[發明專利]制備電石的系統和方法

在審

• 申請號: 201710608493.0
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107235493A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 趙小楠;丁力;郭啟海;董賓;張順利;路丙川;劉維娜;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: C01B32/942
• 分類號: C01B32/942
• 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: 趙天月

技術領域

本發明涉及能源化工領域，具體而言，本發明涉及制備電石的系統和方法。

背景技術

電石作為一種重要的化工原料，主要用于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征，煤炭是我國的主要能源，約占一次能源的70％，因此，電石生產對于工業經濟發展意義重大。

傳統電石生產主要采用電熱法，即以塊狀生石灰和塊狀焦炭為原料，在電石爐內高溫條件下按反應方程式CaO+3C＝CaC₂+CO冶煉生產電石。從對碳素原料的要求考慮，傳統電石生產工藝主要存在以下缺陷：(1)要求碳素材料的粒度在5～30mm、固定碳含量>84％、灰分<15％，能夠滿足這些要求的只有焦炭、半焦、石油焦以及一些優質無煙煤，而這些原料儲量十分有限，價格不菲；(2)在原料破碎過程中會伴有15～20％的原料由于粒度小于5mm而被廢棄，造成資源的嚴重浪費；(3)電石生產中主要采用塊狀碳素原料和石灰，傳質和傳熱效率低，反應速率較低，電爐熱效率僅為50％左右，電耗高達3250kWh/t電石左右。可見，碳素原料的品質直接影響電石的產量、品質、電力單耗和成本等經濟指標。

另外，近年來，隨著煤炭機械化開采程度的提高，原煤在開采過程中的粒徑較小的粉煤含量占到40～60％，硬度較差的低階煤甚至占到70％左右，這顯然與傳統的電石生產工藝要求碳素原料的粒度大于5mm的要求是相悖的。

因此，現有的制備電石的手段仍有待進一步改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出制備電石的系統和方法。采用該系統可以將中低階原料煤的分選脫灰、熱解與電石冶煉技術結合，顯著提高電石制備中的熱效率，從而解決電石制備中原料成本高、粉料污染嚴重、能耗高等問題。

在本發明的第一方面，本發明提出了一種制備電石的系統。根據本發明的實施例，該系統包括：分選裝置，所述分選裝置具有原料煤入口、低灰煤出口和高灰煤出口；破碎裝置，所述破碎裝置具有低灰煤入口和低灰煤碎料出口，所述低灰煤入口與所述低灰煤出口相連；造球裝置，所述造球裝置具有低灰煤碎料入口、粉狀生石灰入口和混合球團出口，所述低灰煤碎料入口與所述低灰煤碎料出口相連；第一熱解裝置，所述第一熱解裝置具有混合球團入口、第一熱解油氣出口和含碳活性球團出口，所述混合球團入口與所述混合球團出口相連；電石爐，所述電石爐具有含碳活性球團入口、生石灰入口、電石出口和電石尾氣出口，所述含碳活性球團入口與所述含碳活性球團出口相連；第二熱解裝置，所述第二熱解裝置具有高灰煤入口、第二熱解油氣出口和高溫提質煤出口，所述高灰煤入口與所述高灰煤出口相連；換熱裝置，所述換熱裝置具有高溫提質煤入口、低溫提質煤出口、低溫塊狀生石灰入口和高溫塊狀生石灰出口，所述高溫提質煤入口與所述高溫提質煤出口相連，所述高溫塊狀生石灰出口與所述生石灰入口相連。

根據本發明實施例的制備電石的系統通過分選裝置對中低階原料煤進行分選處理，以便得到低灰煤和高灰煤，并將低灰煤供給至破碎裝置中進行破碎處理，將得到的低灰煤碎料與粉狀生石灰在造球裝置中進行混合造球，得到混合球團，進而將混合球團供給至第一熱解裝置中進行第一熱解處理，以便進一步除去低灰煤中的揮發分，得到第一熱解油氣和含碳活性球團，其中含碳活性球團可以供給至電石爐進行電石反應，以便得到電石產品。另一方面，通過采用第二熱解裝置對高灰煤進行第二熱解處理，并將得到的高溫提質煤供給至換熱裝置中，利用高溫提質煤的顯熱對塊狀生石灰進行預熱，再將塊狀生石灰作為鈣基原料供給至電石爐中，從而可以顯著降低電石爐的能耗。由此，本發明的制備電石的系統通過將中低階原料煤的分選脫灰、熱解與電石冶煉技術結合，實現了中低階原料煤的分質梯級利用，通過將低灰煤碎料與粉狀石灰石進行混合造球，實現了小粒徑煤料的全利用，顯著降低了原料成本，并減少了粉料造成的環境污染，從而解決電石制備中原料成本高、粉料污染嚴重等問題。

另外，根據本發明上述實施例的制備電石的系統還可以具有如下附加的技術特征：