一種熱解炭與生石灰混合壓球生產電石的系統的製作方法

2023-12-06 16:18:26

本實用新型屬於電石化工領域，具體涉及一種熱解炭與生石灰混合壓球生產電石的系統。

背景技術：

快速熱解方法是專門針對粉狀中低階煤的一種先進的中溫熱解提質技術，要求其物料在均勻的溫度場下加熱速率高。從反應機理上來看，可以使中低階煤高分子迅速發生斷鍵反應，抑制了熱解產物的二次熱解反應和交聯反應，降低中低階煤熱解過程中的燃氣和半焦產物，提高焦油產率，因此該技術更適合於中國國情，並能提高中低階煤利用的經濟和社會效果。

現有技術中公開了一種快速熱解反應裝置，包括：反應器，反應器包括：反應器本體，反應器本體內限定出反應空間，其自上而下形成分散區、熱解區和出料區；多層蓄熱式輻射管，多層蓄熱式輻射管在熱解區中沿反應器本體高度方向間隔分布，每層蓄熱式輻射管包括多個沿水平方向間隔分布的蓄熱式輻射管；布料器；物料入口，物料入口位於分散區且位於布料器的上方；布料氣入口，布料氣入口位於分散區且與布料器相連通，以便採用布料氣將布料器中的物料吹出進入分散區，均勻地落入熱解區；多個熱解氣出口，多個熱解氣出口分別設置在分散區和/或熱解區；以及半焦出口，半焦出口設置在出料區。該裝置可以顯著提高焦油的產率，並且極大簡化了快速熱解反應工藝流程。該煤快速熱解系統是一種高效的煤熱解方法，產期率500m3/噸、產油率接近11％，但是隨之而來的，是高達60％的熱解炭，如果產生的大量熱解炭沒有後續利用途徑，將直接影響快速熱解的工業化運行，該問題成為困擾快速熱解技術快速推廣的瓶頸之一。

為了解決大量熱解炭沒有後續利用途徑影響快速熱解的工業化運行的問題，現有技術中公開了一種電石渣與焦粉共成型製備電石的方法，該方法是將提純並改性的電石渣粉與焦粉用有機粘結劑共成型製備含炭電石渣球團(生球)，再經煅燒脫水固化製備含碳塊狀氧化鈣，最後採用該煅燒後的熟球替代傳統塊狀爐料製備電石。該方法主要以水化的石灰漿液為粘結劑製備球團，製備的球團為溼球，需要經過烘乾處理：40℃的二氧化碳氣體的碳化罐體中，持續通入時間為7小時。該方法乾燥過程耗費時間較長，且乾燥依賴需要相應的設備和裝置。

同時，傳統電石的高能耗、高成本、低經濟性，需要一種新工藝，來實現電石生產的技術革命。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種熱解炭與生石灰混合壓球生產電石的系統，解決現有技術中利用熱解煤生產電石能耗高、成本高、經濟型低的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種熱解炭與生石灰混合壓球生產電石的系統，所述系統包括熱解爐、混捏壓塊裝置和電石爐；

所述熱解爐包括熱解炭出料口，該熱解爐用於對送入該熱解爐中的煤料進行熱解；

所述混捏壓塊裝置包括原料入料口和球團出料口，所述混捏壓塊裝置的原料入料口與所述熱解爐的熱解碳出料口連接；該混捏壓塊裝置用於對送入該混捏壓塊裝置中的熱解炭進行混捏、壓塊；

所述電石爐包括球團入料口，所述電石爐的球團入料口與所述混捏壓塊裝置的球團出料口連接。

進一步地，所述混捏壓塊裝置包括：混捏槽和壓塊機；所述混捏槽包括原料入料口和出料口，所述壓塊機包括入料口和球團出料口；

所述混捏槽的原料入料口與所述熱解爐的熱解炭出料口連接；

所述混捏槽的出料口與所述壓塊機的入料口連接；

所述壓塊機的球團出料口與所述電石爐的球團入料口連接。

進一步地，還包括淨化系統；所述淨化系統的入口與所述熱解爐的荒煤氣導出口連接，所述淨化系統的出口與所述熱解爐的加熱輻射管的入氣口連接。

本實用新型的有益效果在於，一種熱解炭與生石灰混合壓球生產電石的系統，利用熱解煤與生石灰混合壓球生產電石，為熱解炭找到了一條附加值很高的利用途徑，並且在生產過程中利用高溫的熱解炭的顯熱直接壓球，節能環保，提高能源利用率。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的熱解炭與生石灰混合壓球生產電石的系統結構示意圖。

圖2是本實用新型實施例的熱解炭與生石灰混合壓球生產電石的系統結構示意圖。

圖3是本實用新型實施例的熱解炭與生石灰混合壓球生產電石方法的流程圖。

圖4是本實用新型實施例的熱解炭與生石灰混合壓球生產電石的流程圖。

圖中：

100.熱解爐；200.混捏壓塊裝置；201.混捏槽；202.壓塊機；300.電石爐；400.淨化系統。

具體實施方式

為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

圖1示出了本實用新型實施例的系統的結構示意圖。

本實用新型的一種熱解炭與生石灰混合壓球生產電石的系統，如圖1所示，所述系統包括熱解爐100、混捏壓塊裝置200和電石爐300。

所述熱解爐100包括熱解炭出料口，該熱解爐100用於對送入該熱解爐中的煤料進行熱解。

所述混捏壓塊裝置200包括原料入料口和球團出料口，所述混捏壓塊裝置200的原料入料口與所述熱解爐100的熱解碳出料口連接；該混捏壓塊裝置200用於對送入該混捏壓塊裝置200中的熱解炭進行混捏、壓塊。

所述電石爐300包括球團入料口，所述電石爐300的球團入料口與所述混捏壓塊裝置200的球團出料口連接。

在實際生產中，產能100萬噸快速熱解廠，每年生產快速熱解炭在60萬噸左右，快速熱解炭的粒度＜3mm，市場用量有限，價格低廉，產品滯銷。由此可知，熱解炭的銷售決定了快速熱解項目的生存。本實用新型的系統是熱解炭間接用於電石生產，為作為快速熱解主要產品之一的熱解炭尋到一條附加值較高的出路。

本實用新型的系統的熱解爐100直接與混捏壓塊裝置200直接連通，從熱解爐中排出的熱解碳直接進入混捏壓塊裝置200，與生石灰、粘結劑混捏、壓塊成型。直接利用熱解炭高達450℃的顯熱，節能環保。系統不涉及烘乾設備，減少了設備的使用量，同時減少了生產時間。

在一些說明性實施例中，如圖2所示，所述混捏壓塊裝置200包括：混捏槽201和壓塊機202；所述混捏槽包括原料入料口和出料口，所述壓塊機202包括入料口和球團出料口。

所述混捏槽201的原料入料口與所述熱解爐100的熱解炭出料口連接。

所述混捏槽201的出料口與所述壓塊機202的入料口連接。

所述壓塊機202的球團出料口與所述電石爐300的球團入料口連接。

在一些說明性實施例中，還包括淨化系統；所述淨化系統400的入口與所述熱解爐100的荒煤氣導出口101連接，所述淨化系統400的出口與所述熱解爐100的加熱輻射管的入氣口連接。

在一些說明性實施例中，如圖3所示，一種採用上述系統生產電石的方法，包括下列步驟：

S101、將煤料在所述熱解爐中熱解，生成T1溫度下的熱解炭，所述熱解炭從所述熱解爐的熱解炭出料口輸出。

S102、將所述熱解炭由所述混捏壓塊裝置的原料入料口送入所述混捏壓塊裝置，並把T2溫度下的生石灰、T3溫度下的粘結劑也送入所述混捏壓塊裝置；在所述混捏壓塊裝置內將所述熱解炭與生石灰、粘結劑均勻混合、混捏、壓塊成球團，將所述球團通過所述混捏壓塊裝置的球團出料口送出。

S103、將所述球團從所述電石爐的球團入料口送入所述電石爐，在所述電石爐內進行電石生產。

其中，生石灰的粒度0～3mm。本方法採用T1溫度下的熱解炭與生石灰添加粘結劑壓塊成型，與傳統電視生產相比，增加生石灰與熱解炭的反應性，從而避免進入電石爐的顆粒過小或過大的問題，提高生產效率，高效利用了熱解炭的顯熱。為熱解炭提出了附加值很高的出路，延伸出一條生產電石的新工藝。實現煤料快速熱解與電石生產的聯產，實現了熱量的高效利用，極大的降低了工序能耗。

採用上述方法生產電石，電視生產原料成本大大降低，由於熱解炭價格低廉，與傳統電石生產工藝相比成本降低三分之一。

在一些說明性實施例中，所述T1溫度範圍設置為400℃～500℃；所述T2溫度範圍設置為室溫或50℃～80℃；所述T3溫度範圍設置為室溫或50℃～80℃。

其中，室溫溫度範圍為16-28℃。

在一些說明性實施例中，所述粘結劑包括煤焦油、瀝青質、蒽油、輪胎粉、橡膠粉、塑料顆粒、磷酸、磷酸鹽、酚醛樹脂、環氧樹脂中的一種或多種。

其中，本實用新型的方法對粘結劑的要求高，上述的粘結劑中可採用廢料進行生產，例如：廢輪胎粉、廢橡膠粉、廢塑料顆粒、廢酚醛樹脂、廢環氧樹脂。本實用新型的方法中所提到的煤焦油可以使荒煤氣中提取得到的煤焦油，瀝青質也可是由煤焦油經過切割輕餾分而得到的瀝青質。

在一些說明性實施例中，所述步驟S102中，得到所述粘結劑的方法包括：將所述熱解爐內排出的荒煤氣送入淨化系統，提取得到煤焦油，作為粘結劑。

或是將得到的所述煤焦油經脫水，切割輕餾分，得到瀝青質，作為粘結劑。

在一些說明性實施例中，所述步驟S102中，所述壓塊的球團的粒徑範圍為20-30mm。

在一些說明性實施例中，所述熱解炭與所述生石灰組分的質量比為1：1.5～1.7，所述粘結劑佔所述熱解炭和所述生石灰組分總質量的5％以內。

實施例1

一種熱解炭與生石灰混合壓球生產電石的方法，包括以下步驟：

將煤料在熱解爐中熱解，生成450℃下的熱解炭，所述熱解炭從所述熱解爐的熱解炭出料口輸出。荒煤氣經淨化系統的淨化後，一部分作為熱解爐的加熱燃料，剩餘部分外送。

熱解炭由所述混捏壓塊裝置的原料入料口送入所述混捏壓塊裝置，並把室溫下的生石灰、室溫下的粘結劑也送入所述混捏壓塊裝置，熱解炭、生石灰、粘結劑在所述混捏壓塊裝置內均勻混合、混捏、壓塊成球團，將所述球團通過所述混捏壓塊裝置的球團出料口送出。球團從所述電石爐的球團入料口送入所述電石爐，在所述電石爐內進行電石生產。充分利用熱解炭的顯熱。

實施例2

如圖4所示，以100萬噸快速熱解工程為例。採用12套快速熱解爐，年產熱解炭60萬噸(無水基)。粘結劑選用熱解爐工作過程中產生的荒煤氣中提取的煤焦油，水分小於1％。

年處理量100萬噸煤預處理系統，把原料堆場的原煤經皮帶輸運至粉碎系統，把煤料粉碎至0.3～0.8mm的粒度，送至煤倉儲存。

加工好的煤料通過皮帶、輸運到熱解爐，完成熱解。

熱解產生的荒煤氣經過淨化系統的處理，回收煤焦油，經脫水至含水量＜1％，作為粘結劑。還可以繼續切割輕餾分，剩餘瀝青質，瀝青質作為粘結劑，用於與熱解炭、生石灰均勻混合、混捏、壓塊成球團。

生石灰輸運系統運輸已粉碎好，粒度為0.1～0.3mm的生石灰，總輸運量為50噸/小時，到混捏壓塊裝置。每兩組熱解爐共有一套混捏壓塊裝置。熱解炭、生石灰和粘結劑在混捏壓塊裝置內均勻混合、混捏、壓塊成球團。球團粒徑範圍為20-30mm。其中，粘結劑的量為熱解炭、生石灰質量總和的5％。

球團由提升系統提升至電石爐的生產系統的高位料槽；再裝入電石爐完成電石生產。

需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個實施例僅用以說明本實用新型而非限制本實用新型的範圍，本領域的普通技術人員應當理解，在不脫離本實用新型的精神和範圍的前提下對本實用新型進行的修改或者等同替換，均應涵蓋在本實用新型的範圍之內。此外，除上下文另有所指外，以單數形式出現的詞包括複數形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那麼任何實施例的全部或一部分可結合任何其它實施例的全部或一部分來使用。