CN113277513B - 一种电石联产生产系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电石联产生产系统，包括间壁回转窑、固定电石炉。间壁回转窑设有煤气化空间和窑膛，固定电石炉设有燃烧室和炉膛，炉膛设有尾气室和电石收集室，炉膛内设有钨管。固定电石炉的烟气出口分为两路，一路连接到煤气化空间的气化剂入口，一路连接到窑膛的高温烟气入口。窑膛的烟气出口经过除尘部分返回窑膛的高温烟气入口，部分连接到排空口排空。尾气室出口通过氧气换热器、除尘器和引风机连接到燃气烧嘴。钨管上部与尾气室连通，下部连接到电石收集室。本发明利用电石生产的高温烟气作气化剂进行煤气化，用煤气和电石尾气作燃料燃烧生产电石，减少了电石和炼铁生产的能耗，降低了生产成本。

Description

一种电石联产生产系统
技术领域
本发明属于冶金化工生产技术领域，涉及一种电石联产生产系统。
背景技术
碳化钙，分子式CaC2，俗称电石，碳化钙与水反应生成乙炔。乙炔是重要的化工原料，主要用于生产聚氯乙烯基、醋酸乙烯基和丙烯酸基系列产品，我国70% 以上的PVC 产品源于电石生产的乙炔。我国石油资源短缺而煤炭资源相对丰富，决定了电石行业在满足下游需求方面仍将发挥不可替代的作用。
电石生产能耗高，传统的电石生产方法是电热法，即依靠电加热的方法从电石原料获得电石产品。电石生产的能源消耗成本占总生产成本的比重较大，属于高能耗产业。因电是二次能源（火力发电的热能利用率约为30%～40%），电热法生产电石会导致电石的生产成本居高不下，使工业电石在市场上缺乏竞争力。煤气化电石生产以煤炭或焦炭不完全燃烧（高温气化）提供热量，去除了发电效率的限制，为提高一次能源的利用率提供了理论上的可能性。
电石尾气的出口温度为1500～1800℃时，用CO2作为煤炭的高温气化剂时，煤气化电石生产所消耗的煤炭绝大部分用作燃料，且燃料实际用于电石生产的比例很低。这是因为经电石单元后气化煤气存在于高温尾气中的CO，并离开电石生产系统，燃煤的能量主要以电石尾气显热和燃烧热的形式排出电石生产系统。为保证一定的电石产量只有加大煤炭气化量，这就势必造成燃煤消耗量非常高。因此，如何提高煤气化电石生产的燃料利用率，减少燃料消耗，成为亟待解决的技术问题。
申请号 201510758614.0发明专利公开一种石灰、焦炭联产电石的生产装置，包括石灰竖窑、间壁回转窑和电石精炼炉。间壁回转窑的窑体由同轴安装的内环和外环构成，内环的中心为窑膛，窑膛的内壁涂装自熔性耐材层。内环和外环之间为环形物料通道，环形物料通道设有支撑耐材。但该专利没有充分利用电石生产过程的烟气预热原料，节能降耗还有很大的空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种电石联产生产系统，利用电石生产过程产生烟气加热煅烧石灰石并作气化剂进行煤气化，用煤气和电石尾气作燃料燃烧加热生产电石，充分利用电石生产过程热量和产生的可燃性气体进行联产，减少电石生产的能耗，降低生产成本。
一种电石联产生产系统，系统包括间壁回转窑、固定电石炉、煤粉预热器、石灰石预热器、引风机、除尘器、燃烧炉、氧气预热器、电石原料仓和电石布料器。间壁回转窑设有煤气化空间和窑膛，煤气化空间设有进料口、煤气出口、气化剂入口和出渣口，窑膛设有石灰石进料-烟气出口、高温烟气入口、石灰出口和辅助燃煤烧嘴。固定电石炉设有燃烧室、炉膛、电石收集室、尾气室和烟气出口，燃烧室设有燃气烧嘴和辅助燃煤烧嘴。烟气出口分为两路，一路连接到煤气化空间的气化剂入口，一路连接到窑膛的高温烟气入口。固定电石炉的炉膛设有尾气室、电石收集室和电石出口，炉膛内设有钨管。间壁回转窑石灰出口和煤粉仓连接到电石原料仓，电石原料仓通过电石布料器连接到钨管入口，钨管上部与尾气室连通，下部与电石收集室连通。石灰石进料-烟气出口与石灰石预热器连接，石灰石预热器的气体出口通过1号除尘器和1号引风机分为两路，一路连接到窑膛的高温烟气入口，一路连接到废气排放系统。煤粉预热器与煤气化空间的进料口连接，煤气出口通过煤粉预热器、2号除尘器和2号引风机连接到燃烧室设有燃气烧嘴。尾气室的出口通过氧气预热器、3号除尘器和2号引风机分为两路，一路连接到燃气烧嘴，一路通过燃烧炉进行燃烧加热后连接到窑膛的高温烟气入口。
具体的，钨管的制备方法为：⑴石墨层两侧打印金属钨，或者⑵采用纯金属钨制备。钨管的直径包括但不限于80-150mm，管长300-800mm。钨管可采用除钨以外的其他材料所代替。也可以使用不同材质的材料分层制作钨管，以合适的工艺组合为一体。
具体的，间壁回转窑为外筒、内筒和耐材支撑构成的同心筒体结构，内筒的中心为窑膛。内筒和外筒之间有耐材支撑分割成煤气化空间。外筒的内部包裹有保温层，保温层的外部为筒状钢结构。内筒可以将窑膛的部分热量传递给煤气化空间。内筒和外筒的结构能够保证煤气化空间中气化剂与煤的充分接触。内筒和外筒采用包括但不限于耐火材料或金属制成。
具体的，系统设有铁原料仓和炼铁布料器，固定电石炉设有电石区和炼铁区，电石区和炼铁区分别设有钨管，电石区和炼铁区共用尾气室。或者将尾气室分割为对应于电石区和炼铁区的两个区域，电石区和炼铁区排出的尾气不混合并分别排出。炼铁区设有铁水收集室和铁水出口，电石区设有电石收集室，电石收集室设有电石出口。电石原料仓通过电石布料器连接到电石区的钨管入口，电石区的钨管上部与尾气室连通，下部连接到电石收集室。炼铁原料仓通过炼铁布料器连接到炼铁区的钨管入口，炼铁区的钨管上部与尾气室连通，下部通过铁水出口连接到铁水收集室。
具体的，系统设有铁原料仓、炼铁布料器、镁结晶器、抽真空系统、氧化镁料仓和炼镁布料器。固定电石炉设有电石区、炼铁区和炼镁区。电石区、炼铁区和炼镁区分别设有钨管，电石区和炼铁区共用尾气室，或者将尾气室分割为对应于电石区和炼铁区的两个区域，电石区和炼铁区排出的尾气不混合并分别排出。炼镁区设有镁气室和CaO+C收集室，CaO+C收集室设有CaO+C出口。固定电石炉的电石出口连接到氧化镁料仓，氧化镁料仓通过炼镁布料器连接到炼镁钨管入口，炼镁钨管上部与镁气室连通，下部通过连接到CaO+C收集室，CaO+C出口连接到电石原料仓。镁气室连接到镁结晶器，镁结晶器与抽真空系统连接。
具体的，系统设有氧化镁料仓、炼镁布料器、镁结晶器、抽真空系统、4号引风机、控制器、截止阀、CO检测仪和镁称重检测器。氧化镁料仓通过炼镁布料器连接到钨管入口。煤粉仓和间壁回转窑的石灰出口连接到电石原料仓，电石原料仓通过电石布料器连接到钨管入口。尾气室出口设有CO检测仪，尾气室出口一路通过截止阀连接到氧气预热器入口，另一路通过截止阀连接到镁结晶器。控制器与电石布料器、炼镁布料器、截止阀、CO检测仪和镁称重检测器通信连通，通过CO检测仪的监测数据，由控制器控制两路截止阀开闭和炼镁布料器、电石布料器工作状态。
具体的，电石区分为优等品段、—级品段和合格品段。炼铁区分为10号生铁段、12号生铁段和14号生铁段。上述各个品段的分区可以根据工艺要求调整。还可以根据需要复合新的产品煅烧区域。
具体的，电石钨管中内液态产物每次剩余20-100%或者0-100%质量，固态原料每次剩余0-100%质量。
具体的，固定电石炉用于制备、煅烧或冶炼包括但不限于生铁、锰铁、硅铁、镁和黄磷的各种金属或非金属物质。固定电石炉23还可以用于加热煤，制备煤液体。固定电石炉可用包括但不限于矿热炉、电炉、回转窑、间壁回转窑或竖窑的其他设备所代替。间壁回转窑可用包括但不限于煤气化炉、电炉、回转窑或竖窑的其他设备所代替。电石联产生产系统采用熔池加热，传热效率高，生产速率快。采用生产三种品质电石产品，利用三种发气量不同的电石产品的生产温度不同，利用其不同温度区间的化学热，从而保证能将宝贵的热量留在固定电石炉中。加料方式为多频次少进给，使电石原料反应层基本稳定。为了满足固定电石炉对燃气中CO浓度的要求，实现将包含固定电石炉出去的高温余热的二氧化碳以含有一氧化碳化学能的形式还有其他新的燃料气体一起循环回到燃气烧嘴，对炉膛进行高温加热。从石灰石预热器排放的二氧化碳循环气体借助燃烧炉加热使温度升高，进入间壁回转窑的煤气化空间对煤粉进行气化，使气化所需的热量和煤气出口的一氧化碳浓度可以满足燃气烧嘴的要求。
进入电石联产生产系统的各种煤，包括间壁回转窑气化用煤和固定电石炉的原料煤均需预先干燥脱水。可以根据需要进一步利用电石联产生产系统的各种余热进行煤的干燥脱水处理。钨管可以被替换为包括但不限于钨铁、其他高温金属材料或者合金，也可以使用包括但不限于石墨化碳作为基底的高温材料，在石墨化碳表层镀或喷涂或3D打印钨、铼等高温金属材料或合金。间壁回转窑的刀口密封，石灰产品的冷却均采用纯二氧化碳进行。
可以在钨管下部设置限位，使电石收集室与钨管分开，通过限位控制器将钨管内的电石全部排空至电石收集室，从而重新加入电石原料进行煅烧。
可以将电石收集室分成包括但不限于三个收集室，同时收集上面对应钨管的不同发气量的电石产品。也允许电石区中的钨管同时生产相同发气量的电石产品，即允许电石区中的钨管同时生产相同品质的电石产品。
本申请实施例还提供了另一种电石联产生产系统，系统包括固定电石炉、石灰窑、复合氧气预热器、电石原料仓和电石布料器。固定电石炉设有燃烧室、炉膛、电石收集室、尾气室和烟气出口，燃烧室设有燃气烧嘴和辅助燃煤烧嘴。固定电石炉的炉膛设有尾气室、电石收集室和电石出口，炉膛内设有钨管。石灰窑的石灰出口和煤粉仓连接到电石原料仓，电石原料仓通过电石布料器连接到钨管入口，钨管上部与尾气室连通，下部与电石收集室连通。
外接燃气连接到燃烧室的燃气烧嘴。尾气室的出口通过复合氧气预热器、3号除尘器和2号引风机连接到燃气烧嘴。烟气出口连接到石灰窑的高温烟气入口。
本申请实施例还提供了再一种电石联产生产系统，系统包括固定电石炉、立式固定气化炉、间壁石灰回转窑、煤粉预热器、复合氧气预热器、电石原料仓、渣冷却器、电石冷却器和电石布料器。固定电石炉设有燃烧室、炉膛、电石收集室、尾气室和烟气口，燃烧室设有燃气烧嘴和辅助燃煤烧嘴。电石收集室连接到电石出口，电石出口连接到电石冷却器，炉膛内设有钨管。电石原料仓通过电石布料器连接到钨管入口，钨管上部与尾气室连通，下部与电石收集室连通。立式固定气化炉设有煤气室、炉膛和熔渣收集室，炉膛设有钨管和烟气出口，熔渣收集室设有出渣口，出渣口连接到渣冷却器。煤粉预热器通过煤粉布料器连接到钨管，钨管上部与煤气室连通，下部与熔渣收集室连接。间壁石灰回转窑设有窑膛和煅烧石灰空间，窑膛设有预热煤气入口和预热煤气出口，煅烧石灰空间设有石灰石进料-烟气出口、高温烟气入口和石灰出口。固定电石炉和立式固定气化炉通过过渡段连接为一体。立式固定气化炉的煤气室连接到间壁石灰回转窑的预热煤气入口，固定电石炉尾气室的出口连接到间壁石灰回转窑的预热煤气入口，预热煤气出口通过煤粉预热器、2号除尘器和2号引风机连接到燃烧室的燃气烧嘴。立式固定气化炉的烟气出口分为两路，一路连接到间壁石灰回转窑煅烧石灰空间的高温烟气入口，另一路连接到间壁石灰回转窑的预热煤气入口。间壁石灰回转窑的石灰石进料-烟气出口与石灰石预热器连接，石灰石预热器的气体出口通过1号除尘器和1号引风机分为四路，一路连接到立式固定气化炉的钨管，一路连接到燃烧室的燃气烧嘴，第三路通过渣冷却器、电石冷却器和复合氧气预热器连接到废气排放系统，第四路直接连接到废气排放系统。
立式固定气化炉中气化钨管的下部为熔池，熔池高度占钨管高度的1/3，熔池是由气化灰渣融化所形成的；气化钨管的上部为固体原料层，固体原料层高度占钨管高度的2/3；可在原料中加入氧化钾、氧化钠、氧化钙等助熔剂以降低灰渣的灰熔点；允许在气化钨管中全部填充固体原料层，或者在气化钨管中全部填充熔池。
具体的，立式固定气化炉的炉膛由上到下分为低温气化段、中温气化段和高温气化段，低温气化段、中温气化段和高温气化段的通道折返相连，高温气化段的入口与固定电石炉的烟气口连接，低温气化段的出口即为烟气出口。钨管中设有中间管，中间管与煤粉布料器连接。
本发明电石联产生产系统利用电石生产过程产生的烟气的残余热量加热煅烧石灰石生产石灰，并作气化剂进行煤气化，从而将残余热值转换为高品质燃气。用煤气化煤气和电石尾气作燃料燃烧加热生产电石，并且联产炼铁、炼镁，热量和气体循环利用，充分利用电石生产过程产生的热量和可燃性气体，减少电石生产、炼铁的能耗，降低了生产成本。本发明优化了电石炉的结构，一炉多用，由电石炉和气化回转窑等主要设备组成电石联产生产系统，流程短、结构简单、设备投资少，有利于推广利用。本申请实施例中的固定电石炉采用熔池加热模式对电石原料进行煅烧，有利于传热，加快反应速度。
附图说明
图1为电石联产生产系统的流程示意图；
图2是图1中A部的放大图；
图3是图1中A-A向的剖视图；
图4是图1中D-D向的剖视图；
图5是本发明另一实施方案的流程示意图；
图6是图5的B-B图；
图7是本发明第三种实施方案的流程示意图；
图8是图7的C-C图；
图9是本发明第四种实施方案的流程示意图；
图10是本发明第五种实施方案的流程示意图；
图11为本发明第六种是方案流程示意图；
图12为立式固定气化炉的结构示意图。
其中：1—1号引风机、2—1号除尘器、3—煤粉预热器、4—石灰石预热器、5—间壁回转窑、6—煤气出口、7—石灰石进料-烟气出口、8—出渣口、9—石灰石加料斗、10—煤气化空间、11—燃气烧嘴、12—辅助燃煤烧嘴、13—燃烧室、14—电石出口、15—电石收集室、16—3号引风机、17—排渣口、18—电石原料仓、19—电石布料器、20—尾气室、21—2号除尘器、22—2号引风机、23—固定电石炉、24—炉膛、25—烟气出口、26—煤料斗、27—复合氧气预热器、28—阀门、29—燃烧炉、30—钨管、31—液态产物、32—固态原料、33—炼铁区、34—（CaO+C）出口、35—炼镁区、36—3号除尘器、37—内筒、38—外筒、39—耐材支撑、40—窑膛、41—电石区、43—铁原料仓、44—炼铁布料器、45—高温导热支撑、46—铁水收集室、47—铁水出口、48—优等品段、49——级品段、50—合格品段、51—10号生铁段、52—12号生铁段、53—14号生铁段、54—截止阀、55—氧化镁料仓、56—炼镁布料器、57—镁结晶器、58—抽真空系统、59—镁气室、60—4号引风机、61—控制器、62—截止阀、63—CO检测仪、64—镁称重检测器、65—石灰窑、66—立式固定气化炉、67—煤气室、68—熔渣收集室、69—电石冷却器、70—含碳熔渣、71—间壁石灰回转窑、72—煅烧石灰空间、74—过渡段、76—中间管、77—低温气化段、78—中温气化段、79—高温气化段、80—煤粉布料器、81—渣冷却器、82—2号氧气预热器。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明电石联产生产系统如图1所示，包括纯氧管路、间壁回转窑5、固定电石炉23、煤粉预热器3、石灰石预热器4、1号引风机1、1号除尘器2、2号引风机22、2号除尘器21、3号引风机16、3号除尘器36、燃烧炉29、复合氧气预热器27、电石原料仓18和电石布料器19。间壁回转窑5设有煤气化空间10和窑膛40，如图4所示，间壁回转窑5为外筒38、内筒37和耐材支撑39构成的同心筒体结构，内筒的中心为窑膛40。内筒和外筒之间由耐材支撑分割成煤气化空间10。外筒的内部包裹有保温层，保温层的外部为筒状钢结构。内筒可以将窑膛40的部分热量传递给煤气化空间10。内筒和外筒的结构能够保证煤气化空间10中气化剂与煤的充分接触。内筒和外筒采用包括但不限于耐火材料或金属制成。煤气化空间10设有进料口、煤气出口6、气化剂入口和出渣口8，窑膛设有石灰石进料-烟气出口7、高温烟气入口、石灰出口和辅助燃煤烧嘴12。固定电石炉23设有燃烧室13、炉膛24、电石收集室15、尾气室20和烟气出口25，燃烧室设有燃气烧嘴11和辅助燃煤烧嘴12。烟气出口25分为两路，一路连接到煤气化空间10的气化剂入口，一路连接到窑膛的高温烟气入口。炉膛24设有尾气室20、电石收集室15和电石出口14，电石出口设有阀门28，炉膛内设有钨管30。如图3所示炉膛内分为3段，分别是优等品段48、—级品段49和合格品段50，每段设置8根钨管30。也允许根据生产需要设置其他数量的钨管，或采用其他形式的钨管排布方式。各个品段的分区可以根据工艺要求调整，还可以根据需要复合新的产品煅烧区域。间壁回转窑5的石灰出口和煤粉仓连接到电石原料仓18，电石原料仓18通过电石布料器19连接到电石区的钨管入口，管上部与尾气室20连通，下部与电石收集室15连通。石灰石加料斗9与石灰石进料-烟气出口7连接，石灰石进料-烟气出口7与石灰石预热器4连接，石灰石预热器4的气体出口通过1号除尘器2和1号引风机1分为两路，一路连接到窑膛的高温烟气入口，另一路经废气排放系统排入CO2收集系统，收集的CO2可用于间壁回转窑的刀口密封和石灰产品的冷却。煤料斗26连接到煤粉预热器3，煤粉预热器3与煤气化空间10的进料口连接，煤气出口6通过煤粉预热器3、2号除尘器21和2号引风机22连接到燃烧室13中设置的燃气烧嘴11。尾气室20的出口通过复合氧气预热器27、3号除尘器36和2号引风机16分为两路，一路连接到燃气烧嘴11的燃料入口，一路通过燃烧炉29连接到窑膛的高温烟气入口。钨管30采用纯金属钨制备，钨管的直径为100mm，管长500mm。纯氧管路通过复合氧气预热器27连接到燃气烧嘴和辅助燃煤烧嘴12的助燃气体入口，供煤粉设备通过管路连接到辅助燃煤烧嘴12的煤粉入口。
本发明电石联产生产系统的运行过程为：煤料斗26中的煤送入煤粉仓3，煤粉仓3的煤粉经煤进料口进入间壁回转窑5中的煤气化空间10。石灰石加料斗9中的石灰石粉料经上料机械将粉料石灰石原料或一定粒径的石灰石原料送入石灰石预热器4，石灰石预热器4中的石灰石经石灰石进料-烟气出口7进入间壁回转窑的窑膛40。从固定电石炉23的烟气出口25出来的1800℃、含100%CO2的高温烟气经高温烟气入口进入窑膛与石灰石逆向接触将石灰石煅烧成石灰，石灰经石灰出口利用纯CO2冷却后到电石原料仓18作电石原料。窑膛40煅烧后烟气温度降为600℃，经石灰石进料-烟气出口7到石灰石预热器预热石灰石原料后温度降为100℃，含100%CO2的废气经1号除尘器2除尘后到1号引风机1入口。1号引风机出口分为两路，一路到窑膛的高温烟气入口，另一路经废气排放系统排入CO2收集系统，收集的CO2可用于间壁回转窑的刀口密封和石灰产品的冷却，两路的比例根据工艺要求确定。在间壁回转窑5的煤气化空间10中，气化剂与煤粉逆向接触进行还原反应，生成500℃、CO/CO2比为44.3:55.7的煤气。煤气从煤气出口6到煤粉预热器3预热煤粉后温度降为300℃，在2号除尘器21除尘后经2号引风机22到固定电石炉23的燃气烧嘴11作燃料。尾气室20排出的2000℃电石尾气中，CO含量为 100 %，经复合氧气预热器27与纯氧换热后温度降为200℃，经2号除尘器36除尘后由3号引风机16增压后分为两路，一路到固定电石炉23的燃气烧嘴11作燃料，另一路到燃烧炉29燃烧加热间壁回转窑5排出的煅烧石灰石后的废气，用于调节煅烧石灰石的温度。电石原料仓18中电石原料（均匀混合的煤粉和石灰粉）经电石布料器19进入固定电石炉23的钨管，间壁回转窑5排出的煤气和电石尾气经燃料入口进入燃烧室13，纯氧做助燃气体助燃燃烧，产生2400℃高温烟气。高温烟气在炉膛24隔焰加热钨管，经加热电石钨管后烟气温度降为1800℃（允许该1800℃的烟气中含有CO，如含CO则在进入窑膛40进一步利用之前，即在烟气进入窑膛40之前，可以在辅助燃煤烧嘴12处补充纯氧进行燃烧，去掉一氧化碳，使一氧化碳变成二氧化碳），经烟气出口25后连接到间壁回转窑作煅烧石灰石的高温气体和煤气化的气化剂。
如图2所示，钨管30中固态原料32在窑膛段高温反应，融化为（电石）液体产物31。电石钨管30中内液态产物31每次剩余50-99wt%或者0-100 wt%，固态原料32每次剩余5-50wt%或者0-100wt%。液态电石产物落入电石收集室15聚集，聚集到工艺要求的液位时，打开电石出口14的阀门28落入电石坩埚进行下一步的处理。辅助燃煤烧嘴12以煤粉为燃料，纯氧为助燃气体，在开车时使用，或气体燃料气量或热值不足时作补充燃料。
在固定电石炉23正常运行后，钨管30内的电石原料会在高温下变为液态电石，此后可以通过电石布料器19定时定量向钨管30投放粉状的电石原料，例如每隔5秒钟通过电石布料器19向每个钨管30投放40g粉状电石原料。由于每次投放的粉状电石原料数量较少，这些少量的粉状电石原料会在钨管30内原有的高温液态电石作用下，迅速转化为液态电石。钨管30内的液态电石汇聚于电石收集室15，通过监控钨管30内液态电石的液面高度，定期排出电石收集室15中收集的液态电石，从而使钨管30内液态电石的液面高度维持在预设的高度。根据原料加料的多少，从而判定电石出口14的电石产品的出料速度。本实施例中粉状电石原料的投放和液态电石的排出，均采用小量、多频次的方式进行。
电石联产生产系统采用熔池加热，传热效率高，生产速率快；采用生产三种品质电石产品，利用三种发气量不同的电石产品的生产温度不同（2200℃、2000℃、1800℃），利用其不同温度区间的化学热，从而保证2400℃到1800℃（宝贵的600℃温差）的热量留在固定电石炉23中；加料方式为多频次少进给，使电石原料反应层基本稳定；为了满足固定电石炉对燃气中CO浓度的要求，实现将包含固定电石炉23出去的1800℃的热量的二氧化碳以含有一氧化碳化学能的形式还有其他新的燃料气体一起循环回到燃气烧嘴11，对炉膛24进行高温加热；从石灰石预热器4排放的二氧化碳循环气体借助燃烧炉29加热使温度升高到1800℃，进入间壁回转窑5的煤气化空间10对煤粉进行气化，使气化所需的热量和煤气出口6的一氧化碳浓度可以满足燃气烧嘴11的要求；固定电石炉23可用包括但不限于矿热炉、电炉、回转窑、间壁回转窑或竖窑的其他设备所代替。间壁回转窑5可用包括但不限于煤气化炉、电炉、回转窑或竖窑的其他设备所代替。
本申请实施例中的固定电石炉23采用熔池加热模式对电石原料进行煅烧，有利于传热，加快反应速度；采用煅烧电石后的尾气（即固定电石炉23中烟气出口25排出的尾气）作为气化剂进行煤气化，制备煅烧电石所需的气体燃料。需要说明的是，进入电石联产生产系统的各种煤（包括间壁回转窑5气化用煤和固定电石炉23的原料煤）均需预先干燥脱水。可以根据需要进一步利用电石联产生产系统的各种余热进行煤的干燥脱水处理。钨管可以被替换为包括但不限于钨铁、其他高温金属材料或者合金，也可以使用包括但不限于石墨化碳作为基底的高温材料，在石墨化碳表层镀或喷涂或3D打印钨、铼等高温金属材料或合金。间壁回转窑的刀口密封，石灰产品的冷却均采用纯二氧化碳进行。
可以在钨管下部设置限位，使电石收集室15与钨管分开，通过限位控制器将钨管内的电石全部排空至电石收集室15，从而重新加入电石原料进行煅烧。
可以将电石收集室15分成三个收集室，同时收集上面对应钨管的不同发气量的电石产品。此外，也允许电石区中的钨管30同时生产相同发气量的电石产品，即允许电石区中的钨管30同时生产相同品质的电石产品。
实施例2
本发明另一种实施方式如图5所示，包括纯氧管路、间壁回转窑5、固定电石炉23、煤粉预热器3、石灰石预热器4、1号引风机1、1号除尘器2、2号引风机22、2号除尘器21、3号引风机16、3号除尘器36、燃烧炉29、复合氧气预热器27、铁原料仓43、炼铁布料器44、电石原料仓18和电石布料器19。固定电石炉23中的炉膛24内设有电石区41和炼铁区33，电石区和炼铁区分别设有钨管30，如图6所示，电石区41分为优等品段48、—级品段49和合格品段50，炼铁区33分为10号生铁段51、12号生铁段52和14号生铁段53，每段设有8根钨管30。也允许根据生产需要设置其他数量的钨管，或采用其他形式的钨管排布方式。电石区和炼铁区共用尾气室20，或者将尾气室20分割为对应于电石区和炼铁区的两个区域，电石区和炼铁区排出的尾气不混合并分别排出。炼铁区设有铁水收集室46，铁水收集室46设有铁水出口47，电石区设有电石收集室15，电石收集室15设有电石出口14。电石原料仓18通过电石布料器19连接到电石区的钨管入口，电石区的钨管上部与尾气室20连通，下部与电石收集室15连通。炼铁原料仓43通过炼铁布料器44连接到炼铁区的钨管入口，炼铁区的钨管上部与尾气室20连通，下部通过铁水出口连接到铁水收集室46。
本实施例的运行过程为：电石原料仓18中电石原料（煤粉和石灰粉）经电石布料器19进入电石区41的钨管30，铁原料仓43铁精粉和碳原料经炼铁布料器44进入炼铁区33的钨管30。间壁回转窑5排出的煤气和尾气室20中的部分气体通过燃气烧嘴的燃料入口进入燃烧室13，纯氧做助燃气体助燃燃烧，产生2400℃高温烟气。高温烟气在炉膛24隔焰加热电石区和炼铁区的钨管，在加热电石区41的电石钨管后烟气温度降为1800℃，继续进入炼铁区33加热炼铁钨管，离开炼铁区后烟气温度降为1200℃。高温烟气经烟气出口25连接到间壁回转窑，作煅烧石灰石的高温气体和煤气化的气化剂。电石区的电石钨管30中电石固态原料32在窑膛段高温反应，融化为电石液体产物31。电石钨管30内液态产物31每次剩余50-99wt%或者0-100wt%，固态原料32每次剩余1-50 wt %或者0-100wt%。液态电石产物落入电石收集室15聚集，聚集到工艺要求的液位时，打开电石出口14的阀门28从而使液态电石落入电石坩埚进行下一步的处理。炼铁区炼铁钨管中（铁精矿粉+煤）固态原料在窑膛段高温反应，融化为铁水液体产物，铁水钨管30中内液态产物每次剩余50-99 wt %或者0-100wt%，固态原料每次剩余1-50 wt %或者0-100wt%。本实施例中粉状电石原料和铁精矿粉及煤等固体原料的投放，液态电石和铁水等液态产品的排出，均采用小量、多频次的方式进行。本实施例其它设备流程和运行过程与实施例1相同。
实施例3
本发明第三种实施方式如图7所示，包括纯氧管路、间壁回转窑5、固定电石炉23、煤粉预热器3、石灰石预热器4、1号引风机1、1号除尘器2、2号引风机22、2号除尘器21、3号引风机16、3号除尘器36、燃烧炉29、复合氧气预热器27、铁原料仓43、炼铁布料器44、电石原料仓18、电石布料器19、镁结晶器57、抽真空系统58、氧化镁料仓55和炼镁布料器56。固定电石炉23中的炉膛24内设有电石区41、炼铁区33和炼镁区35，电石区、炼铁区和炼镁区分别设有钨管30。如图8所示，电石区41分为优等品段48、—级品段49和合格品段50，炼铁区33分为10号生铁段51、12号生铁段52和14号生铁段53，炼镁区只有一个段。电石区和炼铁区共用尾气室20，或者将尾气室20分割为对应于电石区和炼铁区的两个区域，电石区和炼铁区排出的尾气不混合并分别排出；炼镁区设有镁气室59和（CaO+C）收集室，（CaO+C）收集室设有（CaO+C）出口34。固定电石炉23的电石出口连接到氧化镁料仓55，氧化镁料仓55通过炼镁布料器56连接到炼镁钨管30入口，炼镁钨管上部与镁气室59连通，下部与（CaO+C）收集室连通，（CaO+C）出口34连接到电石原料仓18。镁气室59连接到镁结晶器57，镁结晶器57与抽真空系统58连接。炼铁区设有铁水收集室46，铁水收集室46设有铁水出口47，电石区设有电石收集室15，电石收集室15设有电石出口14。电石原料仓18通过电石布料器19连接到电石区的钨管入口，电石区的钨管上部与尾气室20连通，下部与电石收集室15连通。炼铁原料仓43通过炼铁布料器44连接到炼铁区的钨管入口，炼铁区的钨管上部与尾气室20连通，下部通过铁水出口连接到铁水收集室46。
本实施例的运行过程为：电石原料仓18中电石原料（煤粉和石灰粉）经电石布料器19进入电石区41的钨管30，铁原料仓43铁精粉和碳原料经炼铁布料器44进入炼铁区33的钨管30。氧化镁原料粉和固定电石炉23产出的电石进入氧化镁料仓55，氧化镁料仓55中的电石和氧化镁通过炼镁布料器56进入炼镁钨管30。间壁回转窑5排出的煤气和尾气室20中的混合尾气经燃气烧嘴11进入燃烧室13，纯氧做助燃气体助燃燃烧，产生2400℃高温烟气。高温烟气在炉膛24隔焰加热电石区、炼铁区和炼镁区的钨管，在电石区41加热电石钨管后烟气温度降为1800℃，继续进入炼铁区33加热炼铁钨管后温度降为1200℃，进而进入炼镁区加热炼镁钨管30中原料，离开炼镁区后烟气温度降为1000℃，高温烟气经烟气出口25连接到间壁回转窑，作煅烧石灰石的高温气体和煤气化的气化剂。电石区的电石钨管30中电石固态原料32在窑膛段高温反应，融化为电石液体产物31。电石钨管30中内液态产物31每次剩余50-99wt%或者0-100wt%，固态原料32每次剩余1-50 wt %或者0-100wt%。液态电石产物落入电石收集室15聚集，聚集到工艺要求的液位时，打开电石出口14的阀门28落入电石坩埚进行下一步的处理。炼铁区炼铁钨管中（铁精矿粉+煤）固态原料在窑膛段高温反应，融化为铁水液体产物，铁水钨管30中内液态产物每次剩余50-99 wt %或者0-100wt%，固态原料每次剩余1-50 wt %或者0-100wt%。将电石区钨管产生的一部分电石液体投入到氧化镁料仓55，与氧化镁原料一起经炼镁布料器56进入炼镁区的钨管30中，在1200℃高温下（并且电石液体再带高温）还原成镁蒸气。镁蒸气在抽真空系统58的真空作用下，进入镁结晶器57结晶成镁，然后到后部工序加工处理。炼镁区整体要有真空下密封的功能。炼镁区整体设有真空下可靠、连续生产的设备或工艺，保证镁结晶顺进行。本实施例其它设备流程和运行过程与实施例2相同。
实施例4
本发明第四种实施方式如图9所示，包括纯氧管路、间壁回转窑5、固定电石炉23、煤粉预热器3、石灰石预热器4、1号引风机1、1号除尘器2、2号引风机22、2号除尘器21、3号引风机16、3号除尘器36、燃烧炉29、复合氧气预热器27、电石原料仓18、电石布料器19、氧化镁料仓55、炼镁布料器56、镁结晶器57、4号引风机60、控制器61、截止阀62、CO检测仪63和镁称重检测器34。固定电石炉23中的炉膛24设有尾气室20、电石收集室15，电石收集室设有电石出口14，电石出口设有阀门，炉膛24内设有钨管30。氧化镁料仓55通过炼镁布料器56连接到钨管30入口。煤粉仓和间壁回转窑5的石灰出口连接到电石原料仓18，电石原料仓18通过电石布料器19也连接到钨管30入口。尾气室20出口设有CO检测仪63，尾气室出口一路通过截止阀62连接到复合氧气预热器27入口，另一路通过截止阀连接到镁结晶器57。控制器61与电石布料器19、炼镁布料器56、截止阀62、CO检测仪63和镁称重检测器64通信连通，通过CO检测仪63的监测数据，由控制器控制两路截止阀开闭和炼镁布料器56、电石布料器19工作状态。
本实例的运行过程为：将氧化镁原料粉或安氢再生料投入氧化镁料仓55，氧化镁料仓55中的氧化镁通过炼镁布料器56进入钨管30。间壁回转窑5排出的煤气和尾气室20中的部分尾气混合经燃气烧嘴11进入燃烧室13，纯氧做助燃气体助燃燃烧，产生2400℃高温烟气。高温烟气在炉膛24中隔焰加热炉膛24内的钨管30，经炉膛加热钨管后烟气温度降为1800℃，高温烟气经烟气出口25连接到间壁回转窑，作煅烧石灰石的高温气体和煤气化的气化剂。
钨管中电石和炼镁的过程为：
⑴生产开始，打开2号截止阀62，关闭1号截止阀54，先通过电石布料器19向钨管中送入电石原料，生成电石和电石尾气，电石尾气通过2号截止阀62流动到复合氧气预热器27，液态电石停留在钨管30内。
⑵CO检测仪63检测没有CO流动时，关闭2号截止阀62，打开1号截止阀54，停止电石布料器19进料，启动炼镁布料器56向钨管中进料。
⑶钨管中氧化镁和电石反应生产镁蒸气、氧化钙和碳，在4号引风机60抽力作用下，镁蒸气通过1号截止阀54进入镁结晶器57。
⑷镁称重检测器64检测到镁结晶器57中镁的重量不再增加后，关闭1号截止阀54，打开2号截止阀62，步骤重复⑴-（4）操作，整个运行过程在控制器61的控制下进行。生产过程中消耗碳，需要定时或根据需要向钨管30加入煤粉，加煤粉时均在电石生产模式下进行，有效截断和制镁的联通。此外，钨管30中的残渣需要定时随电石产品排出。
通过上述步骤（1）至步骤（4）可以实现电石模式和镁模式之间的切换，从而实现镁的生产，同时副产电石。
本实施例其它设备流程和运行过程与实施例1相同。
在实际应用中，还可以向利用本申请实施例提供的固定电石炉23中投放白云石的煅烧物，以代替氧化镁制取镁。由于白云石的煅烧物中氧化钙含量相较于氧化镁中的氧化钙含量较高，在使用白云石的煅烧物作为原料制取镁时，需要适当调整电石原料中碳的投放量。
本申请实施例中记述的固定电石炉23除了可以用于制备电石、冶炼生铁和镁之外，还可以用于制备、煅烧、冶炼各种金属或非金属物质，例如硅铁、黄磷等。
实施例5
本发明还提供了第五种电石联产生产系统，如图10所示，该系统包括固定电石炉23、石灰窑65、复合氧气预热器27、电石原料仓18和电石布料器19。固定电石炉23设有燃烧室13、炉膛24、电石收集室15、尾气室20和烟气出口25。燃烧室13设有燃气烧嘴11和辅助燃煤烧嘴12。固定电石炉的炉膛24设有尾气室20、电石收集室15和电石出口14，炉膛内设有钨管30。石灰窑65的石灰出口和煤粉仓连接到电石原料仓18，电石原料仓18通过电石布料器19连接到钨管入口，钨管上部与尾气室20连通，下部与电石收集室15连通。
外接燃气，如普通电石炉排出的电石尾气，连接到燃烧室13的燃气烧嘴11。尾气室20的出口通过复合氧气预热器27、3号除尘器36和2号引风机16连接到燃气烧嘴11。外接燃气和固定电石炉23上部尾气室20收集到的自产的电石尾气可以合并作为固定电石炉23的燃气。通过固定电石炉23的烟气出口25排出的电石炉尾气，连接到石灰窑65的高温烟气入口，用于煅烧石灰。
本发明电石联产生产系统的运行过程为：经上料机械将粉料石灰石原料或一定粒径的石灰石原料送入石灰窑65。从固定电石炉23的烟气出口25出来的1800℃、含100%CO2的高温烟气经高温烟气入口进入石灰窑65与石灰石逆向接触将石灰石煅烧成石灰，石灰经石灰出口利用纯CO2冷却后到电石原料仓18作电石原料。石灰窑65煅烧后烟气温度降为600℃，在预热石灰石原料后温度降为100℃，含100%CO2的废气经除尘后排入CO2收集系统，收集的CO2可用于石灰产品的冷却。固定电石炉23的尾气室20排出的2000℃电石尾气中，CO含量为 100 %，经复合氧气预热器27与纯氧换热后温度降为200℃，复合氧气预热器27是通过中间二氧化碳换热介质将热量传递给氧气,经2号除尘器36除尘后由3号引风机16增压后连接到固定电石炉23的燃气烧嘴11作燃料。电石原料仓18中电石原料（均匀混合的煤粉和石灰粉）经电石布料器19进入固定电石炉23的钨管30，外接燃气（例如普通电石炉排出的电石尾气）和电石尾气经燃料入口进入燃烧室13，纯氧做助燃气体助燃燃烧，产生2400℃高温烟气。高温烟气在炉膛24隔焰加热钨管30，经加热电石钨管后烟气温度降为1800℃（允许该1800℃的烟气中含有CO，如含CO则在进入石灰窑65进一步利用之前，可以在辅助燃煤烧嘴12处补充纯氧进行燃烧，去掉一氧化碳，使一氧化碳变成二氧化碳），经烟气出口25后连接到石灰窑作煅烧石灰石的高温气体。
本实施例中粉状电石原料和煤等固体原料的投放，液态电石等液态产品的排出，均采用小量、多频次的方式进行。本实施例其它设备流程和运行过程与实施例1相同。
可以根据实际需要自由选择外接燃气的种类，例如可以选用普通电石炉排出的电石尾气，或者选用其它可燃尾气、煤气等作为外接燃气，接入固定电石炉23的燃气烧嘴11，用于钨管30中电石的煅烧。
本申请实施例中记述的固定电石炉23除了可以用于制备电石、冶炼生铁和镁之外，还可以用于制备、煅烧、冶炼各种金属或非金属物质，例如硅铁、黄磷等。此外，石灰窑65还可以用各种形式的石灰窑代替。
实施例6
本发明第六种实施方式如图11所示，包括固定电石炉23、煤粉预热器3、石灰石预热器4、1号引风机1、1号除尘器2、2号引风机22、2号除尘器21、3号引风机16、3号除尘器36、复合氧气预热器27、渣冷却器81、电石原料仓18、电石布料器19、立式固定气化炉66、间壁石灰回转窑71、电石冷却器69和煤粉布料器80。固定电石炉23设有燃烧室13、炉膛24、电石收集室15、尾气室20和烟气口，燃烧室设有燃气烧嘴11和辅助燃煤烧嘴12。电石收集室15与电石出口14连接，电石出口连接到电石冷却器，炉膛内设有钨管30。电石原料仓18通过电石布料器19连接到钨管入口，钨管上部与尾气室20连通，下部与电石收集室15连通，电石收集室15连接到电石出口14，电石出口连接到电石冷却器69。立式固定气化炉66设有煤气室67、炉膛和熔渣收集室68，炉膛设有钨管30和烟气出口25，熔渣收集室68设有出渣口8，出渣口8连接到渣冷却器81。如图12所示，立式固定气化炉66的炉膛由上到下分为低温气化段77、中温气化段78和高温气化段79，低温气化段77、中温气化段78和高温气化段79的通道折返相连，高温气化段的入口79与固定电石炉23的烟气口连接，低温气化段79的出口即为烟气出口25。钨管30中设有中间管76。煤料斗连接到煤粉预热器，煤粉预热器3通过煤粉布料器80连接到钨管30中的中间管76，钨管上部与煤气室67连通，下部与熔渣收集室68连接。间壁石灰回转窑71设有窑膛和煅烧石灰空间72，窑膛设有预热煤气入口和预热煤气出口。煅烧石灰空间72设有石灰石进料-烟气出口7、高温烟气入口和石灰出口。固定电石炉23和立式固定气化炉66通过过渡段74连接为一体。立式固定气化炉66的煤气室67连接到间壁石灰回转窑71的预热煤气入口，固定电石炉23尾气室20的出口连接到间壁石灰回转窑71的预热煤气入口。预热煤气出口通过煤粉预热器3、2号除尘器21和2号引风机22连接到燃烧室13的燃气烧嘴11。立式固定气化炉66的烟气出口25分为两路，一路连接到间壁石灰回转窑71煅烧石灰空间的高温烟气入口，另一路连接到间壁石灰回转窑71的预热煤气入口。间壁石灰回转窑71的石灰石进料-烟气出口7通过与石灰石预热器4连接，石灰石预热器4的气体出口通过1号除尘器2和1号引风机1分为四路，一路连接到立式固定气化炉66的钨管30，一路连接到燃烧室13的燃气烧嘴11，第三路通过渣冷却器81、电石冷却器69和复合氧气预热器27连接到废气排放系统,第四路直接连接到废气排放系统。
本实施例的运行过程为，煤料斗中的煤送入煤粉预热器3，煤粉预热器3的煤粉经煤粉布料器80由二氧化碳气体输送进入立式固定气化炉66的钨管30，具体的通过中间管76进入熔池中。电石原料仓18中电石原料（均匀混合的煤粉和石灰粉）经电石布料器19进入固定电石炉23的钨管30。立式固定气化炉66产生的煤气和电石尾气经燃料入口进入燃烧室13。具体的，固定电石炉23的尾气室20排出的CO与煤气室67出口的煤气经CO2稀释为80%CO+20%CO2的混合气，纯氧做助燃气体助燃燃烧，产生2400℃高温烟气。高温烟气在炉膛24隔焰加热钨管，经加热电石钨管后烟气温度降为1800℃。钨管30内的电石原料会在高温下变为液态电石，通过电石布料器19定时定量向钨管30投放粉状的电石原料，每隔5秒钟通过电石布料器19向每个钨管30投放40g粉状电石原料。钨管30的加料位置可位于熔池上方或熔池内，或者同时向熔池上方和熔池内加料。钨管30内的液态电石汇聚于电石收集室15，通过监控钨管30内液态电石的液面高度，定期排出电石收集室15中收集的液态电石，从而使钨管30内液态电石的液面高度维持在预设的高度。电石收集室15中液态电石定时通过电石出口14排放到电石冷却器69。从固定电石炉23炉膛过来的1800℃烟气通过高温气化段的入口进入立式固定气化炉66的高温气化段79，经过高温气化段温度降为1400℃，折返进入中温气化段78，经过中温气化段温度降为1000℃折返进入低温气化段77，经过低温气化段温度降为800℃。煤气化后的熔渣落入熔渣收集室68，熔渣收集室68的熔渣经出渣口8进入渣冷却器81。立式固定气化炉66中煤粉与一级引风机1出口过来的除尘后的烟气（烟气的主要成分是CO2，作为气化剂），经中间管76进入气化钨管30中的熔池内。气化钨管30的下部为熔池（熔池高度占钨管高度的1/3），是由气化灰渣融化所形成的；气化钨管30的上部为固体原料层（固体原料层高度占钨管高度的2/3）；可在原料中加入氧化钾、氧化钠、氧化钙等助熔剂以降低灰渣的灰熔点。允许在气化钨管30中全部填充固体原料层，或者在气化钨管30中全部填充熔池。原料煤粉在钨管中气化为煤气，煤气经固体层汇集在钨管上部的煤气室67，含碳熔渣70落入熔渣收集室68。为了调整固体层的高度，允许不携带煤粉的CO2单独进入熔池。尾气室20中电石尾气与煤气室67中煤气一同经高温烟气入口进入间壁石灰回转窑71的窑膛，间壁加热煅烧石灰空间72的石灰石物料。烟气经烟气出口25一部分进入间壁石灰回转窑71的煅烧石灰空间72的高温烟气入口，作加热气体，加热煅烧石灰石；另一部分与煤气室67出口的煤气及固定电石炉23的尾气室20排出的CO混合成20%CO2+80%CO的煤气。混合煤气在间壁石灰回转窑71的窑膛放出部分热量后经预热煤气出口到煤粉预热器3间壁预热煤粉原料，然后经2号除尘器21和2号引风机22与1号引风机1出口的一部分烟气混成含46%CO的燃料，到燃烧室13的燃气烧嘴11作燃料。在石灰石预热器4预热后的石灰石原料经石灰石进料-烟气出口7进入煅烧石灰空间72进行煅烧，煅烧后石灰经石灰出口出装置。石灰石采用1-5毫米的粉料。

Claims (11)

1.一种电石联产生产系统，其特征是：所述系统包括间壁回转窑（5）、固定电石炉（23）、煤粉预热器（3）、石灰石预热器（4）、引风机、除尘器、燃烧炉（29）、复合氧气预热器（27）、电石原料仓（18）和电石布料器（19）；所述间壁回转窑（5）设有煤气化空间（10）和窑膛（40），所述煤气化空间（10）设有进料口、煤气出口（6）、气化剂入口和出渣口（8），所述窑膛设有石灰石进料-烟气出口（7）、高温烟气入口、石灰出口和辅助燃煤烧嘴（12）；所述固定电石炉（23）设有燃烧室（13）、炉膛（24）、电石收集室（15）、尾气室（20）和烟气出口（25），所述燃烧室设有燃气烧嘴（11）和辅助燃煤烧嘴（12）；所述烟气出口（25）分为两路，一路连接到煤气化空间（10）的气化剂入口，一路连接到窑膛的高温烟气入口；所述固定电石炉的炉膛（24）设有尾气室（20）、电石收集室（15）和电石出口（14），炉膛内设有钨管（30）；所述间壁回转窑（5）石灰出口和煤粉仓连接到电石原料仓（18），所述电石原料仓（18）通过电石布料器（19）连接到钨管入口，所述钨管上部与尾气室（20）连通，下部与电石收集室（15）连通；所述石灰石进料-烟气出口（7）与石灰石预热器（4）连接，所述石灰石预热器（4）的气体出口通过1号除尘器（2）和1号引风机（1）分为两路，一路连接到窑膛的高温烟气入口，一路连接到废气排放系统；所述煤粉预热器（3）与煤气化空间（10）的进料口连接，所述煤气出口（6）通过煤粉预热器（3）、2号除尘器（21）和2号引风机（22）连接到燃烧室（13）的燃气烧嘴（11）；所述尾气室（20）的出口通过复合氧气预热器（27）、3号除尘器（36）和2号引风机（16）分为两路，一路连接到燃气烧嘴（11），一路通过燃烧炉（29）进行燃烧加热后连接到窑膛的高温烟气入口。
2.根据权利要求1所述的电石联产生产系统，其特征是：所述钨管（30）的制备方法为：⑴石墨层两侧打印金属钨，或者⑵采用纯金属钨制备；所述钨管（30）的直径包括但不限于80-150mm，管长300-800mm。
3.根据权利要求1所述的电石联产生产系统，其特征是：所述间壁回转窑（5）为外筒（38）、内筒（37）和耐材支撑（39）构成的同心筒体结构，所述内筒的中心为窑膛（40）；内筒和外筒之间由耐材支撑分割成煤气化空间（10）；所述外筒的内部包裹有保温层，保温层的外部为筒状钢结构；内筒可以将窑膛（40）的部分热量传递给煤气化空间（10）；所述内筒和外筒的结构能够保证煤气化空间（10）中气化剂与煤的充分接触；所述内筒和外筒采用包括但不限于耐火材料或金属制成。
4.根据权利要求1所述的电石联产生产系统，其特征是：所述系统设有炼铁原料仓（43）和炼铁布料器（44），所述固定电石炉（23）设有电石区（41）和炼铁区（33），所述电石区和炼铁区分别设有钨管（30），电石区和炼铁区共用尾气室（20）；或者将尾气室（20）分割为对应于电石区和炼铁区的两个区域，电石区和炼铁区排出的尾气不混合并分别排出；所述炼铁区设有铁水收集室（46）和铁水出口（47），所述电石区设有电石收集室（15），电石收集室（15）设有电石出口（14）；所述电石原料仓（18）通过电石布料器（19）连接到电石区的钨管入口，所述电石区的钨管上部与尾气室（20）连通，下部与电石收集室（15）连接；所述炼铁原料仓（43）通过炼铁布料器（44）连接到炼铁区的钨管入口，所述炼铁区的钨管上部与尾气室（20）连通，下部通过铁水出口连接到铁水收集室（46）。
5.根据权利要求4所述的电石联产生产系统，其特征是：所述系统设有炼铁原料仓（43）、炼铁布料器（44）、镁结晶器（57）、抽真空系统（58）、氧化镁料仓（55）和炼镁布料器（56）；所述固定电石炉（23）设有电石区（41）、炼铁区（33）和炼镁区（35）；所述电石区、炼铁区和炼镁区分别设有钨管（30），电石区和炼铁区共用尾气室（20），或者将尾气室（20）分割为对应于电石区和炼铁区的两个区域，电石区和炼铁区排出的尾气不混合并分别排出；所述炼镁区设有镁气室（59）和（CaO+C）收集室，所述（CaO+C）收集室设有（CaO+C）出口（34）；所述固定电石炉（23）的电石出口连接到氧化镁料仓（55），所述氧化镁料仓（55）通过炼镁布料器（56）连接到炼镁钨管（30）入口，所述炼镁钨管上部与镁气室（59）连通，下部连接到（CaO+C）收集室，所述（CaO+C）出口（34）连接到电石原料仓（18）；所述镁气室（59）连接到镁结晶器（57），所述镁结晶器（57）与抽真空系统（58）连接。
6.根据权利要求1所述的电石联产生产系统，其特征是：所述系统设有氧化镁料仓（55）、炼镁布料器（56）、镁结晶器（57）、抽真空系统（58）、4号引风机（60）、控制器（61）、截止阀（62）、CO检测仪（63）和镁称重检测器（64）；所述氧化镁料仓（55）通过炼镁布料器（56）连接到钨管（30）入口；煤粉仓和间壁回转窑（5）的石灰出口连接到电石原料仓（18），所述电石原料仓（18）通过电石布料器（19）连接到钨管（30）入口；所述尾气室（20）出口设有CO检测仪（63），尾气室出口一路通过截止阀（62）连接到复合氧气预热器（27）入口，另一路通过截止阀连接到镁结晶器（57）；所述控制器（61）与电石布料器（19）、炼镁布料器（56）、截止阀（62）、CO检测仪（63）和镁称重检测器（64）通信连通，通过CO检测仪（63）的监测数据，由控制器控制两路截止阀开闭和炼镁布料器（56）、电石布料器（19）的工作状态。
7.根据权利要求4或5所述的电石联产生产系统，其特征是：所述电石区（41）分为优等品段（48）、—级品段（49）和合格品段（50）；所述炼铁区（33）分为10号生铁段（51）、12号生铁段（52）和14号生铁段（53）；上述各个品段的分区可以根据工艺要求调整；还可以根据需要复合新的产品煅烧区域。
8.根据权利要求1所述的电石联产生产系统，其特征是：所述电石钨管（30）中内液态产物（31）每次剩余20-100%或者0-100%（质量），固态原料（32）每次剩余0-100%（质量）。
9.根据权利要求1所述的电石联产生产系统，其特征是：所述固定电石炉（23）用于制备、煅烧或冶炼包括但不限于生铁、锰铁、硅铁、镁和黄磷的各种金属或非金属物质；所述固定电石炉（23）还可以用于加热煤，制备煤液体；所述固定电石炉（23）可用包括但不限于矿热炉、电炉、回转窑、间壁回转窑或竖窑的其他设备所代替；所述间壁回转窑（5）可用包括但不限于煤气化炉、电炉、回转窑或竖窑的其他设备所代替；电石联产生产系统采用熔池加热，传热效率高，生产速率快；由于三种发气量不同的电石产品的生产温度不同，利用其不同温度区间的化学热，保证将宝贵的热量留在固定电石炉（23）中，生产三种品质电石产品；加料方式为多频次少进给，使电石原料反应层稳定；钨管（30）的加料位置可位于熔池上方或熔池内，或者同时向熔池上方和熔池内加料；通过将含有一氧化碳化学能的形式还有其他新的燃料气体一起循环回到燃气烧嘴（11）对炉膛（24）进行高温加热，不仅满足了固定电石炉对燃气中CO浓度的要求，同时实现了对固定电石炉（23）二氧化碳尾气高温余热的有效利用；从石灰石预热器（4）排放的二氧化碳循环气体借助燃烧炉（29）加热使温度升高，进入间壁回转窑（5）的窑膛对石灰石原料进行煅烧；
进入电石联产生产系统的各种煤，包括间壁回转窑（5）气化用煤和固定电石炉（23）的原料煤均需预先干燥脱水；可以根据需要进一步利用电石联产生产系统的各种余热进行煤的干燥脱水处理；钨管可以被替换为包括但不限于钨铁、其他高温金属材料或者合金，
也可以使用包括但不限于石墨化碳作为基底的高温材料，在石墨化碳表层镀或喷涂或3D打印钨、铼高温金属材料或合金；所述钨管（30）可采用除钨以外的其他材料所代替；也可以使用不同材质的材料并采用合适的工艺分层组合为一体代替钨管（30），使组合材料的寿命和导热性更优；间壁回转窑的刀口密封，石灰产品的冷却均采用纯二氧化碳进行；
可以在钨管下部设置限位，使电石收集室（15）与钨管分开，通过限位控制器将钨管内的电石全部排空至电石收集室（15），从而重新加入电石原料进行煅烧；
可以将电石收集室（15）分成包括但不限于三个收集室，同时收集上面对应钨管的不同发气量的电石产品；也允许电石区中的钨管（30）同时生产相同发气量的电石产品，即允许电石区中的钨管（30）同时生产相同品质的电石产品。
10.一种电石联产生产系统，其特征是：所述系统包括固定电石炉（23）、立式固定气化炉（66）、间壁石灰回转窑（71）、煤粉预热器（3）、复合氧气预热器（27）、电石原料仓（18）、渣冷却器（81）、电石冷却器（69）和电石布料器（19）；所述固定电石炉（23）设有燃烧室（13）、炉膛（24）、电石收集室（15）、尾气室（20）和烟气口，所述燃烧室设有燃气烧嘴（11）和辅助燃煤烧嘴（12）；电石收集室（15）连接到电石出口（14），电石出口连接到电石冷却器，炉膛内设有钨管（30）；所述电石原料仓（18）通过电石布料器（19）连接到钨管入口，所述钨管上部与尾气室（20）连通，下部与电石收集室（15）连通；所述立式固定气化炉（66）设有煤气室（67）、炉膛和熔渣收集室（68），所述炉膛设有钨管（30）和烟气出口（25），所述熔渣收集室（68）设有出渣口（8），所述出渣口（8）连接到渣冷却器（81）；所述煤粉预热器（3）通过煤粉布料器（80）连接到钨管（30），所述钨管上部与煤气室（67）连通，下部与熔渣收集室（68）连接；所述间壁石灰回转窑（71）设有窑膛和煅烧石灰空间（72），所述窑膛设有预热煤气入口和预热煤气出口，所述煅烧石灰空间（72）设有石灰石进料-烟气出口（7）、高温烟气入口和石灰出口；所述固定电石炉（23）和立式固定气化炉（66）通过过渡段（74）连接为一体；所述立式固定气化炉（66）的煤气室（67）连接到间壁石灰回转窑(71)的预热煤气入口，所述固定电石炉（23）尾气室（20）的出口连接到间壁石灰回转窑(71)的预热煤气入口，所述预热煤气出口通过煤粉预热器（3）、2号除尘器（21）和2号引风机（22）连接到燃烧室（13）的燃气烧嘴（11）； 所述立式固定气化炉（66）的烟气出口（25）分为两路，一路连接到间壁石灰回转窑（71）煅烧石灰空间的高温烟气入口，另一路连接到间壁石灰回转窑(71)的预热煤气入口；间壁石灰回转窑（71）的石灰石进料-烟气出口（7）与石灰石预热器（4）连接，所述石灰石预热器（4）的气体出口通过1号除尘器（2）和1号引风机（1）分为四路，一路连接到立式固定气化炉（66）的钨管（30），一路连接到燃烧室（13）的燃气烧嘴（11），第三路通过渣冷却器（81）、电石冷却器（69）和复合氧气预热器（27）连接到废气排放系统，第四路直接连接到废气排放系统；
立式固定气化炉（66）中气化钨管（30）的下部为熔池，熔池高度为包括但不限于钨管高度1/3的高度，熔池是由气化灰渣融化所形成的；气化钨管（30）的上部为固体原料层，固体原料层高度为包括但不限于钨管高度2/3的高度；在原料中加入氧化钾、氧化钠、氧化钙助熔剂以降低灰渣的灰熔点；允许在气化钨管（30）中全部填充固体原料层，或者在气化钨管（30）中全部填充熔池。
11.根据权利要求10所述的电石联产生产系统，其特征是：所述立式固定气化炉（66）的炉膛由上到下分为低温气化段（77）、中温气化段（78）和高温气化段（79），所述低温气化段、中温气化段和高温气化段的通道折返相连，所述高温气化段（79）的入口与固定电石炉（23）的烟气口连接，所述低温气化段（77）的出口即为烟气出口（25）；所述钨管（30）中设有中间管（76），所述中间管（76）与煤粉布料器（80）连接。
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