制备电石原料的系统和方法

制备电石原料的系统和方法
【专利摘要】本发明公开了制备电石原料的系统和方法，所述系统包括：快速热解炉，所述快速热解炉具有低阶煤入口、半焦出口和热解油气出口，并且所述低阶煤入口设置在所述快速热解炉的顶部，所述半焦出口设置在所述快速热解炉的底部，在所述半焦出口处设置有星型给料阀；混料装置，所述混料装置具有半焦入口、含有生石灰和粘结剂的物料入口、惰性气体入口和混合物料出口，所述半焦入口与所述半焦出口相连；热压成型装置，所述热压成型装置具有混合物料入口和成型球团出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连。该系统不仅有效解决了快速热解过程生成的大量粉末状半焦物质的后续无法高效利用的难题，而且较传统的制备电石原料工艺相比可以显著处理成本。
【专利说明】
制备电石原料的系统和方法
技术领域
[0001] 本发明属于化工技术领域，具体而言，本发明涉及一种制备电石原料的系统和方 法。
【背景技术】
[0002] 煤炭快速热解技术是将煤粉放入一定温度的快速热解装置中，煤炭在很短的时间 内经过高温热解过程，其体内的有机质成分变成气体或煤焦油，剩下的固定碳含量变成半 焦的过程。伴随煤炭快速热解过程生成的大量粉末状半焦物质的后续利用途径成为困扰快 速热解技术快速推广的瓶颈之一。
[0003] 传统电石以块状煤炭和块状生石灰为原料进行冶炼制备，这种方法使得电石制备 存在繁杂的石灰煅烧过程、块状煤炭和石灰接触面积小、耗电量大、容易造成一定的原料浪 费和环境污染等问题。
[0004] 因此，采用粉末状煤炭或者半焦与生石灰制备电石冶炼原料球团成为目前电石行 业发展的趋势之一。

【发明内容】

[0005] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种制备电石原料的系统和方法，该系统不仅有效解决了快速热解过程 生成的大量粉末状半焦物质的后续无法高效利用的难题，而且较传统的制备电石原料工艺 相比可以显著处理成本。
[0006] 在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备电石原料的系统。根据本发明的实 施例，该系统包括：
[0007] 快速热解炉，所述快速热解炉具有低阶煤入口、半焦出口和热解油气出口，并且所 述低阶煤入口设置在所述快速热解炉的顶部，所述半焦出口设置在所述快速热解炉的底 部，在所述半焦出口处设置有星型给料阀；
[0008] 混料装置，所述混料装置具有半焦入口、含有生石灰和粘结剂的物料入口、惰性气 体入口和混合物料出口，所述半焦入口与所述半焦出口相连；
[0009] 热压成型装置，所述热压成型装置具有混合物料入口和成型球团出口，所述混合 物料入口与所述混合物料出口相连。
[0010] 由此，根据本发明实施例的制备电石原料的系统通过采用快速热解炉对低阶煤进 行热解处理得到热解半焦，并将该热解半焦供给至混料装置中与含有粘结剂和生石灰的混 料进行混合，该混料可以充分利用热解半焦的余热，使得混料中的粘结剂融化，从而发挥粘 附的作用，并且在混料过程中通入惰性气体，不仅可以有效避免空气进入导致热解半焦的 自燃，而且可以起到保温的作用，避免热解半焦温度降低过快，同时可以保证所得混合物料 所携带的热量满足后续热压成型过程中的需要，从而在热压成型过程中不需要额外供给热 量，进而可以显著降低能耗，另外，该系统结构简单，不需要额外设置预热装置，从而不仅有 效解决了快速热解过程生成的大量粉末状半焦物质的后续无法高效利用的难题，而且较传 统的制备电石原料工艺相比可以显著处理成本。
[0011] 另外，根据本发明上述实施例的制备电石原料的系统还可以具有如下附加的技术 特征：
[0012] 在本发明的一些实施例中，所述制备电石原料的系统进一步包括:低阶煤料仓;第 一进料螺旋，所述第一进料螺旋具有第一螺旋进料口和第一螺旋出料口，所述第一螺旋进 料口与所述低阶煤料仓相连，所述第一螺旋出料口与所述低阶煤入口相连。
[0013] 在本发明的一些实施例中，所述制备电石原料的系统进一步包括:缓冲罐，所述缓 冲罐具有缓冲罐进料口和缓冲罐出料口，所述缓冲罐进料口与所述半焦出口相连;第二进 料螺旋，所述第二进料螺旋具有第二螺旋进料口和第二螺旋出料口，所述第二螺旋进料口 与所述缓冲罐出料口相连，所述第二螺旋出料口与所述半焦入口相连。
[0014] 在本发明的一些实施例中，所述制备电石原料的系统进一步包括:物料料仓，所述 物料料仓具有粘结剂入口、生石灰入口和混料出口；第三进料螺旋，所述第三进料螺旋具有 第三螺旋进料口和第三螺旋出料口，所述第三螺旋进料口与所述混料出口相连，所述第三 螺旋出料口与所述含有生石灰和粘结剂的物料入口相连。
[0015] 在本发明的再一个方面，本发明提出了一种制备电石的方法。根据本发明的实施 例，该方法包括：
[0016] (1)将低阶煤从所述快速热解炉顶部供给至所述快速热解炉内进行快速热解处 理，以便得到半焦和热解油气；
[0017] (2)将所述半焦、惰性气体与含有生石灰和粘结剂的物料供给至混料装置中进行 混合，以便得到混合物料；
[0018] (3)将所述混合物料供给至所述热压成型装置中进行热压成型处理，以便得到成 型球团。
[0019] 由此，根据本发明实施例的制备电石原料的方法通过采用快速热解炉对低阶煤进 行热解处理得到热解半焦，并将该热解半焦供给至混料装置中与含有粘结剂和生石灰的混 料进行混合，该混料可以充分利用热解半焦的余热，使得混料中的粘结剂融化，从而发挥粘 附的作用，并且在混料过程中通入惰性气体，不仅可以有效避免空气进入导致热解半焦的 自燃，而且可以起到保温的作用，避免热解半焦温度降低过快，同时可以保证所得混合物料 所携带的热量满足后续热压成型过程中的需要，从而在热压成型过程中不需要额外供给热 量，进而可以显著降低能耗，另外，该方法工艺简单，不需要额外设置预热步骤，从而不仅有 效解决了快速热解过程生成的大量粉末状半焦物质的后续无法高效利用的难题，而且较传 统的制备电石原料工艺相比可以显著处理成本。
[0020] 另外，根据本发明上述实施例的制备电石原料的方法还可以具有如下附加的技术 特征：
[0021] 在本发明的一些实施例中，在步骤(1)中，所述快速热解处理的温度为600~650摄 氏度，时间为2~10秒。由此，可以显著提高低阶煤的热解效率。
[0022]在本发明的一些实施例中，在步骤（2)中，所述混合物料的温度为200~250摄氏 度。由此，在后续热压成型过程中不需要额外供给热量，从而显著降低能耗。
[0023]在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，所述半焦、所述生石灰和所述粘结剂的 质量比为60:100: (8~32)。由此，可以显著提高所得成型球团的抗摔强度和抗压强度。
[0024] 在本发明的一些实施例中，在步骤(2)中，将所述半焦与所述含有生石灰和粘结剂 的物料混合10~20分钟。由此，可以进一步提高所得成型球团的抗摔强度和抗压强度。
[0025] 在本发明的一些实施例中，所述粘结剂为沥青粉末。由此，可以进一步提高所得成 型球团的抗摔强度和抗压强度。
[0026] 在本发明的一些实施例中，所述沥青粉末为高温沥青粉末。由此，可以进一步提高 所得成型球团的抗摔强度和抗压强度。
[0027] 在本发明的一些实施例中，所述半焦的粒径不高于3mm。由此，可以进一步提高所 得成型球团的抗摔强度和抗压强度。
[0028] 在本发明的一些实施例中，所述生石灰的粒径不高于150微米。由此，可以进一步 提高所得成型球团的抗摔强度和抗压强度。
[0029] 在本发明的一些实施例中，所述粘结剂的粒径不高于150微米。由此，可以进一步 提高所得成型球团的抗摔强度和抗压强度。
[0030] 在本发明的一些实施例中，在步骤（3)中，所述成型处理是采用对辊成型机进行 的，其中，所述成型处理的压力为12~15MPa。由此，可以进一步提高所得成型球团的抗摔强 度和抗压强度。
[0031] 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0032] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得 明显和容易理解，其中：
[0033] 图1是根据本发明一个实施例的制备电石原料的系统结构示意图；
[0034] 图2是根据本发明再一个实施例的制备电石原料的系统结构示意图；
[0035] 图3是根据本发明又一个实施例的制备电石原料的系统结构示意图；
[0036] 图4是根据本发明又一个实施例的制备电石原料的系统结构示意图；
[0037] 图5是根据本发明一个实施例的制备电石原料的方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0038] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0039] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时 针"、"逆时针"、"轴向"、"径向"、"周向"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或 位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0040] 此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是至少两个，例如两个，三 个等，除非另有明确具体的限定。
[0041]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等 术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连 接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员 而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0042]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0043] 在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备电石原料的系统。根据本发明的实 施例，参考图1，该系统包括:快速热解炉1〇〇、混料装置200和热压成型装置300。
[0044] 根据本发明的实施例，快速热解炉100具有低阶煤入口 101、半焦出口 102和热解油 气出口 103,其中，低阶煤入口 101设置在快速热解炉100的顶部，半焦出口 102设置在快速热 解炉100的底部，并且在快速热解炉内设置有多个辐射管11，优选蓄热式辐射管，且适于将 低阶煤从快速热解炉顶部供给至热解炉内，在辐射管提供热量的作用下进行快速热解处 理，得到半焦和热解煤气。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对低阶煤的粒 径以及辐射管的布置方式进行选择。
[0045] 根据本发明的一个实施例，参考图1，在半焦出口 102处可以设置有星型给料阀12， 从而可以控制后续混合过程中半焦与生石灰和粘结剂的混合配比。
[0046] 根据本发明的再一个实施例，参考图1，在快速热解炉内且位于低阶煤入口 101的 下方设置有布料器13，且适于将从低阶煤入口 101进入快速热解炉内的低阶煤打散，从而使 得低阶煤在下落过程中在快速热解炉内均匀分散，进而提高低阶煤的热解效率。
[0047] 根据本发明的又一个实施例，快速热解处理的条件并不受特别限制，本领域技术 人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，快速热解处理的可以在温度 为600~650摄氏度下进行2~10秒。由此，不仅可以显著提高低阶煤的热解效率，而且可以 保证所得热解半焦所携带的余热可以满足后续的混合和热压成型过程。
[0048] 根据本发明的又一个实施例，半焦的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以 根据实际需要进行选择，根据本发明具体实施例，半焦的粒径可以不高于3_。由此，可以使 得半焦与粘结剂和生石灰充分接触，不仅可以显著提高所得成型球团的抗摔强度和抗压强 度，而且可以保证所得成型球团用于制备电石过程中具有较高的产率。
[0049]根据本发明的实施例，混料装置200具有半焦入口 201、含有生石灰和粘结剂的物 料入口 202、惰性气体入口 203和混合物料出口 204，半焦入口 201与半焦出口 102相连，且适 于在惰性气氛下将半焦与含有生石灰和粘结剂的物料进行混合，充分利用热解半焦的余 热，使得物料中的粘结剂融化，从而发挥粘附的作用，并且在混料过程中通入惰性气体，不 仅可以有效避免空气进入导致热解半焦的自燃，而且可以起到保温的作用，避免热解半焦 温度降低过快，同时可以保证所得混合物料所携带的热量满足后续热压成型过程中的需 要，从而在热压成型过程中不需要额外供给热量，进而可以显著降低能耗。
[0050] 根据本发明的一个实施例，半焦与生石灰和粘结剂的混合比例并不受特别限制， 本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，半焦、生石灰和粘 结剂可以按照质量比为60:100: (8~32)进行混合。发明人发现，该混合配比下所得成型球 团具有较高的抗摔强度和抗压强度，并且在用于生产电石过程中具有较高的产率。
[0051] 根据本发明的再一个实施例，生石灰的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可 以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，生石灰的粒径可以为不高于150微 米。由此，可以保证所得成型球团的具有较高的抗摔强度和抗压强度。
[0052]根据本发明的又一个实施例，粘结剂的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可 以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，粘结剂的粒径可以不高于150微米。 由此，可以进一步提高所得成型球团的抗摔强度和抗压强度。
[0053]根据本发明的又一个实施例，粘结剂的具体类型并不受特别限制，本领域技术人 员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，粘结剂可以为沥青粉末，例如可 以为高温沥青粉末。需要说明的是，高温沥青指软化点为95~120 °C的沥青。由此，该沥青粉 末在热解半焦余热的作用下融化，从而发挥其粘附作用。
[0054]根据本发明的又一个实施例，将半焦与含有生石灰和粘结剂的物料混合10~20分 钟。由此，不仅可以充分利用热解半焦的余热，而且可以进一步提高所得成型球团的抗摔强 度和抗压强度。
[0055]根据本发明的又一个实施例，混合物料的温度可以为200~250摄氏度。由此，在后 续热压成型过程中不需要额外供给热量，从而显著降低能耗。
[0056]根据本发明的又一个实施例，惰性气体的具体类型并不受特别限制，本领域技术 人员可以根据实际需要进行选择，例如惰性气体可以为氮气。发明人发现，在混料过程中通 入该类惰性气体，不仅可以有效避免空气进入导致热解半焦的自燃，而且可以起到保温的 作用，避免热解半焦温度降低过快。
[0057]根据本发明的实施例，热压成型装置300具有混合物料入口 301和成型球团出口 302，混合物料入口 301与混合物料出口 204相连，且适于将混合物料供给至热压成型装置中 进行热压成型处理，从而可以得到成型球团。由此，通过将上述所得混合物料进行热压成型 处理，混合物料所携带的热量可以满足热压成型过程中的需要，从而在热压成型过程中不 需要额外供给热量，进而可以显著降低能耗。
[0058]根据本发明的一个实施例，热压成型处理压力并不受特别限制，本领域技术人员 可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，成型处理的压力可以为12~ 15MPa。由此，可以保证所得成型球团具有较高的抗摔性能和抗压强度。
[0059]根据本发明实施例的制备电石原料的系统通过采用快速热解炉对低阶煤进行热 解处理得到热解半焦，并将该热解半焦供给至混料装置中与含有粘结剂和生石灰的混料进 行混合，该混料可以充分利用热解半焦的余热，使得混料中的粘结剂融化，从而发挥粘附的 作用，并且在混料过程中通入惰性气体，不仅可以有效避免空气进入导致热解半焦的自燃， 而且可以起到保温的作用，避免热解半焦温度降低过快，同时可以保证所得混合物料所携 带的热量满足后续热压成型过程中的需要，从而在热压成型过程中不需要额外供给热量， 进而可以显著降低能耗，另外，该系统结构简单，不需要额外设置预热装置，从而不仅有效 解决了快速热解过程生成的大量粉末状半焦物质的后续无法高效利用的难题，而且较传统 的制备电石原料工艺相比可以显著处理成本。
[0060]参考图2,根据本发明实施例的制备电石原料的系统进一步包括:低阶煤料仓400 和第一进料螺旋500。
[0061 ]根据本发明的实施例，低阶煤料仓400适于存储低阶煤。
[0062]根据本发明的实施例，第一进料螺旋500具有第一螺旋进料口 501和第一螺旋出料 口 502，第一螺旋进料口 501与低阶煤料仓400相连，第一螺旋出料口 502与低阶煤入口 101相 连，且适于将存储在低阶煤料仓中的低阶煤供给至快速热解炉中。
[0063]参考图3,根据本发明实施例的制备电石原料的系统进一步包括:缓冲罐600和第 二进料螺旋700。
[0064]根据本发明的实施例，缓冲罐600具有缓冲罐进料口 601和缓冲罐出料口 602,缓冲 罐进料口 601与半焦出口 102相连，且适于将快速热解炉中得到的热解半焦经半焦出口存储 在缓冲罐中。
[0065]根据本发明的实施例，第二进料螺旋700具有第二螺旋进料口 701和第二螺旋出料 口 702，第二螺旋进料口 701与缓冲罐出料口 602相连，第二螺旋出料口 702与半焦入口 201相 连，且适于将缓冲罐中的热解半焦供给至混料装置中。
[0066]参考图4，根据本发明实施例的制备电石原料的系统进一步包括:物料料仓800和 第三进料螺旋900。
[0067]根据本发明的实施例，物料料仓800具有粘结剂入口 801、生石灰入口 802和混料出 口 803,且适于存储含有粘结剂和生石灰的混料。
[0068]根据本发明的实施例，第三进料螺旋900具有第三螺旋进料口 901和第三螺旋出料 口 902，第三螺旋进料口 901与混料出口 803相连，第三螺旋出料口 902与含有生石灰和粘结 剂的物料入口 202相连，且适于将含有生石灰和粘结剂的物料供给至混料装置中与半焦进 行混合。
[0069]在本发明的再一个方面，本发明提出了一种制备电石原料的方法。根据本发明的 实施例，该方法是采用上述的制备电石原料的系统进行的。根据本发明的具体实施例，该方 法包括：（1)将低阶煤从所述快速热解炉顶部供给至所述快速热解炉内进行快速热解处理， 以便得到半焦和热解油气；（2)将所述半焦、惰性气体与含有生石灰和粘结剂的物料供给至 混料装置中进行混合，以便得到混合物料；（3)将所述混合物料供给至所述热压成型装置中 进行热压成型处理，以便得到成型球团。发明人发现，通过采用快速热解炉对低阶煤进行热 解处理得到热解半焦，并将该热解半焦供给至混料装置中与含有粘结剂和生石灰的混料进 行混合，该混料可以充分利用热解半焦的余热，使得混料中的粘结剂融化，从而发挥粘附的 作用，并且在混料过程中通入惰性气体，不仅可以有效避免空气进入导致热解半焦的自燃， 而且可以起到保温的作用，避免热解半焦温度降低过快，同时可以保证所得混合物料所携 带的热量满足后续热压成型过程中的需要，从而在热压成型过程中不需要额外供给热量， 进而可以显著降低能耗，另外，该方法工艺简单，不需要额外设置预热步骤，从而不仅有效 解决了快速热解过程生成的大量粉末状半焦物质的后续无法高效利用的难题，而且较传统 的制备电石原料工艺相比可以显著处理成本。需要说明的是，上述针对制备电石原料的系 统所描述的特征和优点同样适用于该制备电石原料的方法，此处不再赘述。
[0070] 下面参考图5对本发明实施例的制备电石原料的方法进行详细描述。根据本发明 的实施例，该方法包括：
[0071] S100:将低阶煤从快速热解炉顶部供给至快速热解炉内进行快速热解处理
[0072] 根据本发明的实施例，将低阶煤从快速热解炉顶部供给至热解炉内，在辐射管提 供热量的作用下进行快速热解处理，得到半焦和热解煤气。需要说明的是，本领域技术人员 可以根据实际需要对低阶煤的粒径以及辐射管的布置方式进行选择。
[0073] 根据本发明的一个实施例，可以通过设置在半焦出口处的星型给料阀控制后续混 合过程中半焦与生石灰和粘结剂的混合配比。
[0074] 根据本发明的再一个实施例，快速热解处理的条件并不受特别限制，本领域技术 人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，快速热解处理的可以在温度 为600~650摄氏度下进行2~10秒。由此，不仅可以显著提高低阶煤的热解效率，而且可以 保证所得热解半焦所携带的余热可以满足后续的混合和热压成型过程。
[0075] 根据本发明的又一个实施例，半焦的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可以 根据实际需要进行选择，根据本发明具体实施例，半焦的粒径可以不高于3_。由此，可以使 得半焦与粘结剂和生石灰充分接触，不仅可以显著提高所得成型球团的抗摔强度和抗压强 度，而且可以保证所得成型球团用于制备电石过程中具有较高的产率。
[0076] S200:将半焦、惰性气体与含有生石灰和粘结剂的物料供给至混料装置中进行混 合
[0077]根据本发明的实施例，将所述半焦、惰性气体与含有生石灰和粘结剂的物料供给 至混料装置中进行混合，充分利用热解半焦的余热，使得物料中的粘结剂融化，从而发挥粘 附的作用，并且在混料过程中通入惰性气体，不仅可以有效避免空气进入导致热解半焦的 自燃，而且可以起到保温的作用，避免热解半焦温度降低过快，同时可以保证所得混合物料 所携带的热量满足后续热压成型过程中的需要，从而在热压成型过程中不需要额外供给热 量，进而可以显著降低能耗。
[0078] 根据本发明的一个实施例，半焦与生石灰和粘结剂的混合比例并不受特别限制， 本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，半焦、生石灰和粘 结剂可以按照质量比为60:100: (8~32)进行混合。发明人发现，该混合配比下所得成型球 团具有较高的抗摔强度和抗压强度，并且在用于生产电石过程中具有较高的产率。
[0079] 根据本发明的再一个实施例，生石灰的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可 以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，生石灰的粒径可以为不高于150微 米。由此，可以保证所得成型球团的具有较高的抗摔强度和抗压强度。
[0080] 根据本发明的又一个实施例，粘结剂的粒径并不受特别限制，本领域技术人员可 以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，粘结剂的粒径可以不高于150微米。 由此，可以进一步提高所得成型球团的抗摔强度和抗压强度。
[0081] 根据本发明的又一个实施例，粘结剂的具体类型并不受特别限制，本领域技术人 员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，粘结剂可以为沥青粉末，例如可 以为高温沥青粉末。需要说明的是，高温沥青指软化点为95~120 °C的沥青。由此，该沥青粉 末在热解半焦余热的作用下融化，从而发挥其粘附作用。
[0082]根据本发明的又一个实施例，将半焦与含有生石灰和粘结剂的物料混合10~20分 钟。由此，不仅可以充分利用热解半焦的余热，而且可以进一步提高所得成型球团的抗摔强 度和抗压强度。
[0083] 根据本发明的又一个实施例，混合物料的温度可以为200~250摄氏度。由此，在后 续热压成型过程中不需要额外供给热量，从而显著降低能耗。
[0084] 根据本发明的又一个实施例，惰性气体的具体类型并不受特别限制，本领域技术 人员可以根据实际需要进行选择，例如惰性气体可以为氮气。发明人发现，在混料过程中通 入该类惰性气体，不仅可以有效避免空气进入导致热解半焦的自燃，而且可以起到保温的 作用，避免热解半焦温度降低过快。
[0085] S300:将混合物料供给至热压成型装置中进行热压成型处理
[0086] 根据本发明的实施例，将上述所得到的混合物料供给至热压成型装置中进行热压 成型处理，从而可以得到成型球团。由此，通过将上述所得混合物料进行热压成型处理，混 合物料所携带的热量可以满足热压成型过程中的需要，从而在热压成型过程中不需要额外 供给热量，进而可以显著降低能耗。
[0087] 根据本发明的一个实施例，热压成型处理压力并不受特别限制，本领域技术人员 可以根据实际需要进行选择，根据本发明的具体实施例，成型处理的压力可以为12~ 15MPa。由此，可以保证所得成型球团具有较高的抗摔性能和抗压强度。
[0088] 根据本发明实施例的制备电石原料的方法通过采用快速热解炉对低阶煤进行热 解处理得到热解半焦，并将该热解半焦供给至混料装置中与含有粘结剂和生石灰的混料进 行混合，该混料可以充分利用热解半焦的余热，使得混料中的粘结剂融化，从而发挥粘附的 作用，并且在混料过程中通入惰性气体，不仅可以有效避免空气进入导致热解半焦的自燃， 而且可以起到保温的作用，避免热解半焦温度降低过快，同时可以保证所得混合物料所携 带的热量满足后续热压成型过程中的需要，从而在热压成型过程中不需要额外供给热量， 进而可以显著降低能耗，另外，该方法工艺简单，不需要额外设置预热步骤，从而不仅有效 解决了快速热解过程生成的大量粉末状半焦物质的后续无法高效利用的难题，而且较传统 的制备电石原料工艺相比可以显著处理成本。
[0089] 下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述 性的，而不以任何方式限制本发明。
[0090] 实施例1
[0091 ]将低阶煤供给至快速热解炉中在600 °C下快速热解2秒，得到半焦和热解油气，然 后将所得半焦(温度为600°C，粒径在3_以下)供给至混料装置中，在氮气气氛下，将含有高 温沥青粉末和生石灰粉的物料(高温沥青粉末和生石灰粒径均为100目以下）均匀混合搅拌 10分钟，得到混合物料，使混合物料温度保持在250°C左右;其中，半焦、生石灰粉与高温沥 青粉末的质量比为60:100:16，接着将上述所得混合物料放入对辊成型压球机中压制成型， 对辊成型机的压力设定为15MPa，得到成型球团。
[0092] 实施例2
[0093]将低阶煤供给至快速热解炉中在650 °C下快速热解4秒，得到半焦和热解油气，然 后将所得半焦(温度为650°C，粒径在3_以下)供给至混料装置中，在氮气气氛下，将含有高 温沥青粉末和生石灰粉的物料(高温沥青粉末和生石灰粒径均为200目以下）均匀混合搅拌 15分钟，得到混合物料，使混合物料温度保持在220°C左右;其中，半焦、生石灰粉与高温沥 青粉末的质量比为60:100:10，接着将上述所得混合物料放入对辊成型压球机中压制成型， 对辊成型机的压力设定为13MPa，得到成型球团。
[0094] 实施例3
[0095]将低阶煤供给至快速热解炉中在620 °C下快速热解5秒，得到半焦和热解油气，然 后将所得半焦(温度为620°C，粒径在3_以下)供给至混料装置中，在氮气气氛下，将含有高 温沥青粉末和生石灰粉的物料(高温沥青粉末粒径200目以下，生石灰粒径为100目以下)均 匀混合搅拌10分钟，得到混合物料，使混合物料温度保持在200°C左右;其中，半焦、生石灰 粉与高温沥青粉末的质量比为60:100:20,接着将上述所得混合物料放入对辊成型压球机 中压制成型，对辊成型机的压力设定为12MPa，得到成型球团。
[0096] 评价：
[0097] 1、分别对实施例1-3所得成型球团的抗摔强度和抗压强度进行评价。
[0098] 2、评价指标和测试方法：
[0099]抗摔强度的测试:取10个样品称重，装在箱底可以打开的箱子里，在离地2.0m高处 打开箱底，让样品自由跌落到12mm厚的钢板上，反复跌落三次后，用筛子筛分，取>5mm的重 量百分数作为球团的抗摔强度的指标。。
[0100]成型球团抗压强度:将球团置于型号为LDS-Y10A球团压力试验机上测定的，压力 试验机施载速度为l〇mm/min。
[0101] 测试结果如表1所示：
[0102] 表1压块球团性能对比
[0103]
[0104] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。
[0105] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1. 一种制备电石原料的系统，其特征在于，包括： 快速热解炉，所述快速热解炉具有低阶煤入口、半焦出口和热解油气出口，并且所述低 阶煤入口设置在所述快速热解炉的顶部，所述半焦出口设置在所述快速热解炉的底部，在 所述半焦出口处设置有星型给料阀； 混料装置，所述混料装置具有半焦入口、含有生石灰和粘结剂的物料入口、惰性气体入 口和混合物料出口，所述半焦入口与所述半焦出口相连； 热压成型装置，所述热压成型装置具有混合物料入口和成型球团出口，所述混合物料 入口与所述混合物料出口相连。2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括： 低阶煤料仓； 第一进料螺旋，所述第一进料螺旋具有第一螺旋进料口和第一螺旋出料口，所述第一 螺旋进料口与所述低阶煤料仓相连，所述第一螺旋出料口与所述低阶煤入口相连。3. 根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，进一步包括： 缓冲罐，所述缓冲罐具有缓冲罐进料口和缓冲罐出料口，所述缓冲罐进料口与所述半 焦出口相连； 第二进料螺旋，所述第二进料螺旋具有第二螺旋进料口和第二螺旋出料口，所述第二 螺旋进料口与所述缓冲罐出料口相连，所述第二螺旋出料口与所述半焦入口相连。4. 根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，进一步包括： 物料料仓，所述物料料仓具有粘结剂入口、生石灰入口和混料出口； 第三进料螺旋，所述第三进料螺旋具有第三螺旋进料口和第三螺旋出料口，所述第三 螺旋进料口与所述混料出口相连，所述第三螺旋出料口与所述含有生石灰和粘结剂的物料 入口相连。5. -种利用权利要求1-4任一项所述的系统制备电石原料的方法，其特征在于，包括： (1) 将低阶煤从所述快速热解炉顶部供给至所述快速热解炉内进行快速热解处理，以 便得到半焦和热解油气； (2) 将所述半焦、惰性气体与含有生石灰和粘结剂的物料供给至混料装置中进行混合， 以便得到混合物料； (3) 将所述混合物料供给至所述热压成型装置中进行热压成型处理，以便得到成型球 团。6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤（1)中，所述快速热解处理的温度为 600~650摄氏度，时间为2~10秒。7. 根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述混合物料的温度为 200~250摄氏度。8. 根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述半焦、所述 生石灰和所述粘结剂的质量比为60:100:(8~32)， 任选的，在步骤（2)中，将所述半焦与所述含有生石灰和粘结剂的物料混合10~20分 钟。9. 根据权利要求5-8中任一项所述的方法，其特征在于，所述粘结剂为沥青粉末， 任选的，所述沥青粉末为高温沥青粉末， 任选的，所述半焦的粒径不高于3_， 任选的，所述生石灰的粒径不高于150微米， 任选的，所述粘结剂的粒径不高于150微米。10.根据权利要求5-9中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述成型处理 是采用对辊成型机进行的，其中，所述成型处理的压力为12~15MPa。
【文档编号】C10L5/16GK105907436SQ201610405070
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】夏碧华, 邓鑫, 薛逊, 吴道洪
【申请人】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司