一种热解炭与生石灰混合压球生产电石的系统及方法与流程

本发明属于电石化工领域，具体涉及一种热解炭与生石灰混合压球生产电石的系统及方法。

背景技术：

快速热解方法是专门针对粉状中低阶煤的一种先进的中温热解提质技术，要求其物料在均匀的温度场下加热速率高。从反应机理上来看，可以使中低阶煤高分子迅速发生断键反应，抑制了热解产物的二次热解反应和交联反应，降低中低阶煤热解过程中的燃气和半焦产物，提高焦油产率，因此该技术更适合于中国国情，并能提高中低阶煤利用的经济和社会效果。

现有技术中公开了一种快速热解反应装置，包括：反应器，反应器包括：反应器本体，反应器本体内限定出反应空间，其自上而下形成分散区、热解区和出料区；多层蓄热式辐射管，多层蓄热式辐射管在热解区中沿反应器本体高度方向间隔分布，每层蓄热式辐射管包括多个沿水平方向间隔分布的蓄热式辐射管；布料器；物料入口，物料入口位于分散区且位于布料器的上方；布料气入口，布料气入口位于分散区且与布料器相连通，以便采用布料气将布料器中的物料吹出进入分散区，均匀地落入热解区；多个热解气出口，多个热解气出口分别设置在分散区和/或热解区；以及半焦出口，半焦出口设置在出料区。该装置可以显著提高焦油的产率，并且极大简化了快速热解反应工艺流程。该煤快速热解系统是一种高效的煤热解方法，产期率500m³/吨、产油率接近11％，但是随之而来的，是高达60％的热解炭，如果产生的大量热解炭没有后续利用途径，将直接影响快速热解的工业化运行，该问题成为困扰快速热解技术快速推广的瓶颈之一。

为了解决大量热解炭没有后续利用途径影响快速热解的工业化运行的问题，现有技术中公开了一种电石渣与焦粉共成型制备电石的方法，该方法是将提纯并改性的电石渣粉与焦粉用有机粘结剂共成型制备含炭电石渣球团(生球)，再经煅烧脱水固化制备含碳块状氧化钙，最后采用该煅烧后的熟球替代传统块状炉料制备电石。该方法主要以水化的石灰浆液为粘结剂制备球团，制备的球团为湿球，需要经过烘干处理：40℃的二氧化碳气体的碳化罐体中，持续通入时间为7小时。该方法干燥过程耗费时间较长，且干燥依赖需要相应的设备和装置。

同时，传统电石的高能耗、高成本、低经济性，需要一种新工艺，来实现电石生产的技术革命。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种热解炭与生石灰混合压球生产电石的系统及方法，解决现有技术中利用热解煤生产电石能耗高、成本高、经济型低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种热解炭与生石灰混合压球生产电石的系统，所述系统包括热解炉、混捏压块装置和电石炉；

所述热解炉包括热解炭出料口，该热解炉用于对送入该热解炉中的煤料进行热解；

所述混捏压块装置包括原料入料口和球团出料口，所述混捏压块装置的原料入料口与所述热解炉的热解碳出料口连接；该混捏压块装置用于对送入该混捏压块装置中的热解炭进行混捏、压块；

所述电石炉包括球团入料口，所述电石炉的球团入料口与所述混捏压块装置的球团出料口连接。

进一步地，所述混捏压块装置包括：混捏槽和压块机；所述混捏槽包括原料入料口和出料口，所述压块机包括入料口和球团出料口；

所述混捏槽的原料入料口与所述热解炉的热解炭出料口连接；

所述混捏槽的出料口与所述压块机的入料口连接；

所述压块机的球团出料口与所述电石炉的球团入料口连接。

进一步地，还包括净化系统；所述净化系统的入口与所述热解炉的荒煤气导出口连接，所述净化系统的出口与所述热解炉的加热辐射管的入气口连接。

本发明的目的之二，公开了一种采用上述系统生产电石的方法，包括下列步骤：

A、将煤料在所述热解炉中热解，生成T1温度下的热解炭，所述热解炭从所述热解炉的热解炭出料口输出；

B、将所述热解炭由所述混捏压块装置的原料入料口送入所述混捏压块装置，并把T2温度下的生石灰、T3温度下的粘结剂也送入所述混捏压块装置；在所述混捏压块装置内将所述热解炭与生石灰、粘结剂均匀混合、混捏、压块成球团，将所述球团通过所述混捏压块装置的球团出料口送出；

C、将所述球团从所述电石炉的球团入料口送入所述电石炉，在所述电石炉内进行电石生产。

进一步地，所述T1温度范围设置为400℃～500℃；所述T2温度范围设置为常温或50℃～80℃；所述T3温度范围设置为常温或50℃～80℃。

进一步地，所述粘结剂包括煤焦油、沥青质、蒽油、轮胎粉、橡胶粉、塑料颗粒、磷酸、磷酸盐、酚醛树脂、环氧树脂中的一种或多种。

进一步地，所述步骤B中，得到所述粘结剂的方法包括：

将所述热解炉内排出的荒煤气送入净化系统，提取得到煤焦油，作为粘结剂；或

将得到的所述煤焦油经脱水，切割轻馏分，得到沥青质，作为粘结剂。

进一步地，所述步骤B中，所述压块的球团的粒径范围为20-30mm。

进一步地，所述热解炭与所述生石灰组分的质量比为1：1.5～1.7，所述粘结剂占所述热解炭和所述生石灰组分总质量的5％以内。

本发明的有益效果在于，一种热解炭与生石灰混合压球生产电石的系统及方法，利用热解煤与生石灰混合压球生产电石，为热解炭找到了一条附加值很高的利用途径，并且在生产过程中利用高温的热解炭的显热直接压球，节能环保，提高能源利用率。

附图说明

图1是本发明实施例的热解炭与生石灰混合压球生产电石的系统结构示意图。

图2是本发明实施例的热解炭与生石灰混合压球生产电石的系统结构示意图。

图3是本发明实施例的热解炭与生石灰混合压球生产电石方法的流程图。

图4是本发明实施例的热解炭与生石灰混合压球生产电石的流程图。

图中：

100.热解炉；200.混捏压块装置；201.混捏槽；202.压块机；300.电石炉；400.净化系统。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例的系统的结构示意图。

本发明的一种热解炭与生石灰混合压球生产电石的系统，如图1所示，所述系统包括热解炉100、混捏压块装置200和电石炉300。

所述热解炉100包括热解炭出料口，该热解炉100用于对送入该热解炉中的煤料进行热解。

所述混捏压块装置200包括原料入料口和球团出料口，所述混捏压块装置200的原料入料口与所述热解炉100的热解碳出料口连接；该混捏压块装置200用于对送入该混捏压块装置200中的热解炭进行混捏、压块。

所述电石炉300包括球团入料口，所述电石炉300的球团入料口与所述混捏压块装置200的球团出料口连接。

在实际生产中，产能100万吨快速热解厂，每年生产快速热解炭在60万吨左右，快速热解炭的粒度＜3mm，市场用量有限，价格低廉，产品滞销。由此可知，热解炭的销售决定了快速热解项目的生存。本发明的系统是热解炭间接用于电石生产，为作为快速热解主要产品之一的热解炭寻到一条附加值较高的出路。

本发明的系统的热解炉100直接与混捏压块装置200直接连通，从热解炉中排出的热解碳直接进入混捏压块装置200，与生石灰、粘结剂混捏、压块成型。直接利用热解炭高达450℃的显热，节能环保。系统不涉及烘干设备，减少了设备的使用量，同时减少了生产时间。

在一些说明性实施例中，如图2所示，所述混捏压块装置200包括：混捏槽201和压块机202；所述混捏槽包括原料入料口和出料口，所述压块机202包括入料口和球团出料口。

所述混捏槽201的原料入料口与所述热解炉100的热解炭出料口连接。

所述混捏槽201的出料口与所述压块机202的入料口连接。

所述压块机202的球团出料口与所述电石炉300的球团入料口连接。

在一些说明性实施例中，还包括净化系统；所述净化系统400的入口与所述热解炉100的荒煤气导出口101连接，所述净化系统400的出口与所述热解炉100的加热辐射管的入气口连接。

在一些说明性实施例中，如图3所示，一种采用上述系统生产电石的方法，包括下列步骤：

S101、将煤料在所述热解炉中热解，生成T1温度下的热解炭，所述热解炭从所述热解炉的热解炭出料口输出。

S102、将所述热解炭由所述混捏压块装置的原料入料口送入所述混捏压块装置，并把T2温度下的生石灰、T3温度下的粘结剂也送入所述混捏压块装置；在所述混捏压块装置内将所述热解炭与生石灰、粘结剂均匀混合、混捏、压块成球团，将所述球团通过所述混捏压块装置的球团出料口送出。

S103、将所述球团从所述电石炉的球团入料口送入所述电石炉，在所述电石炉内进行电石生产。

其中，生石灰的粒度0～3mm。本方法采用T1温度下的热解炭与生石灰添加粘结剂压块成型，与传统电视生产相比，增加生石灰与热解炭的反应性，从而避免进入电石炉的颗粒过小或过大的问题，提高生产效率，高效利用了热解炭的显热。为热解炭提出了附加值很高的出路，延伸出一条生产电石的新工艺。实现煤料快速热解与电石生产的联产，实现了热量的高效利用，极大的降低了工序能耗。

采用上述方法生产电石，电视生产原料成本大大降低，由于热解炭价格低廉，与传统电石生产工艺相比成本降低三分之一。

在一些说明性实施例中，所述T1温度范围设置为400℃～500℃；所述T2温度范围设置为室温或50℃～80℃；所述T3温度范围设置为室温或50℃～80℃。

其中，室温温度范围为16-28℃。

在一些说明性实施例中，所述粘结剂包括煤焦油、沥青质、蒽油、轮胎粉、橡胶粉、塑料颗粒、磷酸、磷酸盐、酚醛树脂、环氧树脂中的一种或多种。

其中，本发明的方法对粘结剂的要求高，上述的粘结剂中可采用废料进行生产，例如：废轮胎粉、废橡胶粉、废塑料颗粒、废酚醛树脂、废环氧树脂。本发明的方法中所提到的煤焦油可以使荒煤气中提取得到的煤焦油，沥青质也可是由煤焦油经过切割轻馏分而得到的沥青质。

在一些说明性实施例中，所述步骤S102中，得到所述粘结剂的方法包括：将所述热解炉内排出的荒煤气送入净化系统，提取得到煤焦油，作为粘结剂。

或是将得到的所述煤焦油经脱水，切割轻馏分，得到沥青质，作为粘结剂。

在一些说明性实施例中，所述步骤S102中，所述压块的球团的粒径范围为20-30mm。

在一些说明性实施例中，所述热解炭与所述生石灰组分的质量比为1：1.5～1.7，所述粘结剂占所述热解炭和所述生石灰组分总质量的5％以内。

实施例1

一种热解炭与生石灰混合压球生产电石的方法，包括以下步骤：

将煤料在热解炉中热解，生成450℃下的热解炭，所述热解炭从所述热解炉的热解炭出料口输出。荒煤气经净化系统的净化后，一部分作为热解炉的加热燃料，剩余部分外送。

热解炭由所述混捏压块装置的原料入料口送入所述混捏压块装置，并把室温下的生石灰、室温下的粘结剂也送入所述混捏压块装置，热解炭、生石灰、粘结剂在所述混捏压块装置内均匀混合、混捏、压块成球团，将所述球团通过所述混捏压块装置的球团出料口送出。球团从所述电石炉的球团入料口送入所述电石炉，在所述电石炉内进行电石生产。充分利用热解炭的显热。

实施例2

如图4所示，以100万吨快速热解工程为例。采用12套快速热解炉，年产热解炭60万吨(无水基)。粘结剂选用热解炉工作过程中产生的荒煤气中提取的煤焦油，水分小于1％。

年处理量100万吨煤预处理系统，把原料堆场的原煤经皮带输运至粉碎系统，把煤料粉碎至0.3～0.8mm的粒度，送至煤仓储存。

加工好的煤料通过皮带、输运到热解炉，完成热解。

热解产生的荒煤气经过净化系统的处理，回收煤焦油，经脱水至含水量＜1％，作为粘结剂。还可以继续切割轻馏分，剩余沥青质，沥青质作为粘结剂，用于与热解炭、生石灰均匀混合、混捏、压块成球团。

生石灰输运系统运输已粉碎好，粒度为0.1～0.3mm的生石灰，总输运量为50吨/小时，到混捏压块装置。每两组热解炉共有一套混捏压块装置。热解炭、生石灰和粘结剂在混捏压块装置内均匀混合、混捏、压块成球团。球团粒径范围为20-30mm。其中，粘结剂的量为热解炭、生石灰质量总和的5％。

球团由提升系统提升至电石炉的生产系统的高位料槽；再装入电石炉完成电石生产。

需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。