一种氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统技术方案

本发明专利技术属于煤化工领域，尤其涉及到一种关于电石的生产工艺。本发明专利技术提供的氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统，包括：固体混合器、粉煤热解炉、旋风除尘器、油气冷凝装置、热解气净化装置、气体混合器、氧煤混喷炉、氧气阀组和煤粉喷吹罐。由此，该电石炉系统采用氧煤混喷炉进行电石生产，该氧煤混喷炉利用氧煤喷吹产生的高温和能量使碳粉和石灰粉合成电石，解决电石生产高电耗的问题；利用粉煤热解炉中产生的热解焦炭与石灰石热送至氧煤混喷炉中做为生产原料，提高了热量利用率；利用氧煤混喷炉产生的烟气与粉煤热解炉的热解蒸汽混合后作为煤炭热解热源，实现了烟气和热解蒸汽的余热再利用，解决低阶煤的提质利用的问题。

Calcium carbide furnace system for oxygen injection and comprehensive utilization of heat energy

The invention belongs to the field of coal chemical engineering, in particular to a process for the production of calcium carbide. Calcium carbide furnace blowing system, comprehensive utilization of heat and oxygen injection provided by the invention comprises a solid powder mixer, coal pyrolysis furnace, cyclone, oil and gas condensing device, pyrolysis gas purification device, gas mixer, oxygen blowing furnace, coal mixing tank spray valve group and oxygen coal injection. Thus, the calcium carbide furnace system using oxygen coal for the production of calcium carbide mixed spraying furnace, the oxygen coal mixed spraying furnace using oxygen coal injection to produce high temperature and energy to carbon and lime powder synthesis of calcium carbide, calcium carbide production to solve the high power consumption problem; produced by pyrolysis of pulverized coal in the furnace pyrolysis coke and limestone hot delivery to the oxygen coal mixed spraying furnace for the production of raw materials, improving the heat utilization rate; mixed flue gas and pulverized coal pyrolysis furnace furnace produced by oxygen coal pyrolysis steam as a mixture of coal pyrolysis heat source, to achieve the re utilization of flue gas heat and steam pyrolysis, solve the low rank coal upgrading and utilization problems.

【技术实现步骤摘要】
一种氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统
本专利技术属于煤化工领域，尤其涉及到一种关于电石的生产工艺。
技术介绍
碳化钙俗称电石,由焦炭和氧化钙反应制得，是重要的煤化工产品及基础化工原料，主要用于生产乙炔及乙炔基化工产品。所生产得到的乙炔气可以用于制备多种化学产品，包括氯乙烯系列、醋酸乙烯系列和丙烯酸基等系列产品。因此，电石对我国国民经济发展具有十分重要的作用，而且近十年来电石产量不断增加。但是，目前的电石生产技术存在局限性比较大的技术问题。尽管电石工业的发展已有多年的历史，但是，在常规的电石生产工艺中，一直使用块粒状的石灰石和碳素材料作为生产原料，在2000℃以上的高温条件下进行化学反应，反应生成电石；其中，生产过程中必须采用高温的主要原因是所使用的块状原料的比表面积小，使得该原料需要在较高温度的条件下才能完成化学反应。而且，在传统的电石生产工艺中，一般选用优质块状兰炭和石灰作为生产原料，导致粉状兰炭和石灰不得不进行低价处理，因此，间接地增加了电石的生产成本。相关研究表明，在生产电石的工艺过程中，通过降低原料煤的粒度，使得电石的冶炼温度可以降低至1800℃左右。因此，高成本利用低阶煤等低成本原料氧热法生产电石是电石行业研究的方向，可以大幅度降低电石综合生产成本。现有技术中，采用氧热法生产电石的方法为：将块状含钙原料和含碳原料在上段竖炉预热至800～1300℃后进入下段电弧炉内，在电弧炉内由氧气和煤粉喷吹与电极复合供热温度升至1700～2200℃，反应生成高品位电石，产生的电石炉气经除尘净化后由燃气轮机燃烧驱动发电机发电，废气显热由余热锅炉回收。但是，现有技术中氧热法的主要缺陷是没有解决块状料反应存在的技术问题，由于块状原料比表面积小，使得该氧热法仍然需要在较高的温度条件下才能完成反应，由此，造成系统生产能耗高；而且，现有技术中氧热法的生产原料仍然为价格比较高的块状焦炭和石灰石，没有有效的降低原料成本；该生产系统产生的高温烟气仅仅利用该高温气体去预热原材料和发电，没有利用该高温气体的还原性等性质，由此，该高温气体回收后的利用效率有待进一步提高。根据目前的研究，直接实现氧热法低成本生产电石技术难度较大。现有技术中，目前的电石生产工艺中，还主要采用电弧加热的方法，例如，在常规的电弧加热生产电石的工艺中，主要通过利用电弧炉的电能来生产电石，其具体的生产过程是：通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右，得到熔化的电石，将熔化的电石经冷却破碎处理后作为成品进行包装；其中，反应过程中生成一氧化碳气体，该气体则依据不同类型的电石炉以不同的方式排出该电石炉。但是，上述利用常规电弧加热法来生产电石的技术存在如下技术问题：该电弧加热生产电石的工艺消耗了大量电能，无法直接利用煤粉燃烧的热能；并且，所需的反应温度高，能量消耗大，对耐火材料要求高；现有的电弧加热生产电石技术无法利用粉料，导致粉料的浪费，间接造成了生产成本的增加；现有的电弧加热生产电石技术中产生了高温烟气，该高温烟气蕴含的热量无法充分利用。因此，如何设计出一种能够利用粉状原料作为生产原料、充分利用产物的热量、降低反应温度、低成本的电石生产工艺，成为目前急需解决的技术难题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述难题，本专利技术提供了一种氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统，该电石炉系统采用氧煤混喷炉进行电石生产，该氧煤混喷炉利用氧煤喷吹产生的高温和能量使碳粉和石灰粉合成电石，与传统的电石生产工艺中全部利用电能提供热量的加热方式不同，能够充分利用氧煤燃烧产生的热量替代部分或全部电能，解决了电石生产高电耗的问题；利用粉煤热解炉中产生的热解焦炭作为生产电石的原料，并将热解焦炭与石灰石热送至氧煤混喷炉中作为生产原料，提高了热量利用率，降低了生产成本；利用氧煤混喷炉产生的烟气具有气体量大、温度高（烟气出口温度可达1500℃-1700℃）、以及烟气中CO含量高的特点，将该烟气与粉煤热解炉中热解产生的热解蒸汽混合后作为粉煤热解炉中的煤炭热解热源，实现了烟气和热解蒸汽的部分余热充分再利用，解决了低阶煤的提质利用的问题，降低了生产成本；利用粉煤热解炉中热解产生的热解蒸汽经过冷凝、净化得到高品质的油、气产品，实现了废物回收，产生新的效益，间接降低了成本。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：本专利技术提供了一种氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统，其特征在于，包括固体混合器、粉煤热解炉、旋风除尘器、油气冷凝装置、热解气净化装置、气体混合器、氧煤混喷炉、氧气阀组和煤粉喷吹罐，其中：所述粉煤热解炉与所述固体混合器连接；所述旋风除尘器的进气端与所述粉煤热解炉的热解气出口连接，所述旋风除尘器的出气端与所述油气冷凝装置连接；所述热解气净化装置与所述油气冷凝装置连接；所述气体混合器的入口分别与所述热解气净化装置和所述氧煤混喷炉的尾气出口连接，所述气体混合器的出口与所述粉煤热解炉的热解气入口连接；所述氧煤混喷炉的侧壁上设有进料口和喷吹口，所述进料口与所述粉煤热解炉的焦炭出口连接，所述喷吹口分别与所述氧气阀组和所述煤粉喷吹罐连接。专利技术人发现，本专利技术提供了一种氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统，该电石炉系统采用氧煤混喷炉进行电石生产，该氧煤混喷炉利用氧煤喷吹产生的高温和能量使碳粉和石灰粉合成电石，与传统的电石生产工艺中全部利用电能提供热量的加热方式不同，能够充分利用氧煤燃烧产生的热量替代部分或全部电能，解决了电石生产高电耗的问题；利用粉煤热解炉中产生的热解焦炭作为生产电石的原料，并将热解焦炭与石灰石热送至氧煤混喷炉中做为生产原料，提高了热量利用率，降低了生产成本；利用氧煤混喷炉产生的烟气具有气体量大、温度高（烟气出口温度可达1500℃-1700℃）、以及烟气中CO含量高的特点，将该烟气与粉煤热解炉中热解产生的热解蒸汽混合后作为粉煤热解炉中的煤炭热解热源，实现了烟气和热解蒸汽的部分余热充分再利用，解决了低阶煤的提质利用的问题，降低了生产成本；利用粉煤热解炉中热解产生的热解蒸汽经过冷凝、净化得到高品质的油、气产品，实现了废物回收，产生新的效益，间接降低了成本。根据本专利技术的具体实施例，还包括氧煤枪，包括：枪口、氧气入口和煤粉入口，所述枪口与所述氧煤混喷炉侧壁的喷吹口连接，所述氧气入口与所述氧气阀组连接，所述煤粉入口与所述煤粉喷吹罐的出口连接。根据本专利技术的具体实施例，所述氧煤枪的喷枪头为角度向中心聚集的斜孔结构。根据本专利技术的具体实施例，所述粉煤热解炉为流化床或下行床快速热解反应器；所述热解气净化装置包括脱硫单元、脱氨单元、脱苯单元、脱萘单元。根据本专利技术的具体实施例，还包括电石储存罐，与所述氧煤混喷炉的出料口连接。同时，本专利技术还提供了一种利用上述的氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统的生产工艺，包括以下步骤：（1）将原料煤与石灰石加入到固体混合器中，进行混合处理；（2）经混合处理后的原料送入粉煤热解炉，进行热解处理，得到热解气、提质煤和石灰石；（3）热解得到的提质煤与石灰石送入氧煤混喷炉作为原料，同时，利用来自氧气阀组的氧气和来自煤粉喷吹罐的煤粉喷到所述氧煤混喷炉内燃烧作为反应的热源，采用氧热法，得到电石和烟气；（4）步骤（2）中得到的热解气经由油气冷凝装置、热解气净化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统，其特征在于，包括固体混合器、粉煤热解炉、旋风除尘器、油气冷凝装置、热解气净化装置、气体混合器、氧煤混喷炉、氧气阀组和煤粉喷吹罐，其中：所述粉煤热解炉与所述固体混合器连接；所述旋风除尘器的进气端与所述粉煤热解炉的热解气出口连接，所述旋风除尘器的出气端与所述油气冷凝装置连接；所述热解气净化装置与所述油气冷凝装置连接；所述气体混合器的入口分别与所述热解气净化装置和所述氧煤混喷炉的尾气出口连接，所述气体混合器的出口与所述粉煤热解炉的热解气入口连接；所述氧煤混喷炉的侧壁上设有进料口和喷吹口，所述进料口与所述粉煤热解炉的焦炭出口连接，所述喷吹口分别与所述氧气阀组和所述煤粉喷吹罐连接。

【技术特征摘要】
1.一种氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统，其特征在于，包括固体混合器、粉煤热解炉、旋风除尘器、油气冷凝装置、热解气净化装置、气体混合器、氧煤混喷炉、氧气阀组和煤粉喷吹罐，其中：所述粉煤热解炉与所述固体混合器连接；所述旋风除尘器的进气端与所述粉煤热解炉的热解气出口连接，所述旋风除尘器的出气端与所述油气冷凝装置连接；所述热解气净化装置与所述油气冷凝装置连接；所述气体混合器的入口分别与所述热解气净化装置和所述氧煤混喷炉的尾气出口连接，所述气体混合器的出口与所述粉煤热解炉的热解气入口连接；所述氧煤混喷炉的侧壁上设有进料口和喷吹口，所述进料口与所述粉煤热解炉的焦炭出口连接，所述喷吹口分别与所述氧气阀组和所述煤粉喷吹罐连接。2.如权利要求1所述的一种氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统，其特征在于，还包括氧煤枪，包括：枪口、氧气入口和煤粉入口，所述枪口与所述氧煤混喷炉侧壁的喷吹口连接，所述氧气入口与所述氧气阀组连接，所述煤粉入口与所述煤粉喷吹罐的出口连接。3.如权利要求2所述的一种氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统，其特征在于，所述氧煤枪的喷枪头为角度向中心聚集的斜孔结构。4.如权利要求1-3任一项所述的一种氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统，其特征在于，所述粉煤热解炉为流化床或下行床快速热解反应器；所述热解气净化装置包括脱硫单元、脱氨单元、脱苯单元、脱萘单元。5.如权利要求1-3任一项所述的一种氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统，其特征在于，还包括电石储存罐，与所述氧煤混喷炉的出料口连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙宝林，陈水渺，马政峰，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11