CN104689755B - 一种电石液高温造粒并同时回收热能的系统和工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电石液高温造粒同时回收热能的系统和工艺。该系统由高温电石液造粒装置、保温罐、牵引车、提升装置、电石‑惰性气体热交换装置、净化除尘系统、余热锅炉、循环风机、省煤器，惰性气体贮罐等组成，优点在于：⑴使电石直接制成符合乙炔发生工段尺寸要求的电石颗粒，避免了电石破碎损失，经济、环境效益显著。⑵通过惰性气体(氮气或氩气)与高温电石颗粒直接接触换热，然后再与水换热(惰性气体循环利用)，实现出炉电石的热能回收。⑶除尘净化系统收集到的电石粉，可作为干法生产乙炔的原料。

Description

一种电石液高温造粒并同时回收热能的系统和工艺
技术领域：
本发明属于电石液高温造粒领域，尤其涉及一种电石液高温造粒并同时回收热能的系统和工艺。
技术背景：
电石法生产聚氯乙烯的企业，在电石生产过程中，电石炉产出的1700-2100℃高温电石液须经炉嘴流至铸钢电石锅中，然后用轨道车送至冷却厂房，自然通风冷至500-600℃，再用大吊钩将约1吨重的电石锭吊出，继续自然通风将电石锭冷至100℃以下，再送至乙炔发生工段的破碎车间进行粗破碎、细破碎，制成符合尺寸的电石粒供乙炔发生器使用。电石自然通风冷却，不仅占用大面积场地，而且耗时长(冷却时间约12小时)，并损失大量电石显热。电石破碎不仅污染生产环境，产生电石粉尘等污染物，而且造成约2-5％的电石在破碎过程中形成粉尘，经济损失较大。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种电石液高温造粒并同时回收热能的装置系统和工艺。为了解决现有技术存在的上述问题，通过电石液高温造粒技术，使电石直接制成符合乙炔发生工段尺寸要求的电石颗粒，避免了电石破碎损失，同时回收电石热能，并转化成中压蒸汽，经济、环境效益显著。
本发明由如下技术方案实施：一种电石液高温造粒并同时回收热能的装置系统由高温电石液造粒装置、保温罐、牵引车、提升装置、电石-惰气热交换装置、净化除尘系统、余热锅炉、循环风机、省煤器等组成，其中所述牵引车上部设有所述保温罐，所述保温罐活动于所述高温电石液造粒装置下端与所述提升装置下端之间，所述净化除尘系统与所述电石-惰气热交换装置的冷却室的上部设有的循环气体出口相连，所述净化除尘系统的出口与所述余热锅炉相连，所述余热锅炉通过循环风机与省煤器相连，所述省煤器与所述电石-惰性气体热交换装置的所述循环气体入口相连，所述循环气体入口置于所述电石-惰气热交换装置的冷却室下端。
所述的一种电石液高温造粒并同时回收热能的系统，还包括有惰性气体贮罐，所述惰性气体贮罐与所述循环风机相连。
所述的一种电石液高温造粒并同时回收热能的装置系统中，所述高温电石液造粒装置包括底座、设置在所述底座顶部的造粒输送机构和设置所述底座顶部一侧的电机及减速器；所述电机的输出轴与所述减速器的输入轴同轴固定连接，在所述减速器的输出轴上同轴固定设有驱动轮；所述驱动轮与所述从动轮之间通过皮带传动连接；所述造粒输送机构包括设置在所述底座顶部前后两端的主动轴和从动轴、对应设置在所述主动轴和所述从动轴两端的左右两个齿轮和两根链条、均匀排列设置在两根所述链条之间的造粒托盘，相邻的两个所述造粒托盘之间通过卯榫结构首尾相连形成一个环状的链板；在所述主动轴上同轴固定设有齿轮和从动轮；在两根所述链条相对的链板上均匀排列设有带螺孔的托板；所述造粒托盘两侧分别通过支架上的螺孔与设置在所述托板上的螺孔相固定。
所述的一种电石液高温造粒并同时回收热能的装置系统中，所述成型凹槽的纵切面呈半球形。
所述的电石液高温造粒并同时回收热能的装置系统中，所述造粒托盘由托盘主体、均匀排列设置在所述托盘主体顶部的成型凹槽组成，相邻的所述成型凹槽之间通过导流槽连通设置。
所述的电石液高温造粒并同时回收热能的装置系统中，在所述托盘主体顶部两侧分别竖直设有防溢板。
所述的电石液高温造粒并同时回收热能的装置系统中，所述电石-惰气热交换装置包括有自动开启顶盖、热交换装置、电石排出系统、自动放散阀、循环气体出口和循环气体入口；在所述电石-惰性气体热交换装置的装入口上部设有自动开启顶盖，所述自动放散阀置于所述热交换装置的预存室下部；所述热交换装置下端设有所述电石排出系统，所述冷却室的上部设有循环气体出口通过管道与所述净化除尘系统相连。
所述的一种电石液高温造粒并同时回收热能的装置系统中，所述电石排出系统包括有振动给料器、旋转密封阀、接料皮带机、电石颗粒收集仓，其中振动给料器与所述旋转密封阀相连，所述旋转密封阀与接料皮带机衔接，所述接料皮带机与电石颗粒收集仓衔接。
所述的一种电石液高温造粒并同时回收热能的装置系统中，所述热交换装置包括有所述装入口、密封室、所述预存室、所述冷却室，其中所述冷却室置于所述预存室下方，且与所述预存室相连通；在所述预存室上端口处设有所述密封室，在所述密封室上部设有装口，在所述装入口上部设有所述自动开启顶盖，所述自动放散阀置于所述预存室下部。
本发明提供了一种电石液高温造粒并同时回收热能的新工艺。来自电石炉的电石液，其中电石液温度：1700-2100℃，处理量：1-100吨，直接流入高温造粒装置中，使高温电石液在造粒装置中成型、降温、冷却，并凝固成高温成型电石粒，其中所述高温成型电石粒温度800-1700℃，粒径10-100mm；
成型后的热电石粒落入电石保温罐中，通过牵引车输送和提升装置提升，将保温罐送至电石电石-惰气热交换装置顶部，自动开启顶盖，并将保温罐中的电石经装入口和密封室，落入电石-惰气热交换装置的预存室，然后落入冷却室；
来自循环风机和省煤器的10-50℃惰性气体N2或Ar，与800-1700℃热电石粒在电石-惰气热交换装置的所述冷却室中进行直接接触换热；换热后温度30-100℃，粒径10-100mm的成型电石通过电石排出系统进入成型电石收集仓，然后装车送至用户。
从电石-惰气热交换装置出来的200-1000℃高温惰性气体进入净化除尘系统，除尘处理后进入余热锅炉与来自省煤器的预热水进行气-水热交换，产生的中压蒸汽输送至用户使用；从净化除尘系统收集到的电石粉可作为干法生产乙炔的电石原料使用。
本发明优点在于：1、通过电石液高温造粒技术，使电石直接制成符合乙炔发生工段尺寸要求的电石颗粒，避免电石破碎损失，经济、环境效益显著。2、通过惰性气体(氮气或氩气)与高温电石颗粒直接接触换热，将电石显热传递到惰性气体。再利用高温惰性气体与水换热，将水变为符合要求的中压蒸汽，供蒸汽用户或自备发电机使用。气体经过净化系统除尘后，高温惰性气体将变为低温惰性气体，然后返回电石-惰性气体热交换装置循环利用。3、除尘净化系统收集到的电石粉，可作为干法生产乙炔的电石原料。4、本发明公开的一个电石液高温造粒工艺集电石液高温造粒成型和热量回收为一体，实现了电石液出炉、成型、热能回收的清洁化生产，从而形成一个节能、减排、降耗的电石生产绿色工艺路线。
附图说明：
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的流程图。
图3为高温电石液造粒装置的整体结构示意图。
图4为图3的俯视图。
图5为造粒托盘的结构示意图。
图6为图5的俯视图。
图7为高温成型电石热交换装置的结构示意图。
电石液造粒装置1,保温罐2,牵引车3,提升装置4,电石-惰气热交换装置5,净化除尘系统6,余热锅炉7,循环风机8,省煤器9,惰性气体贮罐10,底座1.1,电机1.2,减速器1.3,主动轴1.4,主动轴齿轮1.41,从动轴1.5,从动轴齿轮1.51,链条1.6,造粒托盘1.7,从动轮1.8,链板1.9,托板1.10,固定支架1.11,托盘主体1.12,成型凹槽1.13,导流槽1.14,防溢板1.15,驱动轮1.16，造粒输送机构1.17，皮带1.18,自动开启顶盖5.1，装入口5.2，密封室5.3，预存室5.4，冷却室5.5，惰性气体补充阀5.6，振动给料器5.7，旋转密封阀5.8，接料皮带机5.9，电石颗粒收集仓5.10，自动放散阀5.11，循环气体出口5.12，净化除尘系统5.13，余热锅炉5.14，循环气体入口5.15，电石排出系统5.16，热交换装置5.17。
具体实施方式：
实施例1：一种电石液高温造粒并同时回收热能的系统由高温电石液造粒装置1、保温罐2、牵引车3、提升装置4、电石-惰气热交换装置5、净化除尘系统6、余热锅炉7、循环风机8、省煤器9，惰性气体贮罐组成10，其中牵引车3上部设有保温罐2，保温罐2活动于所述高温电石液造粒装置1下端和所述提升装置4下端之间，净化除尘系统6与电石-惰性气体热交换装置5的冷却室5.5的上部设有的循环气体出口5.12相连，净化除尘系统6的出口与余热锅炉7相连，所述余热锅炉7通过循环风机8与省煤器9相连，省煤器9与电石-惰气热交换装置5的循环气体入口5.15相连，循环气体入口5.15置于电石-惰气热交换装置5的冷却室5.1下端。惰性气体贮罐10与循环风机8相连。
高温电石液造粒装置包括底座1.1、设置在底座1.1顶部的造粒输送机构1.17和设置底座1.1顶部一侧的电机1.2及减速器1.3；电机1.2的输出轴与减速器1.3的输入轴同轴固定连接，在减速器1.3的输出轴上同轴固定设有驱动轮1.16；驱动轮1.16与从动轮1.8之间通过皮带1.18传动连接；造粒输送机构1.17包括设置在底座顶部前后两端的主动轴1.4和从动轴1.5、对应设置在主动轴1.4和从动轴1.5两端的左右两个主动轴齿轮1.41和从动轴齿轮1.51以及齿轮上面的两根链条1.6、均匀排列设置在两根链条1.6之间的造粒托盘1.7，相邻的两个造粒托盘1.7之间通过卯榫结构首尾相连形成一个环状的链板1.9；在主动轴1.4和从动轴1.5上同轴固定设有主动轴齿轮1.41和从动轴齿轮1.51；在主动轴1.4上同轴固定设有从动轮1.8；在两根链条1.6相对的链板1.9上均匀排列设有带螺孔的托板1.10；造粒托盘1.7两侧分别通过支架1.11上的螺孔与设置在托板1.10上的螺孔通过螺丝相固定。成型凹槽1.13的纵切面呈半球形。造粒托盘1.7由托盘主体1.12、均匀排列设置在所述托盘主体1.12顶部的成型凹槽1.13组成，相邻的所述成型凹槽1.13之间通过导流槽1.14连通设置。在托盘主体1.12顶部两侧分别竖直设有防溢板1.15。
电石-惰性气体热交换装置5包括有自动开启顶盖5.1、热交换装置5.17、电石排出系统5.16、自动放散阀5.11、循环气体出口5.12、净化除尘系统5.13、余热锅炉5.14和循环气体入口5.15；在热交换装置的装入口5.2上部设有自动开启顶盖5.1，自动放散阀5.11置于热交换装置的预存室5.4下部；惰性气体补充阀5.6通过管道与热交换装置的冷却室5.5相连通，热交换装置下端设有电石排出系统5.16，冷却室5.5的上部设有循环气体出口5.12通过管道与净化除尘系统5.13相连，净化除尘系统5.13与余热锅炉5.14相连，余热锅炉5.14的下端出气口与循环气体入口5.15相连，循环气体入口5.15置于冷却室5.5下端。电石排出系统5.16包括有振动给料器5.7、旋转密封阀5.8、接料皮带机5.9、电石颗粒收集仓5.10，其中振动给料器5.7与旋转密封阀5.8相连，旋转密封阀5.8与接料皮带机5.9衔接，接料皮带机5.9与电石颗粒收集仓5.10衔接。热交换装置包括有所述装入口5.2、密封室5.3、预存室5.4、冷却室5.5，其中冷却室5.5置于预存室5.4下方；且与预存室5.4相连通，在预存室5.4上端口处设有密封室5.3，在密封室5.3上部设有装入口5.2，在装入口5.2上部设有自动开启顶盖5.1，自动放散阀5.11置于预存室5.4下部。
实施例2：本发明提供了一种电石液高温造粒并同时回收热能的新工艺。来自电石炉的电石液，其中电石液温度：1700-1750℃，处理量：1吨，直接流入高温造粒装置中，使高温电石液在造粒装置中成型、降温、冷却，并凝固成高温成型电石粒，其中高温成型电石粒温度800-900℃，粒径10-20mm；
成型后的热电石粒落入电石保温罐2中，通过牵引车3输送和提升装置4提升，将保温罐2送至电石-惰气热交换装置5顶部，自动开启顶盖5.1，并将保温罐2中的电石经装入口5.2和密封室5.3，落入电石-惰气热交换装置5的预存室5.4，然后落入冷却室5.5；
来自循环风机8和省煤器9的10-18℃惰性气体N2，与800-900℃热电石粒在电石-惰气热交换装置5的冷却室5.5进行直接接触换热；换热后的温度30-40℃，粒径10-20mm的成型电石通过电石排出系统5.16进入成型电石收集仓5.10，然后装车送至用户。
从电石-惰气热交换装置5出来的200-300℃高温惰性气体进入净化除尘系统6，除尘处理后进入余热锅炉7与来自省煤器9的预热水进行气-水热交换，产生的中压蒸汽输送至用户使用；从净化除尘系统6收集到的电石粉可作为干法生产乙炔的电石原料使用。
实施例3：本发明提供了一种电石液高温造粒并同时回收热能的新工艺。来自电石炉的电石液，其中电石液温度：1900-1950℃，处理量：40吨，直接流入高温造粒装置中，使高温电石液在造粒装置中成型、降温、冷却，并凝固成高温成型电石粒，其中所述高温成型电石粒温度1200-1300℃，粒径50-60mm；
成型后的热电石粒落入电石保温罐2中，通过牵引车3输送和提升装置4提升，将保温罐2送至电石-惰气热交换装置5顶部，自动开启顶盖5.1，并将保温罐2中的电石经装入口5.2和密封室5.3，落入电石-惰气热交换装置5的预存室5.4，然后落入冷却室5.5；
来自循环风机8和省煤器9的30-35℃惰性气体Ar，与1200-1250℃热电石粒在电石-惰气热交换装置5的所述冷却室5.5进行直接接触换热；换热后的温度60-65℃，粒径50-60mm的成型电石通过电石排出系统5.16进入成型电石收集仓5.10，然后装车送至用户。
从电石-惰气热交换装置5出来的600-650℃高温惰性气体进入净化除尘系统6，除尘处理后进入余热锅炉7与来自省煤器9的预热水进行气-水热交换，产生的中压蒸汽输送至用户使用；从净化除尘系统6收集到的电石粉可作为干法生产乙炔的电石原料使用。
实施例4：本发明提供了一种电石液高温造粒并同时回收热能的新工艺。来自电石炉的电石液，其中电石液温度：2000-2100℃，处理量：100吨，直接流入高温造粒装置中，使高温电石液在造粒装置中成型、降温、冷却，并凝固成高温成型电石粒，其中所述高温成型电石粒温度1600-1700℃，粒径90-100mm；
成型后的热电石粒落入电石保温罐2中，通过牵引车3输送和提升装置4提升，将保温罐2送至电石电石-惰气热交换装置5顶部，自动开启顶盖5.1，并将保温罐2中的电石经装入口5.2和密封室5.3，落入电石-惰气热交换装置5的预存室5.4，然后落入冷却室5.5；
来自循环风机8和省煤器9的40-50℃惰性气体Ar，与1600-1700℃热电石粒在电石-惰气热交换装置5的所述冷却室5.5进行直接接触换热；换热后的温度90-100℃，粒径90-100mm的成型电石通过电石排出系统5.16进入成型电石收集仓5.10，然后装车送至用户。
从电石-惰气热交换装置5出来的900-1000℃高温惰性气体进入净化除尘系统6，除尘处理后进入余热锅炉7与来自省煤器9的预热水进行气-水热交换，产生的中压蒸汽输送至用户使用；从净化除尘系统6收集到的电石粉可作为干法生产乙炔的电石原料使用。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电石液高温造粒并同时回收热能的系统，其特征在于，其包括有由高温电石液造粒装置(1)、保温罐(2)、牵引车(3)、提升装置(4)、电石-惰性气体热交换装置(5)、净化除尘装置(6)、余热锅炉(7)、循环风机(8)、省煤器组成(9)，其中所述牵引车(3)上部设有所述保温罐(2)，所述保温罐(2)活动于所述高温电石液造粒装置(1)下端和所述提升装置(4)下端之间，所述净化除尘系统(6)与所述电石-惰性气体热交换装置(5)的冷却室(5.5)的上部设有的循环气体出口(5.12)相连，所述净化除尘系统(6)的出口与所述余热锅炉(7)相连，所述余热锅炉(7)通过循环风机(8)与省煤器(9)相连，所述省煤器(9)与所述电石-惰性气体热交换装置(5)的所述循环气体入口(5.15)相连，所述循环气体入口(5.15)置于所述电石-惰气热交换装置(5)的冷却室(5.1)下端；
还包括有惰性气体贮罐(10)，所述惰性气体贮罐(10)与所述循环风机(8)相连；
所述高温电石液造粒装置包括底座(1.1)、设置在所述底座(1.1)顶部的造粒输送机构(1.17)和设置所述底座(1.1)顶部一侧的电机(1.2)及减速器(1.3)；所述电机(1.2)的输出轴与所述减速器(1.3)的输入轴同轴固定连接，在所述减速器(1.3)的输出轴上同轴固定设有驱动轮(1.16)；所述驱动轮(1.16)与从动轮(1.8)之间通过皮带(1.18)传动连接；所述造粒输送机构(1.17)包括设置在所述底座顶部前后两端的主动轴(1.4)和从动轴(1.5)、对应设置在所述主动轴(1.4)和所述从动轴(1.5)两端的左右两个主动轴齿轮(1.41)和从动轴齿轮(1.51)上的两根链条(1.6)、均匀排列设置在两根所述链条(1.6)之间的造粒托盘(1.7)，相邻的两个所述造粒托盘(1.7)之间通过卯榫结构首尾相连形成一个环状的链板(1.9)；在所述主动轴(1.4)和从动轴(1.5)上同轴固定设有主动轴齿轮(1.41)和从动轴齿轮(1.51)，在所述主动轴(1.4)上同轴固定设有从动轮(1.8)；在两根所述链条(1.6)相对的链板(1.9)上均匀排列带有螺孔的托板(1.10)；所述造粒托盘(1.7)两侧分别通过支架(1.11)上螺孔与所述托板(1.10)上的螺孔相固定；
所述电石-惰性气体热交换装置(5)包括有自动开启顶盖(5.1)、热交换装置(5.17)、电石排出系统(5.16)、自动放散阀(5.11)、循环气体出口(5.12)和循环气体入口(5.15)；在所述电石-惰性气体热交换装置(5)的装入口(5.2)上部设有自动开启顶盖(5.1)，所述自动放散阀(5.11)置于所述热交换装置(5.17)的预存室(5.4)下部；所述热交换装置(5.17)下端设有所述电石排出系统(5.16)，所述冷却室(5.5)的上部设有循环气体出口(5.12)通过管道与所述净化除尘系统(5.13)相连；
所述电石排出系统(5.16)包括有振动给料器(5.7)、旋转密封阀(5.8)、接料皮带机(5.9)、电石颗粒收集仓(5.10)，其中振动给料器(5.7)与所述旋转密封阀(5.8)相连，所述旋转密封阀(5.8)与接料皮带机(5.9)衔接，所述接料皮带机(5.9)与电石颗粒收集仓(5.10)衔接；
所述热交换装置(5.17)包括有所述装入口(5.2)、密封室(5.3)、所述预存室(5.4)、所述冷却室(5.5)，其中所述冷却室(5.5)置于所述预存室(5.4)下方；且与所述预存室(5.4)相连通，在所述预存室(5.4)上端口处设有所述密封室(5.3)，在所述密封室(5.3)上部设有装入口(5.2)，在所述装入口(5.2)上部设有所述自动开启顶盖(5.1)，所述自动放散阀(5.11)置于所述预存室(5.4)下部；
所述造粒托盘(1.7)由托盘主体(1.12)、均匀排列设置在所述托盘主体(1.12)顶部的成型凹槽(1.13)组成，相邻的所述成型凹槽(1.13)之间通过导流槽(1.14)连通设置。
2.根据权利要求1所述的一种电石液高温造粒并同时回收热能的系统，其特征在于，所述成型凹槽(1.13)的纵切面呈半球形。
3.根据权利要求1所述的电石液高温造粒并同时回收热能的系统，其特征在于，在所述托盘主体(1.12)顶部两侧分别竖直设有防溢挡板(1.15)。
4.如权利要求1-3任一所述的一种利用电石液高温造粒并同时回收热能的系统进行电石液高温造粒并同时回收热能的工艺，其特征在于，来自电石炉的高温电石液，其中电石液温度：1700-2100℃，处理量：1-100吨，直接流入高温造粒装置中，使高温电石液在造粒装置中成型、降温、冷却，并凝固成高温成型电石粒，其中所述高温成型电石粒温度800-1700℃，粒径10-100mm；
成型后的热电石粒落入电石保温罐(2)中，通过牵引车(3)输送和提升装置(4)提升，将保温罐(2)送至电石-惰气热交换装置(5)顶部，自动开启顶盖(5.1)，并将保温罐(2)中的电石经装入口(5.2)和密封室(5.3)，落入电石-惰性气体热交换装置(5)的预存室(5.4)，然后落入冷却室(5.5)；来自循环风机(8)和省煤器(9)的10-100℃惰性气体N2或Ar，与800-1700℃热电石粒在电石-惰性气体热交换装置(5)的所述冷却室(5.5)进行直接接触换热；换热后温度30-100℃，粒径10-100mm的成型电石通过电石排出系统(5.16)进入成型电石收集仓(5.10)，然后装车送至用户。
5.如权利要求4所述的工艺，其特征在于，从电石-惰气热交换装置(5)出来的200-1000℃高温惰性气体进入净化除尘系统(6)，除尘处理后进入余热锅炉(7)与来自省煤器(9)的预热水进行气-水热交换，产生的中压蒸汽输送至用户使用；由净化除尘系统(6)收集到的电石粉可作为干法生产乙炔的电石原料使用。
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