[發明專利]熱等離子體裂解煤制乙炔的系統以及方法

有效

• 申請號: 201610245530.1
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN105753621B
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 郭啟海;丁力;肖磊;吳道洪
• 申請（專利權）人: 神霧科技集團股份有限公司
• 主分類號: C07C1/00
• 分類號: C07C1/00;C07C11/24
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 李志東

1.一種熱等離子體裂解煤制乙炔的系統，其特征在于，包括：

煤裂解單元，所述煤裂解單元具有煤進口、氫氣進口以及第一混合物出口，所述煤裂解單元上設有用于向所述煤裂解單元內發射等離子體的等離子體發生器；

碳化鈣合成單元，所述碳化鈣合成單元具有第一混合物進口、氧化鈣進口以及第二混合物出口，所述第一混合物進口與所述第一混合物出口相連；

冷卻水解單元，所述冷卻水解單元具有第二混合物進口、冷卻水進口以及第三混合物出口，所述第二混合物進口與所述第二混合物出口相連；以及

氣-固液分離單元，所述氣-固液分離單元具有第三混合物進口、混合氣體出口以及固液混合物出口，所述第三混合物出口與所述第三混合物進口相連。

2.根據權利要求1所述的熱等離子體裂解煤制乙炔的系統，其特征在于，還包括：

原煤破碎單元，所述原煤破碎單元具有原煤進口以及超細煤粉出口；以及

煤粉干燥單元，所述煤粉干燥單元具有超細煤粉進口以及干燥煤粉出口，所述超細煤粉進口與所述超細煤粉出口相連，所述干燥煤粉出口與所述煤進口相連。

3.根據權利要求1所述的熱等離子體裂解煤制乙炔的系統，其特征在于，還包括：

儲氫單元，所述儲氫單元用于向所述氫氣進口通入氫氣；

氣體凈化分離單元，所述氣體凈化分離單元具有混合氣體進口、氫氣出口、以及燃氣出口，所述混合氣體進口與所述混合氣體出口相連，所述氫氣出口與所述儲氫單元相連。

4.根據權利要求3所述的熱等離子體裂解煤制乙炔的系統，其特征在于，所述煤裂解單元還具有第一載氣進口，所述碳化鈣合成單元還具有第二載氣進口，所述氣體凈化分離單元具有載氣出口，所述載氣出口與所述第一載氣進口、所述第二載氣進口相連。

5.根據權利要求1-4中的任一項所述的熱等離子體裂解煤制乙炔的系統，其特征在于，還包括：

氧化鈣破碎單元，所述氧化鈣破碎單元具有氧化鈣原料進口和超細氧化鈣粉出口，所述超細氧化鈣粉出口與所述氧化鈣進口相連。

6.根據權利要求1-4中任一項所述的熱等離子體裂解煤制乙炔的系統，其特征在于，還包括：

固液分離單元，所述固液分離單元具有固液混合物進口、排水口以及電石渣出口，所述固液混合物進口與所述固液混合物出口相連，所述排水口與所述冷卻水進口相連。

7.一種利用權利要求1-6中任一項所述的系統裂解煤制乙炔的方法，其特征在于，包括：

S100：將煤、氫氣供給至所述煤裂解單元，所述煤粉與氫氣在等離子發生器發射的等離子體的作用下反應，以便得到含有半焦和乙炔的第一混合物；

S200：將含有半焦、乙炔的第一混合物與氧化鈣供給至所述碳化鈣合成單元，以便得到含有碳化鈣、一氧化碳以及乙炔的第二混合物；

S300：將含有碳化鈣、一氧化碳、乙炔的第二混合物與冷卻水供給至所述冷卻水解單元，以便得到含有電石渣、水以及乙炔的第三混合物；

S400：將含有電石渣、水、乙炔的第三混合物供給至所述氣-固液分離單元，以便得到含有氫氣、一氧化碳、乙炔的混合氣體與含有電石渣和水的固液混合物。

8.根據權利要求7所述的裂解煤制乙炔的方法，其特征在于，還包括：

S500：將原煤供給至原煤破碎單元中，以便得到超細煤粉；

S600：將所述超細煤粉供給至煤粉干燥單元，以便得到干燥煤粉，并將所述干燥煤粉通過所述煤進口供給至所述煤裂解單元中。

9.根據權利要求8所述的裂解煤制乙炔的方法，其特征在于，所述干燥煤粉的粒度小于200μm。

10.根據權利要求8所述的裂解煤制乙炔的方法，其特征在于，所述干燥煤粉的質量含水率小于2％。

11.根據權利要求8所述的裂解煤制乙炔的方法，其特征在于，所述干燥煤粉在所述煤進口處的流速為40m/s-80m/s。

12.根據權利要求7所述的裂解煤制乙炔的方法，其特征在于，所述碳化鈣合成單元的反應溫度為1970K-2730K。

13.根據權利要求7所述的裂解煤制乙炔的方法，其特征在于，所述煤裂解單元的反應溫度為3000K-8000K。