原料及粘结剂混合，并压制成型；粘结剂的加入量为混合物料1.0wt％-10.0wt％；钙基原料与煤粉的加入质量比为0.8-1.2:1；第二步：荒煤气净化：热解产生的荒煤气进入气体净化单元，经过固体床层过滤、焦油催化裂解得到净煤气；所述焦油催化裂解催化剂床层为CaO；焦油催化裂解的温度为700-900℃；第三步：煤加氢气化：以净化单元送来的净煤气作为氢源，与煤粉发生加氢气化反应，得到富甲烷气和轻质焦油。加氢气化的反应器为气化炉；气化温度为800-1000℃；气化时间小于2s；第四步：电石生产：预热炉热解产生的高温固体球团经保温密闭输送装置送入电石炉，在电石炉内加热到1800-2200℃，冶炼制得液态电石及电石炉气。本技术提出了一种煤热解、加氢气化及电石生产耦合的系统，如图2：本技术所描述的电石生产系统由预热炉热解单元1、荒煤气净化单元2、煤加氢气化单元3以及电石冶炼单元4组成。预热炉热解单元的装置可以是无热载体蓄热式预热炉，包括煤粉与钙基原料混合型球入口11、荒煤气出口12和热解固体球团出口13；所述煤粉与钙基原料混合型球入口与型球输送皮带相连；气体净化单元2的装置可以是净化反应器，设有荒煤气入口21和净煤气出口25；所述荒煤气入口21与预热炉热解单元1的荒煤气出口12相连。所述净化反应器内部设有气体分布器22、以及从下往上依次排列的过滤层23和焦油催化裂解催化剂层24；所述过滤层为陶瓷过滤板，目的是除去荒煤气中的灰尘并起到蓄热的作用；所述焦油催化裂解催化剂层的目的是将荒煤气中的焦油充分催化获取热解气以及轻质焦油；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理煤粉和钙基原料的系统，包括热解单元、气体净化单元、加氢气化单元以及电石冶炼单元；其中，所述热解单元包括煤粉与钙基原料混合型球入口、荒煤气出口和热解固体球团出口，所述热解单元用于煤粉与钙基原料混合型球的高温热解；所述气体净化单元包括荒煤气入口和净煤气出口，所述荒煤气入口和所述荒煤气出口相连，所述气体净化单元用于对荒煤气进行处理得到净煤气；所述加氢气化单元包括煤粉喷嘴、净煤气喷嘴、焦渣出口以及油气出口，所述净煤气喷嘴和所述净煤气出口相连，在所述加氢气化单元，所述净煤气作为氢源与煤发生加氢气化反应；所述电石冶炼单元包括高温固体球团入口、电石炉气出口和电石出口，所述高温固体球团入口和所述热解固体球团出口相连，所述电石冶炼单元用于对热解产生的高温固体球团进行冶炼。

【技术特征摘要】
1.一种处理煤粉和钙基原料的系统，包括热解单元、气体净化单元、加氢气化单元以及电石冶炼单元；其中，所述热解单元包括煤粉与钙基原料混合型球入口、荒煤气出口和热解固体球团出口，所述热解单元用于煤粉与钙基原料混合型球的高温热解；所述气体净化单元包括荒煤气入口和净煤气出口，所述荒煤气入口和所述荒煤气出口相连，所述气体净化单元用于对荒煤气进行处理得到净煤气；所述加氢气化单元包括煤粉喷嘴、净煤气喷嘴、焦渣出口以及油气出口，所述净煤气喷嘴和所述净煤气出口相连，在所述加氢气化单元，所述净煤气作为氢源与煤发生加氢气化反应；所述电石冶炼单元包括高温固体球团入口、电石炉气出口和电石出口，所述高温固体球团入口和所述热解固体球团出口相连，所述电石冶炼单元用于对热解产生的高温固体球团进行冶炼。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括煤粉与钙基原料预处理单元，所述煤粉与钙基原料预处理单元包括煤粉与钙基原料入口和煤粉与钙基原料混合型球出口，所述煤粉与钙基原料混合型球出口和所述煤粉与钙基原料混合型球入口相连，所述煤粉与钙基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘维娜，丁力，郭启海，赵小楠，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾环保技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11