本實用新型屬于電石生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱解爐和電石爐聯(lián)用生產(chǎn)電石的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電石的生產(chǎn)方法有氧熱法和電熱法兩種，目前工業(yè)上一般采用電熱法生產(chǎn)電石，即焦炭(C)和氧化鈣(CaO)在電石爐內(nèi)，利用電弧高溫(＞2000℃)熔化反應(yīng)而生成電石，電熱法制備電石的特點(diǎn)是采用塊狀原料進(jìn)料和利用電能生產(chǎn)電石，它存在反應(yīng)速率慢、反應(yīng)時間長、反應(yīng)溫度高，耗電量大，電石產(chǎn)量低、粉塵和尾氣治理困難的問題。正是由于傳統(tǒng)電石生產(chǎn)技術(shù)存在“高投入、高污染、高電耗”的缺點(diǎn)，不符合節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的要求，因此其發(fā)展受限。

氧熱法是在氧的存在下使部分碳發(fā)生氧化反應(yīng)放熱，產(chǎn)生的高溫?zé)崃渴故Ｓ嗵己外}發(fā)生反應(yīng)生成電石，該法由于具有電能消耗小、反應(yīng)時間短、反應(yīng)溫度低、污染小的優(yōu)點(diǎn)逐漸被重視。

目前的氧熱法生產(chǎn)電石系統(tǒng)，使用的熱解單元和電石冶煉單元相對獨(dú)立，兩個單元之間沒有能量耦合，系統(tǒng)能耗大；熱解單元的半焦顯熱和氧熱法電石爐排出的高溫尾氣的顯熱沒有得到有效利用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實用新型提出一種熱解爐和電石爐聯(lián)用生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，利用氧熱電石爐的尾氣顯熱為熱解爐提供熱量，降低了系統(tǒng)能耗，提高了能源利用率。

本實用新型的目的之一是提供一種熱解爐和電石爐聯(lián)用生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，包括原煤破碎單元、熱解爐、原煤超細(xì)制備單元和電石爐；

所述原煤破碎單元包括顆粒煤出口和粉煤出口；

所述熱解爐包括高溫氣體入口、氣體分布器、原料入口和熱解料出口，所述氣體分布器設(shè)置在所述熱解爐內(nèi)腔底部，所述氣體分布器包括多層布?xì)夤芫W(wǎng)，各層布?xì)夤芫W(wǎng)之間互相連通，所述布?xì)夤芫W(wǎng)由相互交錯成網(wǎng)狀且互相連通的布?xì)夤芙M成，所述布?xì)夤芟虏吭O(shè)有布?xì)饪?，所述高溫氣體入口設(shè)置在所述熱解爐底部的側(cè)壁上，與所述氣體分布器連通；

所述原煤超細(xì)制備單元包括粉煤入口和超細(xì)粉煤出口；

所述電石爐包括電石原料入口、氧氣入口、尾氣出口和電石出口；

所述顆粒煤出口連接所述熱解爐原料入口，所述熱解料出口連接所述電石原料入口，所述粉煤出口連接所述原煤超細(xì)制備單元的粉煤入口，所述超細(xì)粉煤出口連接所述電石爐氧氣入口，所述電石爐尾氣出口連接所述熱解爐高溫氣體入口。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還包括石灰破碎單元，所述石灰破碎單元包括石灰出口，所述石灰出口連接所述熱解爐原料入口。

優(yōu)選的，所述系統(tǒng)包括油水冷卻分離器，所述油水冷卻分離器包括熱解油氣入口、焦油出口和熱解氣出口，所述熱解爐進(jìn)一步包括熱解油氣出口，所述熱解爐熱解油氣出口連接所述油水冷卻分離器熱解油氣入口。

所述熱解爐更進(jìn)一步包括燃燒器。

具體的，所述氣體分布器的相鄰布?xì)夤芫W(wǎng)水平面之間的距離為500mm～2000mm。

優(yōu)選的，所述布?xì)夤芟嗷ソ诲e成方格網(wǎng)狀。

進(jìn)一步的，所述布?xì)夤芊礁竦倪吘酁?00mm～600mm。

優(yōu)選的，所述氣體分布器進(jìn)一步包括布?xì)庹郑霾細(xì)庹止潭ㄔ谒霾細(xì)夤苌戏健?/p>

本實用新型的另一目的是提供一種利用上述系統(tǒng)生產(chǎn)電石的方法，包括以下步驟：

A、將原料煤破碎至3mm以下；將直徑1～3mm的顆粒煤和破碎后的石灰送入所述熱解爐；將直徑＜1mm的粉煤送入所述原煤超細(xì)制備單元，獲得＜200μm的超細(xì)粉煤；

B、將所述顆粒煤和石灰在熱解爐中進(jìn)行熱解，熱解溫度450～900℃，獲得高溫半焦和石灰；

C、將所述高溫半焦和石灰送入所述電石爐，在1700℃～2200℃的溫度下發(fā)生反應(yīng)，獲得電石和高溫電石爐尾氣；將所述超細(xì)粉煤和氧氣混合后噴入電石爐，氧氣與煤粉在電石爐內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)放熱，為電石爐提供熱量；

D、將所述高溫電石爐尾氣通入所述熱解爐的氣體分布器。

優(yōu)選的，所述步驟B中的熱解爐還產(chǎn)生熱解油氣，將所述熱解油氣送入所述油氣冷卻分離器，獲得焦油和熱解氣。

本實用新型提供的熱解爐和電石爐聯(lián)用生產(chǎn)電石的系統(tǒng)和方法，將高溫半焦和預(yù)熱后的石灰直接熱送電石爐，同時，熱解爐利用電石爐的高溫尾氣作為熱源，實現(xiàn)了熱解爐和電石爐的能量耦合；合理利用了氧熱法的尾氣；超細(xì)煤粉燃燒快速放熱，保證電石爐溫度場的均勻。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例熱解爐和電石爐聯(lián)用系統(tǒng)的示意圖；

圖2是本實用新型實施例的系統(tǒng)生產(chǎn)電石的方法流程圖。

圖中：

100-石灰破碎單元，101-石灰出口；

200-原煤破碎單元，201-顆粒煤出口，202-粉煤出口；

300-熱解爐，301-原料入口，302-熱解料出口，303-熱解油氣出口，304-高溫氣體入口，305-氣體分布器；

400-電石爐，401-電石原料入口，402-氧氣入口，403-尾氣出口，404-電石出口；

500-油氣冷卻分離器，501-熱解油氣入口，502-焦油出口，503-熱解氣出口；

600-原煤超細(xì)制備單元，601-粉煤入口，602-超細(xì)粉煤出口。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本實用新型的方案及其各個方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本實用新型的限制。

如圖1所示，一方面，本實用新型實施例提供一種熱解爐和電石爐聯(lián)用生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，包括石灰破碎單元100、原煤破碎單元200、熱解爐300、電石爐400、油氣冷卻分離器500、原煤超細(xì)制備單元600。

石灰破碎單元100包括石灰出口101，石灰出口101連接熱解爐原料入口301。石灰破碎單元100用于將石灰破碎至合適的大小，送入熱解爐。

原煤破碎單元200包括顆粒煤出口201和粉煤出口202。原煤破碎單元200用于將原料煤的破碎到粒徑不大于3mm。1～3mm的顆粒煤通過顆粒煤出口201供給熱解爐使用，顆粒直徑＜1mm的粉煤通過粉煤出口202供給原煤超細(xì)制備單元。顆粒煤出口201接熱解爐原料入口301，粉煤出口202連接原煤超細(xì)制備單元的粉煤入口601。

熱解爐300包括原料入口301、熱解料出口302、熱解油氣出口303、高溫氣體入口304、氣體分布器305。

原料入口301位于熱解爐的頂部，便于熱解原料進(jìn)入熱解爐的爐腔。

熱解料出口302位于熱解爐的底部，熱解爐為下行熱解爐，熱解原料在熱解爐中逐步下降。煤熱解后生成半焦和熱解油氣，半焦通過熱解料出口302排出熱解爐。熱解料出口302連接電石原料入口401。

熱解油氣出口303位于熱解爐上部的側(cè)壁上，用于收集熱解產(chǎn)生的熱解油氣。熱解爐熱解油氣出口303連接油水冷卻分離器熱解油氣入口501。

高溫氣體入口304設(shè)置在熱解爐底部的側(cè)壁上，用于高溫氣體的進(jìn)入。高溫氣體入口304與氣體分布器305連通。

氣體分布器305設(shè)置在熱解爐300的內(nèi)腔底部。氣體分布器305包括多層布?xì)夤芫W(wǎng)，各層布?xì)夤芫W(wǎng)之間互相連通，布?xì)夤芫W(wǎng)由相互交錯成網(wǎng)狀且互相連通的布?xì)夤芙M成，布?xì)夤芟虏吭O(shè)有布?xì)饪住?/p>

本實用新型實施例中，氣體分布器305的相鄰布?xì)夤芫W(wǎng)水平面之間的距離為1000mm。相鄰布?xì)夤芫W(wǎng)之間的距離根據(jù)實際使用中物料的不同，熱解爐型號的大小可適當(dāng)調(diào)整，優(yōu)選的相鄰布?xì)夤芫W(wǎng)之間的距離為500mm～2000mm。

進(jìn)一步的，布?xì)夤芟嗷ソ诲e成方格網(wǎng)狀。方格的網(wǎng)狀布?xì)夤芨欣谖锪系木鶆蚴軣?，增加氣體與固體物料接觸的均勻性。布?xì)夤芊礁竦倪吘酁?00mm，在實際使用中，根據(jù)實際要求布?xì)夤芊礁竦倪吘鄡?yōu)選為300mm～600mm。

布?xì)夤艿纳戏皆O(shè)有布?xì)庹?。布?xì)庹譃槿前澹墼诓細(xì)夤苌?，起到保護(hù)布?xì)夤艿啦粫Σ潦軗p，有利于熱解物料分布的作用。

采取原料煤和石灰一同進(jìn)入熱解爐，有兩個好處。其一，利用了石灰的催化效果，增加氣體產(chǎn)量，尤其甲烷氣和氫氣的含量，甲烷氣可直接分離做天然氣產(chǎn)品。氫氣可以和電石爐尾氣中的一氧化碳?xì)怏w作為下游化工合成原料氣。其二，石灰在預(yù)熱爐中與電石氣和蓄熱式輻射管燃燒器換熱后，與熱解后的高溫半焦產(chǎn)品直接進(jìn)入氧熱電石爐，降低了電石爐的氧氣和煤消耗量。

熱解爐300進(jìn)一步包括蓄熱式輻射管燃燒器。熱解爐采用氧熱電石爐尾氣作為熱載體加熱為主，蓄熱式輻射管燃燒器加熱為輔。這樣設(shè)置有兩個好處，其一，氧熱電石爐尾氣80％以上為一氧化碳、氫氣等有效氣體組分，作為熱解爐熱載體，沒有混入惰性氣體，熱解氣純度高、品質(zhì)好，可作為燃料和化工原料；其二采用蓄熱式輻射管燃燒器為輔，可實現(xiàn)煙氣和熱解氣的隔絕，獲得的熱解氣純度高、品質(zhì)好，同時蓄熱式輻射管燃燒器可靈活布置，作為輔助供熱，可實現(xiàn)熱解爐的溫度場調(diào)配。

電石爐400包括電石原料入口401、氧氣入口402、尾氣出口403和電石出口404。電石爐400用于利用氧熱發(fā)將熱解爐排出的高溫半焦和石灰反應(yīng)，產(chǎn)生電石。

尾氣出口403連接熱解爐的高溫氣體入口304。電石爐產(chǎn)生的高溫尾氣作為熱解爐的熱載體送入熱解爐。

油水冷卻分離器500包括熱解油氣入口501、焦油出口502和熱解氣出口503。油水冷卻分離器500可將熱解油氣分離為焦油和熱解氣，用于后續(xù)的生產(chǎn)。

原煤超細(xì)制備單元600包括粉煤入口601和超細(xì)粉煤出口602。原煤破碎單元產(chǎn)生的粒徑小于1mm的粉煤通過粉煤入口601進(jìn)入原煤超細(xì)制備單元600。超細(xì)粉煤出口602連接電石爐氧氣入口402。原煤超細(xì)制備單元生產(chǎn)的超細(xì)粉煤和氧氣混合后噴入電石爐，燃燒放熱，為電石生產(chǎn)提供熱量。

采用氧氣作為載氣，輸送超細(xì)煤粉，由電石爐側(cè)壁中部噴入電石爐，可實現(xiàn)超細(xì)煤粉的快速氧化放熱，同時采用可霧化易分散的超細(xì)粉煤噴入方式氧化提供熱量，可實現(xiàn)氧熱電石爐的溫度場均勻。

如圖2所示，另一方面，本實用新型實施例提供一種利用上述系統(tǒng)生產(chǎn)電石的方法，包括以下步驟：

1、將原料煤破碎至3mm以下；將直徑1～3mm的顆粒煤和破碎后的石灰送入熱解爐；將直徑＜1mm的粉煤送入原煤超細(xì)制備單元，獲得＜200μm的超細(xì)粉煤。

2、將顆粒煤和石灰在熱解爐中進(jìn)行熱解，熱解溫度450～900℃，獲得高溫半焦和石灰及熱解油氣。

3、將高溫半焦和石灰送入電石爐，在1700℃～2200℃的溫度下發(fā)生反應(yīng)，獲得電石和高溫電石爐尾氣；將超細(xì)粉煤和氧氣混合后噴入電石爐，氧氣與煤粉在電石爐內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)放熱，為電石爐提供熱量。

4、將高溫電石爐尾氣通入熱解爐的氣體分布器，為熱解反應(yīng)提供熱能。

5、將熱解油氣送入油氣冷卻分離器，獲得焦油和熱解氣。

需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個實施例僅用以說明本實用新型而非限制本實用新型的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本實用新型的精神和范圍的前提下對本實用新型進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那么任何實施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實施例的全部或一部分來使用。