一种利用石灰石生产电石的方法及系统与流程

本发明主要涉及电石的生产领域，具体涉及一种利用石灰石生产电石的方法及系统。

背景技术：

电石作为一种重要的化工原料，主要用于生产乙炔和乙炔基化工产品，曾被誉为“有机合成工业之母”。从我国能源分布上考虑，“富煤、贫油、少气”是我国能源结构的典型特征，煤炭是我国的主要能源，约占一次能源的70％，因此，电石生产对于工业经济发展意义重大。

目前，电石冶炼的原料以优质块状兰炭和块状生石灰为主。不仅原料成本高，且块状兰炭与生石灰的接触面积小，传热速率慢，导致反应温度高，耗电量高。而且，煤炭中的挥发分大部分以废气、粉尘的形式排放到大气中，带来严重的环境问题。因此，目前的电石生产工艺存在着高温、高耗能、高污染的弊端。

也有一些使用粉状中低阶煤与粉状生石灰作为原料生产电石的技术，但该技术中，所有生石灰均需经过石灰石煅烧和破碎工序制得，浪费了大量的能量和动力，且在热解过程中，热解产生的荒煤气包括大分子焦油，同时荒煤气中携带粉尘，使热解炉容易出现辐射管结焦的问题。

而且在生成电石的过程中有大量的余热产生，如果不加以利用就白白浪费了能量。

为解决传统电石生产工艺高耗能、高污染、低效益、热解过程中容易出现辐射管结焦的问题等缺点，既可以利用粉料石灰石也可利用块状石灰石作为电石生产的原料，电石生产技术有待进一步改进。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供一种利用石灰石生产电石的方法及系统，该系统及方法的目的是解决传统电石生产工艺高耗能、高污染、低效益、热解过程中容易出现辐射管结焦的问题，既可以利用粉料石灰石也可利用块状石灰石作为电石生产的原料。

本发明旨在提供一种利用石灰石生产电石的方法，所述方法包括步骤：

将细粉状的中低阶煤、石灰石和粘结剂的混合物料成型为球团；

将所述球团与块状石灰石送入双层旋转床分层热解，所述球团置于所述块状石灰石的下层，使得所述块状石灰石在煅烧的同时催化裂解下层所述球团热解产生的荒煤气，煅烧热解得到高温块状生石灰、油气产品以及高温活性球团；

将所述高温块状生石灰与高温活性球团保温输送入电石冶炼炉，生成电石和电石炉气。

上述的方法，所述方法还可进一步包括预处理步骤：将所述中低阶煤、石灰石和粘结剂均破碎至颗粒度＜50目的细粉状。

上述的方法，所述粘结剂的重量含量为所述混合物料的1.0％-10.0％。

上述的方法，所述细粉状的石灰石与所述中低阶煤的加入质量比为0.7-1.1:1。

上述的方法，所述块状石灰石的加入量为所述中低阶煤加入质量的0.7-1.1:1。

上述的方法，所述块状石灰石的热解温度为900-1000℃；所述球团的热解温度为750-900℃。

本发明还提供一种实现上述利用石灰石生产电石方法的系统，所述系统包括混合成型单元、煅烧热解单元、电石冶炼单元以及保温输送装置，其中

所述煅烧热解单元为双层无热载体蓄热式旋转床，包括球团入口、块状石灰石入口、油气出口、高温混合物料出口；所述球团入口与所述混合成型单元的出口相连；所述高温混合物料出口与所述保温输送装置的入口相连；

所述双层无热载体蓄热式旋转床本体内从上到下依次设有上层辐射管、上层料板、下层料板、下层辐射管，所述上层料板上设置有料孔，用于使所述球团热解产生的荒煤气通过；

所述电石冶炼单元为密闭式电石炉，设有高温块状生石灰及高温活性球团入口、电石炉气出口和电石出口；所述高温块状生石灰及高温活性球团入口与所述保温输送装置的出口相连。

上述的系统，所述上层辐射管和所述下层辐射管在所述双层无热载体蓄热式旋转床本体高度方向上错开分布，所述上层辐射管和所述下层辐射管均包括多个平行且均匀分布的蓄热式辐射管。

上述的系统，所述混合成型单元前还设有原料预处理单元，其包括原料破碎装置、中间储仓和输送装置；所述原料破碎装置依次与中间储仓和输送装置相连。

上述的系统，所述混合成型单元包括混料装置和压球装置；所述混料装置的入口与所述原料预处理单元的原料输送装置相连；所述压球装置的入口与所述混料装置的出口相连。

本发明提供了一种合理利用粉状石灰石和块状石灰石生产电石的方法和系统，不仅可充分利用粉料石灰石，而且使得块料石灰石在作为原料的同时，可对球团热解产生的热解气进行催化裂解和过滤，解决了辐射管结焦的问题。再者，本工艺直接以石灰石为原料，在球团热解过程中完成煅烧，省掉了为制得生石灰而须设置的石灰窑煅烧工序，降低了装置成本及煅烧能耗。

附图说明

图1是本发明实施例的利用石灰石生产电石的生产流程图；

图2是本发明实施例的利用石灰石生产电石的系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。

本发明提供一种利用粉状石灰石和块状石灰石生产电石的方法和系统，不仅可充分利用粉料，而且使得块料在作为原料的同时，可对球团热解产生的热解气进行催化裂解和过滤，解决辐射管结焦的问题。

利用粉状石灰石和块状石灰石生产电石的方法，如图1所示，包括以下步骤：

第一步：通过预处理单元，即分别通过破碎装置将中低阶煤、粉状石灰石和粘结剂破碎至颗粒度＜50目；

第二步：混合成型，将预处理后获取的粉料筛分后得到所要求的粉状原料后，进行混合得到混合物料，并压制成型，得到球团；

其中，所述粘结剂的加入量为混合物料的1.0wt％-10.0wt％；

所述石灰石与煤粉的加入质量比为0.7-1.1:1；

第三步：煅烧热解，将所成球团与块状石灰石同时加入双层旋转床进行热解，获得油气产品、高温活性球团以及高温块状生石灰；

热解时所述块状石灰石置于所述双层旋转床的上层，而球团置于所述双层旋转床的下层；

所述块状石灰石的加入量为初始煤粉加入质量的0.7-1.1:1；

所述上层辐射管的加热温度为900-1000℃；

所述下层辐射管的加热温度为750-900℃；

第四步：电石冶炼，热解后所得的高温块状生石灰与高温活性球团直接通过保温输送装置送入电石炉，生产电石和电石炉气，其充分利用了煅烧热解剩余固体的显热，降低了电石生产的电耗；

所述保温输送装置包括密封保温罐或密封保温链板；

所述电石的生产温度为1850-2100℃。

上述步骤中，第一步不是必须步骤，可根据来料情况而设。

同时，本发明提供的利用粉状石灰石和块状石灰石生产电石的系统如下所述。

如图2所示，本发明所述的电石生产系统包括原料预处理单元1、混合成型单元2、煅烧热解单元3、电石冶炼单元4以及保温输送装置5组成。

原料预处理单元1包括原料破碎装置11、12、13、中间储仓14、15、16和输送装置17、18、19；所述原料破碎装置依次与中间储仓和输送装置相连。原料预处理单元1不是必要装置，可根据原料颗粒大小选择。

混合成型单元2包括混料装置21和压球装置22；所述混料装置21的入口与原料预处理单元的原料输送装置17、18、19相连；所述压球装置22的入口与所述混料装置的出口相连。

煅烧热解单元3所用装置为双层无热载体蓄热式旋转床，包括球团入口31、块状石灰石入口32、油气出口33以及高温混合物料出口34。

所述双层无热载体蓄热式旋转床的加热方式为双层辐射管加热。每层所述蓄热式辐射管包括多个平行且均匀分布的蓄热式辐射管，所述上下两层蓄热式辐射管在本体高度方向上错开分布。

所述上层辐射管置于上层料板的上方；所述下层辐射管置于下层料板的下方。

所述上层料板上设置均匀的料孔，可使球团热解产生的荒煤气通过。

所述球团入口31与压球装置22的出口相连。

电石生产单元4的装置为密闭式节能电石炉，设有高温活性球团和高温块状生石灰入口41、电石炉气出口42和电石出口43；高温活性球团和高温块状生石灰入口41通过密闭保温输送装置与煅烧热解单元3的高温混合物料出口34相连。

本发明所提供的电石的生产方法和系统，是将粉状石灰石和块状石灰石分别合理利用，通过双层无热载体蓄热式旋转床对块状石灰石和球团进行煅烧并完成热解，获取高温电石原料及油气产品，并最终利用高温电石原料制备电石。

本方法及系统具有以下有益效益：

合理利用粉状石灰石和块状石灰石，避免了粉状石灰石浪费，同时避免了大量块状石灰石的破碎、筛分，降低动力消耗和原料成本；

利用双层无热载体旋转床，同时完成石灰石煅烧及球团中煤的热解，省掉了石灰窑，降低装置成本和煅烧能耗；

上层料板中石灰石煅烧得到生石灰，可催化裂解下层球团热解产生的荒煤气，将其中的大分子焦油裂解为小分子气体，同时过滤荒煤气中携带的粉尘，从而提高热解气的质量，减少荒煤气在上层辐射管的结焦；

采用密闭保温输送设备可充分利用热解固体的显热，降低电石生产过程的能耗。

实施例1

通过破碎装置，将中低阶煤、粉状石灰石和粘结剂粉碎至粒度＜50目；按照配比(粘结剂：粉状石灰石：煤粉＝0.06:0.70:1)将上述三种物料分别通过螺旋给料器送入强力混料机混合后置入压球机进行成型；所得型球送入双层无热载体蓄热式旋转床的下层料板，同时将块状生石灰送入旋转床的上层料板(块状生石灰加入量与初始煤粉质量比为1.1:1)；上层辐射管与下层辐射管的加热温度分别为950℃及800℃。使块状石灰石及球团分别煅烧和热解为高温块状生石灰及高温活性球团，并获取高附加值的油气产品。热解产生的油气产品通过引风机从旋转床的两侧或顶端引出，后经冷凝、油气分离装置后分别储存。热解产生的高温块状生石灰及高温活性球团在旋转床出口混合，通过密闭保温输送装置送至电石冶炼单元，在2000℃下形成电石。

实施例2

通过破碎装置，将中低阶煤、粉状石灰石和粘结剂粉碎至粒度＜50目；按照配比(粘结剂：粉状石灰石：煤粉＝0.23:1.1:1)将上述三种物料分别通过螺旋给料器送入强力混料机混合后置入压球机进行成型；所得型球送入双层无热载体蓄热式旋转床的下层料板，同时将块状生石灰送入旋转床的上层料板(块状生石灰加入量与初始煤粉质量比为0.7:1)；上层辐射管与下层辐射管的加热温度分别为900℃及750℃。使块状石灰石及球团分别煅烧和热解为高温块状生石灰及高温活性球团，并获取高附加值的油气产品。热解产生的油气产品通过引风机从旋转床的两侧或顶端引出，后经冷凝、油气分离装置后分别储存。热解产生的高温块状生石灰及高温活性球团在旋转床出口混合，通过密闭保温输送装置送至电石冶炼单元，在1850℃下形成电石。

实施例3

通过破碎装置，将中低阶煤、粉状石灰石和粘结剂粉碎至粒度＜50目；按照配比(粘结剂：粉状石灰石：煤粉＝0.21:0.9:1)将上述三种物料分别通过螺旋给料器送入强力混料机混合后置入压球机进行成型；所得型球送入双层无热载体蓄热式旋转床的下层料板，同时将块状生石灰送入旋转床的上层料板(块状生石灰加入量与初始煤粉质量比为0.9:1)；上层辐射管与下层辐射管的加热温度分别为1000℃及900℃。使块状石灰石及球团分别煅烧和热解为高温块状生石灰及高温活性球团，并获取高附加值的油气产品。热解产生的油气产品通过引风机从旋转床的两侧或顶端引出，后经冷凝、油气分离装置后分别储存。热解产生的高温块状生石灰及高温活性球团在旋转床出口混合，通过密闭保温输送装置送至电石冶炼单元，在1950℃下形成电石。

由上述实施例可见，本发明的技术方案能有效利用热解高温固体的显热，既利用了粉状石灰石又有效利用了块状石灰石，避免了粉状石灰石浪费，同时避免了大量块状石灰石的破碎、筛分，降低动力消耗和原料成本；利用双层无热载体旋转床，同时完成石灰石煅烧及球团中煤的热解，省掉了石灰窑，降低装置成本和煅烧能耗；上层料板中石灰石煅烧得到生石灰，可催化裂解下层球团热解产生的荒煤气，将其中的大分子焦油裂解为小分子气体，同时过滤荒煤气中携带的粉尘，从而提高热解气的质量，减少荒煤气在上层辐射管的结焦；采用密闭保温输送设备可充分利用热解固体的显热，降低电石生产过程的能耗。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。