一种耦合制备净煤气和乙炔的系统的制作方法

本实用新型总地涉及煤气化和电石冶炼，具体涉及一种耦合制备净煤气和乙炔的系统。

背景技术：

电石渣是化工行业乙炔生产过程中排放的废弃物，呈粉态，含水率较高，长期露天堆放会污染土壤和浅层地下水。目前电石渣主要在建筑材料等行业中有部分应用，利用价值较低。电石渣的主要成分是Ca(OH)₂，可将其应用于烟气脱硫中，目前，还没有直接利用电石渣进行气化系统中用于煤气脱硫净化的应用报道，尤其没有将气化与电石冶炼耦合的应用报道。

我国局部地区煤矿硫含量较大，气化后煤气中的硫化物较多，脱硫净化压力较大，采用工业废弃物电石渣进行脱硫处理潜力较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种将高硫煤炭气化、电石冶炼等技术耦合制备净煤气和乙炔的新工艺。

本实用新型首先提供了一种耦合制备净煤气和乙炔的系统，其特征在于，所述系统包括气化炉、脱硫装置、乙炔发生器和电石炉；

所述气化炉包括煤入口、气化剂入口、高温煤气出口和气化残渣出口；

所述脱硫装置包括煤气入口、电石渣浆入口和净煤气出口，所述煤气入口与所述气化炉的高温煤气出口相连；

所述乙炔发生器包括电石入口、水入口、乙炔出口和电石渣浆出口，所述电石渣浆出口与所述脱硫装置的电石渣浆入口相连；

所述电石炉包括热CaO入口、兰炭入口和电石出口，所述电石出口与所述乙炔发生器的电石入口相连。

在本实用新型的一个实施方案中，所述系统还包括煤干燥器，所述煤干燥器包括高温煤气入口、原煤入口、干燥煤出口和低温煤气出口；所述气化炉还包括高温煤气出口；所述高温煤气入口与所述高温煤气出口相连，所述干燥煤出口与所述气化炉的煤入口相连，所述低温煤气出口与所述脱硫装置的煤气入口相连。

在本实用新型的一个实施方案中，所述系统还包括CaO预热器，所述CaO预热器包括块状CaO入口、高温电石炉气入口和热CaO出口；所述电石炉还包括高温电石炉气出口；所述高温电石炉气出口与所述CaO预热器的高温电石炉气入口相连，所述热CaO出口与所述电石炉的CaO入口相连。

在本实用新型的一个实施方案中，所述系统还包括兰炭预热器，所述兰炭预热器包括块状兰炭入口、高温电石炉气入口和热兰炭出口；所述电石炉还包括高温电石炉气出口；所述高温电石炉气出口与所述煤预热器的高温电石炉气入口相连，所述热兰炭出口与所述电石炉的兰炭入口相连。

本实用新型将高硫煤炭气化、电石冶炼和电石渣脱硫等技术耦合制备净煤气和乙炔，解决了电石渣难处理的问题，还降低了制备净煤气和乙炔的成本。

此外，本实用新型充分利用了高温煤气显热、电石炉气的高温显热以及电石渣的高值化利用，极大程度地降低损耗、节约能源。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的一种耦合制备净煤气和乙炔的系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型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实用新型的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。

参见图1，本实用新型提供的制备净煤气和乙炔的系统包括气化炉1、脱硫装置2、乙炔发生器3、电石炉4、煤干燥器5、CaO预热器6和兰炭预热器7。

其中，气化炉1包括煤入口、气化剂入口101、高温煤气出口和气化残渣出口102。

脱硫装置2包括煤气入口、电石渣浆入口、净煤气出口201和脱硫石膏出口202。

乙炔发生器3包括电石入口、水入口301、乙炔出口302和电石渣浆出口，电石渣浆出口与脱硫装置2的电石渣浆入口相连。

电石炉4包括热CaO入口、兰炭入口、电石出口和高温电石炉气出口，电石出口与乙炔发生器3的电石入口相连。

煤干燥器5包括高温煤气入口、原煤入口501和干燥煤出口，高温煤气入口与气化炉1的高温煤气出口相连，干燥煤出口与气化炉1的煤入口相连，低温煤气出口与脱硫装置2的煤气入口相连。

CaO预热器6包括块状CaO入口601、高温电石炉气入口、热CaO出口和低温电石炉气出口602，高温电石炉气入口与电石炉4的高温电石炉气出口相连，热CaO出口与电石炉4的热CaO入口相连。

兰炭预热器7包括块状兰炭入口701、高温电石炉气入口和热兰炭出口，高温电石炉气入口与电石炉4的高温电石炉气出口相连，热兰炭出口与电石炉4的兰炭入口相连。

其中，煤干燥器5、CaO预热器6和兰炭预热器7不是本系统的必备设备。煤也可不经过干燥直接进行气化，高温煤气也可直接送入脱硫装置2中进行脱硫。CaO和兰炭可以直接用于冶炼电石，不用经过预热，高温电石炉气可另做它用。但用高温煤气干燥煤，用高温电石炉气预热CaO和兰炭能充分利用系统的热量，减少能源的损耗。

CaO预热器6和兰炭预热器7可以根据工艺需要设计为直接预热和间接预热等加热方式。煤干燥器5为间接换热干燥。

上述系统间的输送装置为经特殊设计的螺旋输送装置，可以通过自动控制系统控制转数来对煤粉或石灰粉、粘结剂进行计量。

煤气在脱硫装置2中与电石渣浆进行反应脱硫处理，是将煤气中的含硫化合物与电石渣浆的主要成分Ca(OH)₂进行化学反应进行脱除。

从气化炉1中排出的煤气为高温煤气，先用高温煤气与煤进行换热，再将升温后的煤和温度变低的煤气分别送入气化炉1和脱硫装置2中。

电石炉在冶炼电石时还会排出高温电石炉气，先用高温电石炉气对CaO和兰炭进行换热，再将热CaO和热兰炭送入电石炉1中冶炼电石。

本实用新型将高硫煤炭气化、电石冶炼和电石渣脱硫等技术耦合制备净煤气和乙炔，解决了电石渣难处理的问题，还降低了制备净煤气和乙炔的成本。

此外，本实用新型所有的设备均是在保温、密闭及阻燃的条件下工作的，物料在各个设备间的输送也均是在保温及阻燃的条件下进行的，充分利用了高温煤气显热、电石炉气的高温显热以及电石渣的高值化利用，极大程度地降低损耗、节约能源。

此外，气化炉1的操作压力可为任意气化炉所允许的压力。

下面参考具体实施例，对本实用新型进行说明。下述实施例中所取工艺条件数值均为示例性的，其可取数值范围如前述实用新型内容中所示。下述实施例所用的检测方法均为本行业常规的检测方法。

实施例1

本实施例采用图1所示的系统制备净煤气和乙炔，具体如下：

准备原料：将不粘煤破碎，选取粒径≤0.5mm的煤粉，再将其干燥至水分含量为8wt％；此煤的灰分含量为7wt％、挥发分含量为30wt％，灰熔点为1100℃。将CaO破碎，选取粒径≤30mm的CaO。将兰炭破碎，选取粒径≤30mm的兰炭；此兰炭的灰分含量为5wt％，挥发分含量为2wt％。

煤气化：将1000kg上述煤粉送入气化炉1中，往下行床气化炉1通入700kg水蒸气，在1600℃下气化煤，得到煤气，排出气化残渣。用该煤气与进入气化炉1中的煤粉进行换热，回收热量，干燥煤粉，高温煤气变为低温煤气。

电石冶炼：将1000kg的CaO和640kg的兰炭送入电石炉4中，在2050℃下冶炼得到电石。用从电石炉中排出的高温电石炉气与CaO和兰炭进行换热，回收热量，预热CaO和兰炭，高温电石炉气变为低温电石炉气，再进行处理，达标后排放。

乙炔制备：将上述电石和1400kg的水分别送入乙炔发生器3中制备乙炔，剩余的残渣为电石渣浆。

脱硫：将煤气和电石渣浆分别送入脱硫装置2中对煤气脱硫，得到净煤气。

上述所有装置均进行了保温处理，其内部的工作环境均为阻燃环境。上述所有固体物料的输送均在保温及阻燃的条件下进行。

产物及各装置某些产物出口的温度请见表1。

实施例2

本实施例采用图1所示的系统制备净煤气和乙炔，具体如下：

准备原料：将长焰煤破碎，选取粒径≤0.1mm的煤粉，再将其干燥至水分含量为5wt％；此煤的灰分含量为10wt％、挥发分含量为35wt％，灰熔点为1200℃。将CaO破碎，选取粒径≤25mm的CaO。将兰炭破碎，选取粒径≤25mm的兰炭；此兰炭的灰分含量为7wt％，挥发分含量为1.5wt％。

煤气化：将1000kg上述煤粉送入气化炉1中，往下行床气化炉1通入650kg水蒸气和150kg的O₂，在1300℃下气化煤，得到煤气，排出气化残渣。用该煤气与进入气化炉1中的煤粉进行换热，回收热量，干燥煤粉，高温煤气变为低温煤气。

电石冶炼：将1000kg的CaO和650kg的兰炭送入电石炉4中，在1800℃下冶炼得到电石。用从电石炉中排出的高温电石炉气与CaO和兰炭进行换热，回收热量，预热CaO和兰炭，高温电石炉气变为低温电石炉气，再进行处理，达标后排放。

乙炔制备：将上述电石和1500kg的水分别送入乙炔发生器3中制备乙炔，剩余的残渣为电石渣浆。

脱硫：将煤气和电石渣浆分别送入脱硫装置2中对煤气脱硫，得到净煤气。

上述所有装置均进行了保温处理，其内部的工作环境均为阻燃环境。上述所有固体物料的输送均在保温及阻燃的条件下进行。

产物及各装置某些产物出口的温度请见表1。

实施例3

本实施例采用图1所示的系统制备净煤气和乙炔，具体如下：

准备原料：将褐煤破碎，选取粒径≤0.3mm的煤粉，再将其干燥至水分含量为6wt％；此煤的灰分含量为5wt％、挥发分含量为40wt％，灰熔点为1000℃。将CaO破碎，选取粒径≤20mm的CaO。将兰炭破碎，选取粒径≤20mm的兰炭；此兰炭的灰分含量为6wt％，挥发分含量为1.5wt％。

煤气化：将1kg上述煤粉送入气化炉1中，往下行床气化炉1通入250kgCO₂，在2000℃下气化煤，得到煤气，排出气化残渣。用该煤气与进入气化炉1中的煤粉进行换热，回收热量，干燥煤粉，高温煤气变为低温煤气。

电石冶炼：将1000kg的CaO和645kg的兰炭送入电石炉4中，在2200℃下冶炼得到电石。用从电石炉中排出的高温电石炉气与CaO和兰炭进行换热，回收热量，预热CaO和兰炭，高温电石炉气变为低温电石炉气，再进行处理，达标后排放。

乙炔制备：将上述电石和1450kg的水分别送入乙炔发生器3中制备乙炔，剩余的残渣为电石渣浆。

脱硫：将煤气和电石渣浆分别送入脱硫装置2中对煤气脱硫，得到净煤气。

上述所有装置均进行了保温处理，其内部的工作环境均为阻燃环境。上述所有固体物料的输送均在保温及阻燃的条件下进行。

产物及各装置某些产物出口的温度请见表1。

表1各实施例产物及各装置某些产物出口的温度

从表1可以看出，电石制备乙炔后剩下的电石渣能有效的脱除煤气中的硫，净化煤气。

此外，由于对所有装置均进行了保温处理，固体物料在输送过程中也均在采用了保温处理，充分利用了煤气和电石炉气的高温显热，极大的降低了损耗，节约了能源。

综上，本实用新型将高硫煤炭气化、电石冶炼和电石渣脱硫等技术耦合制备净煤气和乙炔，解决了电石渣难处理的问题，还降低了制备净煤气和乙炔的成本。

此外，本实用新型充分利用了高温煤气显热、电石炉气的高温显热以及电石渣的高值化利用，极大程度地降低损耗、节约能源。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，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实用新型的保护范围之中。