CN210795784U - 一种生产电石的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生产电石的系统，包括：原料成型单元，包括：依次相连的制粉系统、搅拌系统和成型系统，所述制粉系统用于将生石灰粉和煤粉粉碎成粉状基料；所述搅拌系统和所述成型系统用于将所述粉状基料混合并且压制成生球团；热解单元，包括热解炉和煤气净化系统，所述热解炉包括物料进口、油气出口和产物出口，原料进口与所述成型系统相连，所述油气出口与所述煤气净化系统相连；热送单元与产物出口相连；电石炉单元，包括加料系统和电石炉，所述加料系统和所述热送单元相连。本实用新型提供的生产电石的系统，不仅扩大了原料来源，也可以增加不同物料的接触面积，达到充分混合、增加反应活性、加快反应速率的效果。

Description

一种生产电石的系统

技术领域

本实用新型涉及电石生产设备技术领域，特别涉及一种生产电石的系统。

背景技术

电石是以生石灰和碳素为原料，在电石炉中经过复杂的物理化学变化而生成的，它是有机合成工业的重要原料。目前，国内外已经开发出或正在研究中的电石生产方法有电热法、旋转电弧炉法、氧热法、电热-氧热耦合法、等离子体法、催化法等，但传统的电炉加热法仍然是当前最为成熟的电石生产方法。其主要生产过程如下：原料首先通过配料后由电炉上端的入口或管道加入电炉内，然后在反应层内石灰熔化成流体，接着在电极端部周围的高温区具有较大活性的熔融态生石灰和焦炭开始相互作用。

目前传统电石生产工艺，一直使用块粒状的生石灰和碳素材料作为原料反应生成电石；且大多电石企业使用兰炭作为电石原料，经过转运、干燥、筛分等工序，消耗大量电能，产生10％～30％的兰炭粉末不能加入电石炉，只能当普通燃料烧掉，这样导致高能耗、高成本。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是：现有技术中电石炉原料成本高、能耗高、能源浪费的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种生产电石的系统，包括：

原料成型单元，包括：依次相连的制粉系统、搅拌系统和成型系统，所述制粉系统用于将原料粉碎成粉状基料；所述搅拌系统和所述成型系统用于将所述粉状基料混合并压制成生球团；

热解单元，用于将所述生球团热解成热球团，包括热解炉和煤气净化系统，所述热解炉包括物料进口、油气出口和产物出口，所述原料进口与所述成型系统相连，所述油气出口与所述煤气净化系统相连；

热送单元，与所述产物出口相连，用于输送热球团；

电石炉单元，包括加料系统和电石炉，所述加料系统和所述热送单元相连，所述电石炉用于冶炼生产电石。

可选的，所述原料成型单元还包括生石灰粉仓、煤粉仓和粘结剂罐，所述生石灰粉仓、所述煤粉仓和所述粘结剂罐均与所述搅拌系统相连。

可选的，所述制粉系统包括煤粉制粉单元和石灰粉制粉单元，所述煤粉制粉单元与所述煤粉仓相连，所述石灰粉制粉单元与所述生石灰粉仓相连。

可选的，所述煤粉制粉单元与所述煤粉仓的数量均可以为多个，多个所述煤粉制粉单元与所述煤粉仓适于配置不同类型的煤粉。

可选的，所述煤粉制粉单元还设置有干燥装置，所述干燥装置用于干燥所述煤粉制粉单元内的煤粉。

可选的，所述搅拌系统包括相互连接的第一搅拌装置和第二搅拌装置，所述第一搅拌装置与所述制粉系统相连，所述第二搅拌装置与所述成型系统相连。

可选的，所述热解炉内设置有用于热解反应的碳化室，所述碳化室的下部设置有用于推动热球团的推料装置，所述推料装置与所述热装热送单元上的接料仓相适配。

可选的，所述热送单元为耐高温输送装置，所述耐高温输送装置采取充氮保护并进行密封。

可选的，所述系统还包括用于配置生石灰块的冷料配料单元，所述冷料配料单元与所述热送单元相连。

可选的，所述电石炉单元还包括炉气净化及炉气后处理系统，用于产生的炉气进行净化。

相对于现有技术，本实用新型提供的保温板具有以下优势：

(1)本实用新型通过设置制粉系统，一方面，扩大了原料来源，为难以利用的生石灰筛下物、弱粘结性煤(不粘结性煤)、末煤等提供合适的使用途径，既有效利用了固体废弃物，又大幅度降低了生产成本；另一方面，通过减小原料的粒度，降低了原料的比表面积，可以增加物料分子间作用力，便于成型，从而有效增加生/热球团的强度；同时，也可以增加不同物料的接触面积，达到充分混合、增加反应活性、加快反应速率的效果，进而提高了单位时间的产量，降低了电石冶炼过程能耗，节约生产成本。

(2)本实用新型设置的制粉系统还包括有干燥装置，通过设置干燥装置，不仅可以增大煤种的可选范围，且减少了后续工艺生产中对炭基原料的干燥处理工序，从而降低了电石冶炼过程能耗，节约生产成本。

(3)本实用新型通过设置二次搅拌，可以有效增加原料的混合均匀度，进而提高压制成型的生球团的强度。

附图说明

图1为本实用新型所述的生产电石的系统的结构示意图；

图2为本实用新型所述的原料成型单元的结构示意图；

图3为本实用新型所述的生产电石的系统的方法流程示意图。

附图标记说明：

1-原料成型单元，11-制粉系统，111-煤粉制粉单元，112-石灰粉制粉单元，12-搅拌系统，121-第一搅拌装置，122-第二搅拌装置，13-成型系统，14-生石灰粉仓，15-煤粉仓，16-粘结剂罐，2-热解单元，21-热解炉，22-煤气净化系统，3-冷料配料单元，31-冷料仓，4-电石炉单元，41-加料系统，42-电石炉，43-炉气净化及炉气后处理系统，5-热送单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

另外，对该具体实施方式中涉及到方位作简要说明：下述在提到每个结构件的“顶端”、“底端”这些位置关系仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

现有的电石生产系统通常使用兰炭或焦炭作为电石原料，然而焦炭成本很高，不仅没有市场竞争力，也是对焦炭这种优质能源的浪费。而使用兰炭作为原料时，会产生10％～30％的兰炭粉末不能加入电石炉，造成资源的极大浪费，同时，生产电石的另一原料-生石灰，多以块粒料的状态投入生产，这样由于块状粒料的比表面积大，使得需要较高温度才能完成反应，导致生产能耗高。

为解决上述问题，本实用新型提供的生产电石的系统，通过在将原料混合压制成生球团前，设置制粉系统，将煤和生石灰分别进行粉碎处理，以便获得平均粒度均不大于1mm的煤粉和生石灰粉；通过降低原料粒度，有利于降低反应温度，减少能耗，同时还可以扩大原料来源。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

结合图1所示，本实用新型提供了一种生产电石的系统，包括：原料成型单元1，包括：依次相连的制粉系统11、搅拌系统12和成型系统13，制粉系统11用于将生石灰粉和煤粉粉碎成粉状基料；搅拌系统12和成型系统13用于将粉状基料混合并且压制成生球团；热解单元2，用于将生球团热解成热球团，包括热解炉21和煤气净化系统22，热解炉21包括物料进口、油气出口和产物出口，原料进口与成型系统13相连，油气出口与煤气净化系统22相连；热送单元5，与产物出口相连；电石炉单元4，包括加料系统41和电石炉42，加料系统41和热送单元5相连，电石炉42用于冶炼生产电石。

其中，采用的成型系统13为具有预压紧功能高压压球机，其规格为：压辊直径为800mm，压辊间的最大压力为380t，线压力为11t/cm，压球机的成球率大于90％。

结合图3所示，原料成型单元1用于将生石灰粉与煤粉在粘结剂的作用下混料造球得到生球团，其中，原料进入原料成型单元1后先被制粉系统11粉碎成平均粒度均不大于1mm的粉状基料，然后粉状基料与粘接剂在搅拌系统12中混合均匀获得混合物料，混合物料在成型系统13中被压制成型得到生球团，生球团从热解炉21的物料进口进入热解炉21内，并在热解炉21中发生热解反应生成热球团，热解反应生成的废气通过油气出口被排到煤气净化系统22中，热球团通过热送单元5送入电石炉单元4的加料系统41，然后从加料系统41落入电石炉42中被冶炼成电石。

现有的电石工艺系统中设置有原料筛分机，在生产过程中会产生大量筛下物，这些筛下物的粒度通常为1-3mm，然而研究人员发现，粒度大于1mm的筛下物并不能直接作为生产电石的原料。

而本实用新型提供的生产电石系统，通过设置制粉系统11，首先将煤、生石灰粉碎后再进行混料，而后在压制成型和热解，最终得到电石。一方面，扩大了原料来源，为难以利用的生石灰筛下物、弱粘结性煤(不粘结性煤)、末煤提供合适的使用途径，既有效利用了固体废弃物，又大幅度降低了生产成本；另一方面，通过减小原料的粒度，便于输送、混合、成型，由于降低了原料的比表面积，可以增加物料分子间作用力，便于成型，从而有效增加生/热球团的强度；同时，也可以增加不同物料的接触面积，达到充分混合，增加反应活性，加快反应速率的效果，进而提高了单位时间的产量，降低了电石冶炼过程能耗，节约生产成本。

结合图2所示，具体的，原料成型单元1还包括生石灰粉仓14、煤粉仓15和粘结剂罐16，生石灰粉仓14、煤粉仓15和粘结剂罐16均与搅拌系统12相连。相比于现有的采用多种粘接剂分别与煤粉和石灰粉混合，本实施例提供的生产电石系统，由于设置了制粉系统11，可以保证进入搅拌系统12的原料的粒度小于1mm，从而只需要采用一种粘接剂就可将煤粉和生石灰粉混合均匀，简化了系统工艺，降低生产成本；且由于原料粒径小，粘接剂能够充分发挥其粘接功能，从而使得生球团更易于成型，同时提高了成型原料的冷强度和热强度的效果，进而使最终生产的成型原料符合电石生产要求。

此外，制粉系统11包括煤粉制粉单元111和石灰粉制粉单元112，煤粉制粉单元111与煤粉仓15相连，石灰粉制粉单元112与生石灰粉仓14相连。将煤粉与生石灰粉的制粉单元分开，是由于煤粉容易吸收空气中的水分，若煤粉中水含量过大，且与生石灰粉混合，则水分子和生石灰会发生反应，导致成型原料的强度和稳定性下降。通过分别设置煤粉制粉单元111和石灰粉制粉单元112，不仅可以减小原料的粒度，同时可以避免煤粉与生石灰粉发生消化反应，对后序操作产生不利影响。

可以理解的是，制粉系统11为本领域常规的现有技术，现简单描述为：制粉系统11包括料仓、定量给料机、立式磨、选粉机、布袋收粉器、引风机、热风炉等设备，原料经料仓、定量给料机喂入磨粉系统，在磨内进行烘干与粉磨，粉粒由出磨气体带入磨机动态选粉机，分离出的粗粉再返回磨头再次研磨，细粉随气体进入袋式除尘器，收集到的粉粒进入对应的粉仓。

其中，石灰粉制粉单元112为欧式磨，其价格便宜，常用于制备例如生石灰等易磨的物质上。

在本实用新型实施例中，煤的类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本实用新型的具体实施例，煤可以为选自粘结性、弱粘结性(或不粘结性)煤，其中，弱粘结性(或不粘结性)煤采用小于5mm的末煤，这样可以降低原料成本，大幅度降低制粉系统11的能耗，提高制粉系统11的制备能力。

为使得生产电石系统能够同时采用粘结性、弱粘结性(或不粘结性)煤，相应的，煤粉制粉单元111与煤粉仓15的数量均可以为多个，多个煤粉制粉单元111与煤粉仓15适于配置不同类型的煤粉。在本实用新型实施例中，煤粉制粉单元111与煤粉仓15的数量均为两个，分别用于粉碎及贮存粘结性煤和弱粘结性(或不粘结性)煤。通过设定多个煤粉制粉单元111，进一步细化煤粉的组成，可以根据生产需要及时调整配比，增强对炉况的操作适应性。

为进一步减小了煤粉作为电石生产原料的水分限制，本实用新型提供的电石生产系统中，煤粉制粉单元111还设置有干燥装置，干燥装置用于干燥煤粉制粉单元111内的煤粉。

具体的，煤粉制粉单元111可采用立式磨，其配套的干燥装置为热风炉，通过设置干燥装置，使得在制粉的同时，降低煤粉中的水分含量，本实施例优选的将煤粉中的水分控制在1％以内。具体的，煤粉的干燥采用热风炉加热方式，利用热风炉烟气循环带走煤粉中的水分，达到烘干效果。

通过设置干燥装置，不仅可以增大煤种的可选范围，且减少了后续工艺生产中对炭基原料的干燥处理工序，从而降低了电石冶炼过程能耗，节约生产成本。

由于煤粉中的粘结性煤的流动性差、表面粗糙，虽然通过制粉系统11降低了其粒度，但在后续与弱粘结性(或不粘结性)煤粉、生石灰粉以及粘接剂的混合过程中，可能出现有机粘结剂无法与原料充分混合、自身聚团的问题。

为解决上述问题，本实用新型实施例所述的搅拌系统12包括相互连接的第一搅拌装置121和第二搅拌装置122，第一搅拌装置121与制粉系统11相连，第二搅拌装置122与成型系统13相连。第一搅拌装置121和第二搅拌装置122均包括设置上方的入料口和设置在下方的出料口，从制粉系统11出来的粉状基料从第一搅拌装置121的入料口进入，经搅拌后依次经过第一搅拌装置121的出料口、第二搅拌装置122的入料口进入第二搅拌装置122内，再次搅拌后混合料从第二搅拌装置122的出料口进入成型系统13。其中，第一搅拌装置121为双轴搅拌机，第二搅拌装置122为强力混合机。

可以看出，粘结性煤粉、弱粘结性(或不粘结性)煤粉、生石灰粉以及粘接剂先在双轴搅拌机内混合，再输送入强力混合机中混合搅拌均匀，最后进入成型系统13的高压压球机中进行压球成型，压成的生球团送入热解炉21热解单元2进行热解。通过设置二次搅拌，可以有效增加原料的混合均匀度，进而提高压制成型的生球团的强度。利用本实用新型提供的电石生产系统生成的生球团粒度约45mm，抗压强度不小于400N，2m跌落强度(＞5mm)不少于95％。

热解炉21内设置有用于热解反应的碳化室，碳化室的下部设置有用于推动热球团的推料装置，推料装置与热装热送单元5上的接料仓相适配。

具体的，热解单元2包括热解、煤气净化两个工段。热解炉21为直立式热解炉21，将生球团从热解炉21上端入口加入到热解炉21，在炭化室自上而下移动，与燃烧室送入炭化室的高温气体逆流接触。碳化室的中部为干馏段，生球团在干馏段被加热到850℃以上，并被炭化为电石炉42所需的热球团。碳化室的下部设置有用来推动热球团的推料装置，推料装置的出口处位于热送单元5上方，且热送单元5在与推料装置出口对应的位置上设置有接料仓。热球团通过炭化室下部的推料装置，落入输料机，最后在850℃左右进入接料仓。

优选的，在接料仓内设置有称重传感器，用于实时称量制备的热球团的重量，更好的优化生产工艺。

热解单元2的油气出口与煤气净化系统22相连。生球团在热解过程中不仅可以得到热球团，还可以得到热解气、煤焦油等副产物，热球团从热解炉21的产物出口送到热送单元5，热解气从油气出口进入到煤气净化系统22。热解气经过煤气净化系统22净化并冷却后，可以得到净煤气和副产品煤焦油、粗苯；净煤气可以作为燃料气使用，煤焦油和粗苯可以作为产品出售。

本实用新型实施例提供的生产电石的系统，且热解单元2和电石炉单元4之间通过热送单元5连接，也即热送单元5用于将热球团送到电石炉单元4内。热装单元为耐高温输送装置，耐高温输送装置采取充氮保护并进行密封。热送单元5在输送热球团过程中，采取充氮保护和密封措施，使热球团完全隔绝空气、密闭输送；且输送设备中还含有保温措施，尽量减少物料显热损失。具体的，根据电石炉42需要的原料配比，用热送单元5的输送设备从接料仓的接料口处接收一定量的热球团，然后再输送至电石炉单元4上部的加料系统41中，进而进行电石冶炼。

本实用新型提供的生产电石的系统还包括冷料配料单元3，冷料配料单元3与热送单元5相连。冷料配送单元包括有冷料仓31，冷料仓31内装有粒径大于5mm的生石灰块。在生产电石过程中，可以根据电石炉42炉况，用耐高温输送设备先在接料仓的接料口接一定量的热球团，然后再由冷料配料单元3中的料仓的底部加入一定量的生石灰块，最后输送至电石炉单元4上部的加料系统41内；采用热球团和生石灰块两次加料的方法，及时调整碳基原料和钙基原料的配比，增加工艺操作的适应性。

电石炉42为大型密闭电石炉42，冶炼温度为1800～2200℃。耐高温输送设备将热球团和生石灰块加入到加料系统41中，整个加料过程设置有氮气保护以隔绝空气。冶炼生成的电石通过出炉口定时排出，流到出炉车上的电石锅内，由卷扬机将出炉车拉到电石冷却厂房进行冷却，完成电石生产。

由于电石炉42在冶炼过程中还还产生电石炉42气，电石炉42气含有大量粉尘；由此，本实用新型的电石炉单元4还包括炉气净化及炉气后处理系统43，用于对电石炉42气进行降温除尘处理，便于后期综合利用，由于电石炉42气里CO的含量很高，经炉气净化及炉气后处理系统43可以生产附加值较高的产品。

采用立式炉热解工艺和电石炉42工艺串联的方法，通过设置带有烘干功能的制粉系统11，将粘结性煤、低阶煤、生石灰分别制粉，同时进行烘干处理，增加了粉体成型率，减少了后续的烘干装置；同时，减小了对煤粉作为电石生产原料的水分限制，扩大了原料范围，减少工艺生产中对煤粉的干燥处理装置，从而降低了电石冶炼过程能耗，节约生产成本。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种生产电石的系统，其特征在于，包括：

原料成型单元(1)，包括依次相连的制粉系统(11)、搅拌系统(12)和成型系统(13)，所述制粉系统(11)用于将原料粉碎成粉状基料；所述搅拌系统(12)和所述成型系统(13)用于将所述粉状基料混合并压制成生球团；

热解单元(2)，用于将所述生球团热解成热球团，包括热解炉(21)和煤气净化系统(22)，所述热解炉(21)包括物料进口、油气出口和产物出口，所述原料进口与所述成型系统(13)相连，所述油气出口与所述煤气净化系统(22)相连；

热送单元(5)，与所述产物出口相连，用于输送热球团；

电石炉单元(4)，包括加料系统(41)和电石炉(42)，所述加料系统(41)和所述热送单元(5)相连，所述电石炉(42)用于冶炼生产电石。

2.根据权利要求1所述的生产电石的系统，其特征在于，所述原料成型单元(1)还包括生石灰粉仓(14)、煤粉仓(15)和粘结剂罐(16)，所述生石灰粉仓(14)、所述煤粉仓(15)和所述粘结剂罐(16)均与所述搅拌系统(12)相连。

3.根据权利要求2所述的生产电石的系统，其特征在于，所述制粉系统(11)包括煤粉制粉单元(111)和石灰粉制粉单元(112)，所述煤粉制粉单元(111)与所述煤粉仓(15)相连，所述石灰粉制粉单元(112)与所述生石灰粉仓(14)相连。

4.根据权利要求3所述的生产电石的系统，其特征在于，所述煤粉制粉单元(111)与所述煤粉仓(15)的数量均可以为多个，多个所述煤粉制粉单元(111)与所述煤粉仓(15)适于配置不同类型的煤粉。

5.根据权利要求3或4所述的生产电石的系统，其特征在于，所述煤粉制粉单元(111)还设置有干燥装置，所述干燥装置用于干燥所述煤粉制粉单元(111)内的煤粉。

6.根据权利要求1所述的生产电石的系统，其特征在于，所述搅拌系统(12)包括相互连接的第一搅拌装置(121)和第二搅拌装置(122)，所述第一搅拌装置(121)与所述制粉系统(11)相连，所述第二搅拌装置(122)与所述成型系统(13)相连。

7.根据权利要求1所述的生产电石的系统，其特征在于，所述热解炉(21)内设置有用于热解反应的碳化室，所述碳化室的下部设置有用于推动热球团的推料装置，所述推料装置与所述热送单元(5)上的接料仓相适配。

8.根据权利要求1所述的生产电石的系统，其特征在于，所述热送单元(5)为耐高温输送装置，所述耐高温输送装置采取充氮保护并进行密封。

9.根据权利要求8所述的生产电石的系统，其特征在于，所述系统还包括用于配置生石灰块的冷料配料单元(3)，所述冷料配料单元(3)与所述热送单元(5)相连。

10.根据权利要求1所述的生产电石的系统，其特征在于，所述电石炉单元(4)还包括炉气净化及炉气后处理系统(43)，用于对产生的炉气进行净化。

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