一種利用石灰石生產電石的系統的製作方法

2023-05-08 13:47:26 1

本實用新型主要涉及電石的生產領域，具體涉及一種利用石灰石生產電石的系統。

背景技術：

電石作為一種重要的化工原料，主要用於生產乙炔和乙炔基化工產品，曾被譽為「有機合成工業之母」。從我國能源分布上考慮，「富煤、貧油、少氣」是我國能源結構的典型特徵，煤炭是我國的主要能源，約佔一次能源的70％，因此，電石生產對於工業經濟發展意義重大。

目前，電石冶煉的原料以優質塊狀蘭炭和塊狀生石灰為主。不僅原料成本高，且塊狀蘭炭與生石灰的接觸面積小，傳熱速率慢，導致反應溫度高，耗電量高。而且，煤炭中的揮發分大部分以廢氣、粉塵的形式排放到大氣中，帶來嚴重的環境問題。因此，目前的電石生產工藝存在著高溫、高耗能、高汙染的弊端。

也有一些使用粉狀中低階煤與粉狀生石灰作為原料生產電石的技術，但該技術中，所有生石灰均需經過石灰石煅燒和破碎工序製得，浪費了大量的能量和動力，且在熱解過程中，熱解產生的荒煤氣包括大分子焦油，同時荒煤氣中攜帶粉塵，使熱解爐容易出現輻射管結焦的問題。

而且在生成電石的過程中有大量的餘熱產生，如果不加以利用就白白浪費了能量。

為解決傳統電石生產工藝高耗能、高汙染、低效益、熱解過程中容易出現輻射管結焦的問題等缺點，既可以利用粉料石灰石也可利用塊狀石灰石作為電石生產的原料，電石生產技術有待進一步改進。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型旨在提供一種利用石灰石生產電石的系統，該系統及方法的目的是解決傳統電石生產工藝高耗能、高汙染、低效益、熱解過程中容易出現輻射管結焦的問題，既可以利用粉料石灰石也可利用塊狀石灰石作為電石生產的原料。

本實用新型還提供一種利用石灰石生產電石的系統，所述系統包括混合成型單元、煅燒熱解單元、電石冶煉單元以及保溫輸送裝置，其中，

所述煅燒熱解單元為雙層無熱載體蓄熱式旋轉床，包括球團入口、塊狀石灰石入口、油氣出口、高溫混合物料出口；所述球團入口與所述混合成型單元的出口相連；所述高溫混合物料出口與所述保溫輸送裝置的入口相連；

所述雙層無熱載體蓄熱式旋轉床本體內從上到下依次設有上層輻射管、上層料板、下層料板、下層輻射管，所述上層料板上設置有料孔，用於使所述球團熱解產生的荒煤氣通過；

所述電石冶煉單元為密閉式電石爐，設有高溫塊狀生石灰及高溫活性球團入口、電石爐氣出口和電石出口；所述高溫塊狀生石灰及高溫活性球團入口與所述保溫輸送裝置的出口相連。

上述的系統，所述上層輻射管和所述下層輻射管在所述雙層無熱載體蓄熱式旋轉床本體高度方向上錯開分布，所述上層輻射管和所述下層輻射管均包括多個平行且均勻分布的蓄熱式輻射管。

上述的系統，所述混合成型單元前還設有原料預處理單元，其包括原料破碎裝置、中間儲倉和輸送裝置；所述原料破碎裝置依次與中間儲倉和輸送裝置相連。

上述的系統，所述混合成型單元包括混料裝置和壓球裝置；所述混料裝置的入口與所述原料預處理單元的原料輸送裝置相連；所述壓球裝置的入口與所述混料裝置的出口相連。

本實用新型提供了一種合理利用粉狀石灰石和塊狀石灰石生產電石的系統，不僅可充分利用粉料石灰石，而且使得塊料石灰石在作為原料的同時，可對球團熱解產生的熱解氣進行催化裂解和過濾，解決了輻射管結焦的問題。再者，本工藝直接以石灰石為原料，在球團熱解過程中完成煅燒，省掉了為製得生石灰而須設置的石灰窯煅燒工序，降低了裝置成本及煅燒能耗。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的利用石灰石生產電石的生產流程圖；

圖2是本實用新型實施例的利用石灰石生產電石的系統結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本實用新型的方案以及各個方面的優點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本實用新型的限制。

本實用新型提供一種利用粉狀石灰石和塊狀石灰石生產電石的方法和系統，不僅可充分利用粉料，而且使得塊料在作為原料的同時，可對球團熱解產生的熱解氣進行催化裂解和過濾，解決輻射管結焦的問題。

利用粉狀石灰石和塊狀石灰石生產電石的方法，如圖1所示，包括以下步驟：

第一步：通過預處理單元，即分別通過破碎裝置將中低階煤、粉狀石灰石和粘結劑破碎至顆粒度＜50目；

第二步：混合成型，將預處理後獲取的粉料篩分後得到所要求的粉狀原料後，進行混合得到混合物料，並壓製成型，得到球團；

其中，所述粘結劑的加入量為混合物料的1.0wt％-10.0wt％；

所述石灰石與煤粉的加入質量比為0.7-1.1:1；

第三步：煅燒熱解，將所成球團與塊狀石灰石同時加入雙層旋轉床進行熱解，獲得油氣產品、高溫活性球團以及高溫塊狀生石灰；

熱解時所述塊狀石灰石置於所述雙層旋轉床的上層，而球團置於所述雙層旋轉床的下層；

所述塊狀石灰石的加入量為初始煤粉加入質量的0.7-1.1:1；

所述上層輻射管的加熱溫度為900-1000℃；

所述下層輻射管的加熱溫度為750-900℃；

第四步：電石冶煉，熱解後所得的高溫塊狀生石灰與高溫活性球團直接通過保溫輸送裝置送入電石爐，生產電石和電石爐氣，其充分利用了煅燒熱解剩餘固體的顯熱，降低了電石生產的電耗；

所述保溫輸送裝置包括密封保溫罐或密封保溫鏈板；

所述電石的生產溫度為1850-2100℃。

上述步驟中，第一步不是必須步驟，可根據來料情況而設。

同時，本實用新型提供的利用粉狀石灰石和塊狀石灰石生產電石的系統如下所述。

如圖2所示，本實用新型所述的電石生產系統包括原料預處理單元1、混合成型單元2、煅燒熱解單元3、電石冶煉單元4以及保溫輸送裝置5組成。

原料預處理單元1包括原料破碎裝置11、12、13、中間儲倉14、15、16和輸送裝置17、18、19；所述原料破碎裝置依次與中間儲倉和輸送裝置相連。原料預處理單元1不是必要裝置，可根據原料顆粒大小選擇。

混合成型單元2包括混料裝置21和壓球裝置22；所述混料裝置21的入口與原料預處理單元的原料輸送裝置17、18、19相連；所述壓球裝置22的入口與所述混料裝置的出口相連。

煅燒熱解單元3所用裝置為雙層無熱載體蓄熱式旋轉床，包括球團入口31、塊狀石灰石入口32、油氣出口33以及高溫混合物料出口34。

所述雙層無熱載體蓄熱式旋轉床的加熱方式為雙層輻射管加熱。每層所述蓄熱式輻射管包括多個平行且均勻分布的蓄熱式輻射管，所述上下兩層蓄熱式輻射管在本體高度方向上錯開分布。

所述上層輻射管置於上層料板的上方；所述下層輻射管置於下層料板的下方。

所述上層料板上設置均勻的料孔，可使球團熱解產生的荒煤氣通過。

所述球團入口31與壓球裝置22的出口相連。

電石生產單元4的裝置為密閉式節能電石爐，設有高溫活性球團和高溫塊狀生石灰入口41、電石爐氣出口42和電石出口43；高溫活性球團和高溫塊狀生石灰入口41通過密閉保溫輸送裝置與煅燒熱解單元3的高溫混合物料出口34相連。

本實用新型所提供的電石的生產方法和系統，是將粉狀石灰石和塊狀石灰石分別合理利用，通過雙層無熱載體蓄熱式旋轉床對塊狀石灰石和球團進行煅燒並完成熱解，獲取高溫電石原料及油氣產品，並最終利用高溫電石原料製備電石。

本方法及系統具有以下有益效益：

合理利用粉狀石灰石和塊狀石灰石，避免了粉狀石灰石浪費，同時避免了大量塊狀石灰石的破碎、篩分，降低動力消耗和原料成本；

利用雙層無熱載體旋轉床，同時完成石灰石煅燒及球團中煤的熱解，省掉了石灰窯，降低裝置成本和煅燒能耗；

上層料板中石灰石煅燒得到生石灰，可催化裂解下層球團熱解產生的荒煤氣，將其中的大分子焦油裂解為小分子氣體，同時過濾荒煤氣中攜帶的粉塵，從而提高熱解氣的質量，減少荒煤氣在上層輻射管的結焦；

採用密閉保溫輸送設備可充分利用熱解固體的顯熱，降低電石生產過程的能耗。

實施例1

通過破碎裝置，將中低階煤、粉狀石灰石和粘結劑粉碎至粒度＜50目；按照配比(粘結劑：粉狀石灰石：煤粉＝0.06:0.70:1)將上述三種物料分別通過螺旋給料器送入強力混料機混合後置入壓球機進行成型；所得型球送入雙層無熱載體蓄熱式旋轉床的下層料板，同時將塊狀生石灰送入旋轉床的上層料板(塊狀生石灰加入量與初始煤粉質量比為1.1:1)；上層輻射管與下層輻射管的加熱溫度分別為950℃及800℃。使塊狀石灰石及球團分別煅燒和熱解為高溫塊狀生石灰及高溫活性球團，並獲取高附加值的油氣產品。熱解產生的油氣產品通過引風機從旋轉床的兩側或頂端引出，後經冷凝、油氣分離裝置後分別儲存。熱解產生的高溫塊狀生石灰及高溫活性球團在旋轉床出口混合，通過密閉保溫輸送裝置送至電石冶煉單元，在2000℃下形成電石。

實施例2

通過破碎裝置，將中低階煤、粉狀石灰石和粘結劑粉碎至粒度＜50目；按照配比(粘結劑：粉狀石灰石：煤粉＝0.23:1.1:1)將上述三種物料分別通過螺旋給料器送入強力混料機混合後置入壓球機進行成型；所得型球送入雙層無熱載體蓄熱式旋轉床的下層料板，同時將塊狀生石灰送入旋轉床的上層料板(塊狀生石灰加入量與初始煤粉質量比為0.7:1)；上層輻射管與下層輻射管的加熱溫度分別為900℃及750℃。使塊狀石灰石及球團分別煅燒和熱解為高溫塊狀生石灰及高溫活性球團，並獲取高附加值的油氣產品。熱解產生的油氣產品通過引風機從旋轉床的兩側或頂端引出，後經冷凝、油氣分離裝置後分別儲存。熱解產生的高溫塊狀生石灰及高溫活性球團在旋轉床出口混合，通過密閉保溫輸送裝置送至電石冶煉單元，在1850℃下形成電石。

實施例3

通過破碎裝置，將中低階煤、粉狀石灰石和粘結劑粉碎至粒度＜50目；按照配比(粘結劑：粉狀石灰石：煤粉＝0.21:0.9:1)將上述三種物料分別通過螺旋給料器送入強力混料機混合後置入壓球機進行成型；所得型球送入雙層無熱載體蓄熱式旋轉床的下層料板，同時將塊狀生石灰送入旋轉床的上層料板(塊狀生石灰加入量與初始煤粉質量比為0.9:1)；上層輻射管與下層輻射管的加熱溫度分別為1000℃及900℃。使塊狀石灰石及球團分別煅燒和熱解為高溫塊狀生石灰及高溫活性球團，並獲取高附加值的油氣產品。熱解產生的油氣產品通過引風機從旋轉床的兩側或頂端引出，後經冷凝、油氣分離裝置後分別儲存。熱解產生的高溫塊狀生石灰及高溫活性球團在旋轉床出口混合，通過密閉保溫輸送裝置送至電石冶煉單元，在1950℃下形成電石。

由上述實施例可見，本實用新型的技術方案能有效利用熱解高溫固體的顯熱，既利用了粉狀石灰石又有效利用了塊狀石灰石，避免了粉狀石灰石浪費，同時避免了大量塊狀石灰石的破碎、篩分，降低動力消耗和原料成本；利用雙層無熱載體旋轉床，同時完成石灰石煅燒及球團中煤的熱解，省掉了石灰窯，降低裝置成本和煅燒能耗；上層料板中石灰石煅燒得到生石灰，可催化裂解下層球團熱解產生的荒煤氣，將其中的大分子焦油裂解為小分子氣體，同時過濾荒煤氣中攜帶的粉塵，從而提高熱解氣的質量，減少荒煤氣在上層輻射管的結焦；採用密閉保溫輸送設備可充分利用熱解固體的顯熱，降低電石生產過程的能耗。

最後應說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處於本實用新型的保護範圍之中。