CN107055536A - 电石生产系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电石生产系统及方法。电石生产系统包括：下行床热解炉、氧热电石炉以及高温除尘器，其中，下行床热解炉包括原料进口、固料出口以及荒煤气出口、电石尾气入口；氧热电石炉包括氧煤喷入口、固料进口、电石出口以及电石尾气出口，氧热电石炉固料进口与下行床热解炉固料出口相连，氧热电石炉电石尾气出口与所述下行床热解炉电石尾气入口相连；高温除尘器包括含尘气入口、净化气出口、反吹气入口与粉尘出口，含尘气入口与所述荒煤气出口相连。本发明采用新的高温除尘器，可实现热解含油煤气高温除尘，提高热解油品质；另外下行床热解炉和氧热电石炉工艺耦合，利用了氧热电石炉的电石尾气显热为热解炉提供热量，降低系统能耗。

Description

电石生产系统及方法

技术领域

本发明涉及电石生产领域，尤其涉及一种电石生产系统及方法。

背景技术

在传统电石冶炼过程中，热解过程和电石冶炼过程相对独立，两个过程没有能量耦合，系统能耗大；此外，常用的氧热法电石炉中热量分布不均匀，其产生的电石尾气热量难以利用。以上在传统电石冶炼中出现的问题容易造成资源的极度浪费，增加生产成本。

值得注意的是，在热解过程中，对于荒煤气处理，由于其中夹杂着粉尘但其温度较高，通常需要首先进行降温处理，才能进行过滤除尘操作，造成系统结构冗杂，气体热量浪费等问题。根本因为在于：现有工业生产中，对于含尘气体的处理中，用于除尘的装置或方法主要有布袋除尘器、电除尘器和湿法除尘。然而，这些除尘装置或方法都具有一定的缺陷。例如布袋除尘器，由于布袋的材料耐温现只有280℃，因此，高温气体一般需通过风冷或喷淋降温，至高温气体的温度达到布袋的温度后再除尘；再比如电除尘器，由于材料和比电阻的关系，电除尘的除尘温度一般不超过350℃，也需要采用降温的方法达到除尘条件；最后湿法除尘，除尘过程需要消耗大量的水，同时由于高温气体里含有大量的粉尘，因此，通过湿法除尘，容易带来后端尘泥的二次处理和二次水污染等问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种电石生产系统及方法。一方面，其可有效利用热解过程与电石制备过程产生的能量，实现资源合理利用；另一方面解决高温气体难以过滤除尘的难题。

本发明所述的一种电石生产系统，包括：下行床热解炉、氧热电石炉以及高温除尘器，其中，

所述下行床热解炉包括原料进口、固料出口以及荒煤气出口、电石尾气入口；

所述氧热电石炉包括氧煤喷入口、固料进口、电石出口以及电石尾气出口，

所述氧热电石炉的固料进口与所述下行床热解炉的固料出口相连，所述氧热电石炉的电石尾气出口与所述下行床热解炉的电石尾气入口相连；

所述高温除尘器用于对所述下行床热解炉产生的高温荒煤气进行过滤除尘，所述高温除尘器包括含尘气入口、净化气出口、反吹气入口与粉尘出口，所述含尘气入口与所述下行床热解炉的荒煤气出口相连。

特别地，所述高温除尘器包括：箱体、除尘过滤元器件和传动装置，其中，

所述箱体设置有过滤室和除尘室，所述含尘气入口和净化气出口设置在所述过滤室，所述反吹气入口与粉尘出口设置在所述除尘室；

所述除尘过滤元器件嵌入所述过滤室和除尘室；

所述含尘气入口和净化气出口分别位于所述除尘过滤元器件的上下两侧，所述反吹气入口与粉尘出口分别位于所述除尘过滤元器件的上下两侧；

所述传动装置与所述除尘过滤元器件连接，其带动所述除尘过滤元器件绕所述箱体的轴线旋转。

进一步地，所述系统还包括焦粉收集装置，用于收集所述高温除尘器产生的焦粉，并通入所述氧热电石炉。

更进一步地，所述系统还包括冷却分离装置，其具有净化气入口、焦油出口以及热解气出口，所述冷却分离装置的净化气入口与所述高温除尘器的净化气出口相连。

具体地，所述系统还包括石灰破碎装置与原煤破碎装置，分别连接至所述下行床热解炉的原料进口。

更具体地，所述系统还包括原煤超细制备装置，其连接至所述氧热电石炉的氧煤喷入口。

本发明还涉及一种利用上述系统生产电石的方法，包括以下步骤：

将原料石灰和煤送入所述下行床热解炉进行热解，得到高温荒煤气和高温半焦，从所述荒煤气出口排出高温荒煤气，从所述固料出口排出高温半焦和石灰；

将所述高温荒煤气通入所述高温除尘器并从所述反吹气入口吹入反吹气，进行所述高温荒煤气过滤除尘，从所述净化气出口排出过滤除尘后的高温荒煤气，从所述粉尘出口排出焦粉；

将所述高温半焦和石灰通入所述氧热电石炉，并从氧煤喷入口将以氧气作为载气的超细煤粉喷射至所述氧热电石炉制备电石。

进一步地，所述方法还包括以下步骤：

用所述焦粉收集装置收集所述高温除尘器产生的焦粉，并通入所述氧热电石炉以制备电石。

进一步地，所述方法还包括以下步骤：

将过滤除尘后的高温荒煤气通入所述冷却分离装置，进行高温荒煤气的冷却分离，得到焦油和热解气。

更进一步地，所述方法还包括以下步骤：

用所述石灰破碎装置对原料石灰进行破碎处理，用所述原煤破碎装置对原料煤进行破碎处理，并将破碎后的石灰和粒径为1～3mm煤粒通入所述下行床热解炉；

用所述原煤超细制备装置对破碎后的粒径＜1mm的煤粒进行处理，制备超细煤粉。

本发明所述的电石生产系统及方法采用了新的高温除尘器，可处理高温气体，可耐高温500～900℃，实现热解含油煤气高温除尘，提高热解油品质；除尘过滤元器件通过旋转方式过滤粉尘和反吹，过滤的粉尘没有积累，不易堵塞，除尘效率高。另外采用下行床热解炉和氧热电石炉工艺耦合，利用了氧热电石炉的电石尾气显热为热解炉提供热量，降低系统能耗。

附图说明

图1是本发明所述电石生产系统的结构示意图。

图2是本发明所述的高温除尘器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明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发明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，而不是对本发明的限制。

为有效利用热解过程与电石制备过程产生的能量，实现资源合理利用，解决高温气体难以过滤除尘的难题，本发明提供了一种电石生产系统。

如图1所示，该系统包括：高温除尘器1、下行床热解炉2以及氧热电石炉3。本发明采用下行床热解炉2与氧热电石炉3工艺耦合，利用了氧热电石炉3的电石尾气显热为下行床热解炉2提供热量，降低系统的能耗。

具体地，如图1所示，所述下行床热解炉2包括原料进口、固料出口以及荒煤气出口、电石尾气入口。为提高反应效率，需将粒径较小的原料煤与石灰送入下行床热解炉2，其中煤的粒径为1mm～3mm，而石灰的粒径小于3mm，在450～900℃发生热解反应，生成高温荒煤气以及高温半焦，其中高温荒煤气由所述下行床热解炉2顶部的荒煤气出口排出，然后送入所述高温除尘器1；将热态的高温半焦与石灰由固料出口采出，然后通入所述氧热电石炉3。原料煤可以通过原煤破碎装置6进行破碎，得到粒径为1mm～3mm的煤，石灰可以通过石灰破碎装置7进行破碎，得到粒径小于3mm的石灰，原煤破碎装置6和石灰破碎装置7分别连接至所述原料进口，将破碎后的粒径为1mm～3mm的煤粒与粒径小于3mm的石灰一同送入下行床热解炉2。所述下行床热解炉2内可设置有蓄热式辐射管燃烧器9，其内可通入燃气进行燃烧，用于对下行床热解炉2进行辅助加热。

采取原料煤和石灰一同送入下行床热解炉2，利用了石灰的催化效果，增加气体产量，尤其甲烷气和氢气的含量，甲烷气和直接分离做天然气产品。

如图1所示，所述氧热电石炉3包括氧煤喷入口、固料进口、电石出口以及电石尾气出口，所述固料进口与所述固料出口相连，所述电石尾气出口与所述电石尾气入口相连。直接将高温半焦和石灰送入氧热电石炉3，降低了氧热电石炉3的氧气和煤消耗量。

如图1所示，在氧气作为载气的情况下，将超细煤粉经喷嘴或其他方式喷射到所述氧热电石炉3，超细煤粉和氧气发生氧化反应可提供热量。超细粉的粒径一般小于200um，其可以通过将原煤破碎装置6中粒径小于1mm的煤粉送入原煤超细制备装置8制得。控制氧热电石炉3的炉温在1700℃～2200℃，使得进入氧热电石炉3的高温半焦和石灰在1700℃～2200℃的温度下，发生熔融或部分熔融反应生成电石和电石尾气，电石由氧热电石炉3的电石出口排出，电石尾气由电石尾气出口采出，从下行床热解炉2的电石尾气入口送入下行床热解炉2。通常电石尾气的温度要高于800℃，其进入所述下行床热解炉2后与原料煤和石灰进行换热，为热解反应提供热量。热解反应生成荒煤气(油、气、水等)和半焦等产品，荒煤气被换热后的电石尾气携带至下行床热解炉的荒煤气出口，再一同通入高温除尘器1，而此时的荒煤气和电石尾气的温度一般为600～650℃。

下行床热解炉2采用氧热电石炉3的电石尾气作为热载体加热为主，蓄热式辐射管燃烧器9加热可作为辅助加热工具。该工艺有两大好处，其一，氧热电石炉3的电石尾气80％以上为一氧化碳、氢气等有效气体组分，作为下行床热解炉2的热载体，没有混入惰性气体，荒煤气纯度高、品质好，可作为燃料和化工原料；其二，采用蓄热式辐射管燃烧器9为辅，可实现烟气和热解气的隔绝，获得的热解气纯度高、品质好，同时蓄热式辐射管燃烧器9可灵活布置，作为辅助供热，有利于实现下行床热解炉2的温度场调配。

如图1和图2所示，所述高温除尘器1包括含尘气入口、净化气出口、反吹气入口与粉尘出口，所述含尘气入口与所述荒煤气出口相连。

特别地，所述高温除尘器包括：箱体11、除尘过滤元器件12和传动装置(未示出)。

如图2所示，所述箱体11设置有过滤室111和除尘室112，所述过滤室111设置有含尘气入口1111和净化气出口1112，所述除尘室112设置有反吹气入口1121与粉尘出口1122。

如图2所示，所述除尘过滤元器件12嵌入所述过滤室111和除尘室112；高温除尘器1为旋转式金属烧结过滤器，除尘过滤元器件12可以是金属烧结滤饼，优选高温合金粉末烧结，当其孔道为0.5～70μm，孔隙率为15～50％时，通过高温除尘器后荒煤气中粉尘含量＜0.5％(Wt)。

如图2所示，所述含尘气入口1111和净化气出口1112分别位于所述除尘过滤元器件12的上下两侧，所述反吹气入口1121与粉尘出口1122分别位于所述除尘过滤元器件12的上下两侧；

如图2所示，所述传动装置与所述除尘过滤元器件连接，其带动所述除尘过滤元器件12绕所述箱体11的轴线旋转。所述传动装置可以通过齿轮与所述除尘过滤元器件12啮合连接，但并不排除可以通过其他传动方式使得除尘过滤元器件旋转。

所述除尘过滤元器件12是耐高温材料，其可以是金属烧结滤饼，优选地，可选金属粉末烧结，尤其是高温合金粉末烧结，因其具有良好的耐高温特性，使得本发明所述的高温除尘器1可在500～900℃高效除尘。

如图1和图2所示，将荒煤气从所述含尘气入口1111通入所述除尘过滤元器件1，经由所述除尘过滤元器件1对所述含尘气体进行除尘，得到净化气体从所述净化气出口1112排出；通过传动装置带动所述除尘过滤元器件1绕所述箱体11的轴线旋转；从所述反吹气入口1121吹入反吹气，将所述除尘过滤元器件1内的粉尘(即焦粉)从所述粉尘出口1122吹出。

因此，高温除尘器1可直接实现600～650℃的气体的过滤除尘，在没有降温冷却条件下，进行荒煤气和焦粉的分离，荒煤气中含尘量少，更避免了后期焦油加工过程中焦油和焦粉的分离，可提高焦油品质。

所述系统还包括焦粉收集装置4和冷却分离装置5，冷却分离装置5具有净化气入口、焦油出口以及热解气出口，所述净化气入口与所述净化气出口相连。将分离后的高温荒煤气送入冷却分离装置5。焦粉收集装置4收集所述高温除尘器1产生的焦粉，并通入所述氧热电石炉2，作为原料继续冶炼生产电石产品。整个电石制备过程没有粉尘排放，实现物料全利用。

本发明还涉及一种利用上述系统生产电石的方法，包括以下步骤：

将原料石灰和煤送入所述下行床热解炉2进行热解，得到高温荒煤气、高温半焦和石灰，从荒煤气出口排出高温荒煤气，从固料出口排出高温半焦和石灰；

将所述高温荒煤气通入所述高温除尘器1并从所述反吹气入口吹入反吹气，进行所述高温荒煤气过滤除尘，从所述净化气出口排出过滤除尘后的高温荒煤气，从所述粉尘出口排出焦粉；

将所述高温半焦和石灰通入所述氧热电石炉3，并从所述氧煤喷入口将以氧气作为载气的超细煤粉喷射至所述氧热电石炉制备电石。

本发明所述的电石生产系统及方法采用了新的高温除尘器，可处理高温气体，可耐高温500～900℃；除尘过滤元器件通过旋转方式过滤粉尘和反吹，过滤的粉尘没有积累，不易堵塞，除尘效率高。

进一步地，所述方法还包括以下步骤：

用所述焦粉收集装置4收集所述高温除尘器1产生的焦粉，并通入所述氧热电石炉3以制备电石。

下行床热解炉和氧热电石炉工艺耦合，利用了氧热电石炉的电石尾气显热为热解炉提供热量，降低系统能耗。

进一步地，所述方法还包括以下步骤：

将过滤除尘后的高温荒煤气通入所述冷却分离装置5，进行高温荒煤气的冷却分离，得到焦油以及热解气。

更进一步地，所述方法还包括以下步骤：

用所述石灰破碎装置7对原料石灰进行破碎处理，用所述原煤破碎装置6对原料煤进行破碎处理，并将破碎后的石灰和粒径为1～3mm煤粒通入所述下行床热解炉2；

用所述原煤超细制备装置8对破碎后的粒径＜1mm的煤粒进行处理，制备超细煤粉。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (10)

1.一种电石生产系统，其特征在于，包括：下行床热解炉、氧热电石炉以及高温除尘器，其中，

所述下行床热解炉包括原料进口、固料出口以及荒煤气出口、电石尾气入口；

所述氧热电石炉包括氧煤喷入口、固料进口、电石出口以及电石尾气出口，所述氧热电石炉的固料进口与所述下行床热解炉的固料出口相连，所述氧热电石炉的电石尾气出口与所述下行床热解炉的电石尾气入口相连；

所述高温除尘器用于对所述下行床热解炉产生的高温荒煤气进行过滤除尘，所述高温除尘器包括含尘气入口、净化气出口、反吹气入口与粉尘出口，所述含尘气入口与所述下行床热解炉的荒煤气出口相连。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高温除尘器包括：箱体、除尘过滤元器件和传动装置，其中，

所述箱体设置有过滤室和除尘室，所述含尘气入口和净化气出口设置在所述过滤室，所述反吹气入口与粉尘出口设置在所述除尘室；

所述除尘过滤元器件嵌入所述过滤室和除尘室；

所述含尘气入口和净化气出口分别位于所述除尘过滤元器件的上下两侧，所述反吹气入口与粉尘出口分别位于所述除尘过滤元器件的上下两侧；

所述传动装置与所述除尘过滤元器件连接，其带动所述除尘过滤元器件绕所述箱体的轴线旋转。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括焦粉收集装置，用于收集所述高温除尘器产生的焦粉，并通入所述氧热电石炉。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括冷却分离装置，其具有净化气入口、焦油出口以及热解气出口，所述冷却分离装置的净化气入口与所述高温除尘器的净化气出口相连。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括石灰破碎装置与原煤破碎装置，分别连接至所述下行床热解炉的原料进口。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括原煤超细制备装置，其连接至所述氧热电石炉的氧煤喷入口。

7.一种如权利要求1～6任一所述系统生产电石的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将原料石灰和煤送入所述下行床热解炉进行热解，得到高温荒煤气、高温半焦和石灰，从所述荒煤气出口排出高温荒煤气，从所述固料出口排出高温半焦和石灰；

将所述高温荒煤气通入所述高温除尘器并从所述反吹气入口吹入反吹气，进行所述高温荒煤气过滤除尘，从所述净化气出口排出过滤除尘后的高温荒煤气，从所述粉尘出口排出焦粉；

将所述高温半焦和石灰通入所述氧热电石炉，并从所述氧煤喷入口将以氧气作为载气的超细煤粉喷射至所述氧热电石炉制备电石。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

用所述焦粉收集装置收集所述高温除尘器产生的焦粉，并通入所述氧热电石炉以制备电石。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

将过滤除尘后的高温荒煤气通入所述冷却分离装置，进行高温荒煤气的冷却分离，得到焦油和热解气。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

用所述石灰破碎装置对原料石灰进行破碎处理，用所述原煤破碎装置对原料煤进行破碎处理，并将破碎后的石灰和粒径为1～3mm煤粒通入所述下行床热解炉；

用所述原煤超细制备装置对破碎后的粒径＜1mm的煤粒进行处理，制备超细煤粉。