本發(fā)明涉及電石制備領(lǐng)域，具體涉及一種利用電石渣與褐煤制備電石冶煉球團(tuán)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

目前，電石行業(yè)整體面臨能耗較高、安全環(huán)保水平低、自動(dòng)化程度低三大難題。加強(qiáng)科技創(chuàng)新、加快技術(shù)改造、提升工藝裝備水平，將成為電石行業(yè)解決上述三大難題的必然選擇。電石行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)比較激烈，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)格，導(dǎo)致企業(yè)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?！峨娛袠I(yè)準(zhǔn)入條件》(2014年修訂)指出，電石爐尾氣必須百分之百進(jìn)行回收和綜合利用，鼓勵(lì)用于生產(chǎn)高附加值的化工產(chǎn)品。從而推動(dòng)電石行業(yè)尾氣及固廢的利用，提高節(jié)能環(huán)保的水平。

在使用電石制備乙炔或聚氯乙烯的過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的電石渣。電石渣漿的含水量較高，堿性較大，是污水管網(wǎng)的重點(diǎn)污染源。電石渣的主要成分是ca(oh)2，在高溫下可分解為cao，該鈣基粉體經(jīng)處理后可用于生產(chǎn)電石。電石渣若不及時(shí)處理，長(zhǎng)期堆積不但占用大量土地，還會(huì)對(duì)土地造成嚴(yán)重的侵蝕。因此，國(guó)家環(huán)境保護(hù)部已將電石渣納入第ⅱ類一般工業(yè)固體廢物，要求進(jìn)行管理。

電石渣的處理不僅需要花費(fèi)大量的人力物力，還會(huì)導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。目前，電石渣的處理主要用于生產(chǎn)水泥等建筑材料，還可以用于生產(chǎn)生石灰等普通的化工產(chǎn)品，或是制備納米碳酸鈣等高端產(chǎn)品。但是，由于其產(chǎn)品附加值較低，會(huì)限制其大規(guī)模的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明旨在提供一種利用電石渣與褐煤制備電石冶煉球團(tuán)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明通過將電石渣沉淀脫水并煅燒，能夠形成生石灰(cao)，并與褐煤混合熱解制備半焦，半焦與粘結(jié)劑經(jīng)熱壓成型，得到電石冶煉球團(tuán)，該電石冶煉球團(tuán)經(jīng)還原冶煉后即可得到高品質(zhì)電石。本發(fā)明解決了電石渣的再利用問題，同時(shí)利用煅燒電石渣的熱量對(duì)褐煤進(jìn)行脫水干燥處理，節(jié)約了能耗。

本發(fā)明提供了一種利用電石渣與褐煤制備電石冶煉球團(tuán)的系統(tǒng)，包括電石渣進(jìn)料單元、褐煤進(jìn)料單元、熱解單元、粘結(jié)劑進(jìn)料單元、混合單元、熱壓成型單元。

所述電石渣進(jìn)料單元包括電石渣提純裝置和轉(zhuǎn)底爐。所述電石渣提純裝置具有電石渣漿入口、電石渣出口，所述轉(zhuǎn)底爐包括電石渣入口、煅燒電石渣出口，所述轉(zhuǎn)底爐的電石渣入口與所述電石渣提純裝置的電石渣出口連接。

所述熱解單元包括煅燒電石渣入口、褐煤入口、半焦出口。所述煅燒電石渣入口與所述轉(zhuǎn)底爐的煅燒電石渣出口連接，所述褐煤入口與所述褐煤進(jìn)料單元的褐煤出口連接。

所述混合單元包括半焦入口、粘結(jié)劑入口、混合物料出口。所述半焦入口與所述熱解單元的半焦出口連接，所述粘結(jié)劑入口與所述粘結(jié)劑進(jìn)料單元的粘結(jié)劑出口連接。

所述熱壓成型單元具有混合物料入口、電石冶煉球團(tuán)出口。所述混合物料入口與所述混合單元的混合物料出口連接。

進(jìn)一步的，所述褐煤進(jìn)料單元包括第一料倉和第一進(jìn)料螺旋。所述第一進(jìn)料螺旋用于連接所述第一料倉和所述熱解單元。

所述粘結(jié)劑進(jìn)料單元包括第二料倉和第二進(jìn)料螺旋。所述第二進(jìn)料螺旋用于連接所述第二料倉和所述混合單元。

優(yōu)選的，所述熱解單元為回轉(zhuǎn)窯熱解爐。

本發(fā)明還提供了一種利用上述系統(tǒng)制備電石冶煉球團(tuán)的方法，包括：

將電石渣漿送入電石渣提純裝置中進(jìn)行沉淀脫水處理，得到電石渣，所述電石渣經(jīng)煅燒，得到煅燒電石渣；

將褐煤和所述煅燒電石渣送入熱解單元中，經(jīng)熱解反應(yīng)，得到半焦；

將粘結(jié)劑、所述半焦、所述煅燒電石渣混合，得到混合物料；

所述混合物料經(jīng)熱壓成型處理，得到電石冶煉球團(tuán)。

上述制備電石冶煉球團(tuán)的方法中，所述粘結(jié)劑的組成為：15～25重量份的氯化石蠟、5～10重量份的聚四氟乙烯、70～80重量份的木質(zhì)素磺酸鈉。

進(jìn)一步的，所述混合物料中，所述半焦、煅燒電石渣、粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1：(1.1～1.5)：(0.125～0.25)。

作為本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，控制所述煅燒過程的溫度為900～1400℃。

進(jìn)一步的，控制所述熱解單元中，所述煅燒電石渣與所述褐煤的進(jìn)料質(zhì)量比為1.5～2：1。

作為本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，控制所述熱壓成型處理過程的壓力為12～20mpa。

作為本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)選方案，所述電石渣的粒度≤0.15mm；所述褐煤的粒度≤3mm。

本發(fā)明提出的利用電石渣和褐煤制備電石冶煉球團(tuán)的系統(tǒng)和方法，工藝流程比較簡(jiǎn)單。并且，電石渣作為電石、化工、冶金企業(yè)的工業(yè)副產(chǎn)品，重新用于生產(chǎn)電石，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶的目的，同時(shí)節(jié)約了生產(chǎn)成本。電石渣煅燒后得到的煅燒電石渣溫度較高，可用于對(duì)褐煤進(jìn)行干燥脫水處理，并為后續(xù)的熱解反應(yīng)提供熱量，用于制備半焦，很大程度上節(jié)約了熱解過程的能耗。同時(shí)，電石渣煅燒過程產(chǎn)生的生石灰，對(duì)于熱解反應(yīng)具有催化作用，能夠產(chǎn)生更多的co、h2等氣體，具有更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)廉價(jià)原料的綜合利用，經(jīng)濟(jì)效益較高，能耗較低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明利用電石渣與褐煤制備電石冶煉球團(tuán)的系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明利用圖1所示的系統(tǒng)制備電石冶煉球團(tuán)的方法流程示意圖。

附圖中的附圖標(biāo)記如下：

1、電石渣提純裝置；2、轉(zhuǎn)底爐；3、煅燒電石渣進(jìn)料螺旋；4、第一料倉；5、第一進(jìn)料螺旋；6、回轉(zhuǎn)窯熱解爐；7、第二料倉；8、第二進(jìn)料螺旋；9、混料裝置；10、熱壓成型裝置。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。

本發(fā)明提供的利用電石渣與褐煤制備電石冶煉球團(tuán)的系統(tǒng)，包括電石渣進(jìn)料單元、褐煤進(jìn)料單元、熱解單元、粘結(jié)劑進(jìn)料單元、混合單元、熱壓成型單元。

如圖1所示，電石渣進(jìn)料單元包括電石渣提純裝置1和轉(zhuǎn)底爐2。進(jìn)一步的，電石渣進(jìn)料單元還包括煅燒電石渣進(jìn)料螺旋3。褐煤進(jìn)料單元包括第一料倉4和第一進(jìn)料螺旋5。熱解單元包括回轉(zhuǎn)窯熱解爐6。粘結(jié)劑進(jìn)料單元包括第二料倉7和第二進(jìn)料螺旋8?；旌蠁卧ɑ炝涎b置9。熱壓成型單元包括熱壓成型裝置10。

電石渣進(jìn)料單元包括電石渣提純裝置1和轉(zhuǎn)底爐2。電石渣提純裝置1用于對(duì)電石渣漿進(jìn)行沉淀脫水處理，得到電石渣。其具有電石渣漿入口、電石渣出口。轉(zhuǎn)底爐2用于接收由電石渣提純裝置1送入的電石渣，并進(jìn)行煅燒，得到煅燒電石渣。其具有電石渣入口、煅燒電石渣出口。并且，轉(zhuǎn)底爐2的電石渣入口與電石渣提純裝置1的電石渣出口連接。

褐煤進(jìn)料單元包括第一料倉4和第一進(jìn)料螺旋5。其中，第一料倉4用于存儲(chǔ)褐煤，并設(shè)置有褐煤出口。

熱解單元用于接收由轉(zhuǎn)底爐2送入的煅燒電石渣，同時(shí)向其中送入褐煤，煅燒電石渣和褐煤經(jīng)熱解反應(yīng)得到半焦。熱解單元包括煅燒電石渣入口、褐煤入口、半焦出口。其中，煅燒電石渣入口與轉(zhuǎn)底爐2的煅燒電石渣出口連接，褐煤入口與第一料倉4的褐煤出口通過第一進(jìn)料螺旋5連接。即，第一進(jìn)料螺旋5連接了第一料倉4和熱解單元。本發(fā)明實(shí)施例中，熱解單元選用回轉(zhuǎn)窯熱解爐6。

粘結(jié)劑進(jìn)料單元包括第二料倉7和第二進(jìn)料螺旋8。其中，第二料倉用于存儲(chǔ)粘結(jié)劑，并設(shè)置有粘結(jié)劑出口。

混合單元用于均勻混合半焦與煅燒電石渣的混合物，以及粘結(jié)劑，得到混合物料?；旌蠁卧ò虢谷肟?、粘結(jié)劑入口、混合物料出口。其中，半焦入口與熱解單元的半焦出口連接，粘結(jié)劑入口與第二料倉7的粘結(jié)劑出口通過第二進(jìn)料螺旋8連接。即，第二進(jìn)料螺旋8連接了第二料倉7和混合單元。本發(fā)明實(shí)施例中，混合單元選用混料裝置9。

熱壓成型單元用于接收由混合單元送入的混合物料，經(jīng)熱壓成型處理，得到電石冶煉球團(tuán)。其具有混合物料入口、電石冶煉球團(tuán)出口。并且，混合物料入口與混合單元的混合物料出口連接。本發(fā)明實(shí)施例中，選用熱壓成型裝置10。優(yōu)選的，選用對(duì)輥成型壓球機(jī)。

如圖2所示，為本發(fā)明根據(jù)圖1所示的系統(tǒng)，利用電石渣與褐煤制備電石冶煉球團(tuán)的方法流程示意圖。

本發(fā)明的方法包括如下步驟：

(1)制備煅燒電石渣

將電石渣漿送入電石渣提純裝置1中，電石渣漿經(jīng)沉淀脫水處理，得到電石渣。并且，電石渣的粒度≤0.15mm。然后，將電石渣送入轉(zhuǎn)底爐2中進(jìn)行煅燒，得到煅燒電石渣。本發(fā)明中，控制煅燒過程的溫度為900～1400℃。

電石渣的主要成分是ca(oh)2，在高溫下經(jīng)煅燒可分解為cao(生石灰)，作為制備電石冶煉球團(tuán)的鈣基原料。即，本發(fā)明中煅燒電石渣的主要成分為生石灰。

(2)煅燒電石渣和褐煤制備半焦

將第一料倉4中存儲(chǔ)的褐煤經(jīng)第一進(jìn)料螺旋5送入熱解單元中。將轉(zhuǎn)底爐2中得到的煅燒電石渣經(jīng)由煅燒電石渣出口送入熱解單元中。本發(fā)明中，控制煅燒電石渣與褐煤的進(jìn)料質(zhì)量比為1.5～2：1。煅燒電石渣與褐煤接觸傳熱，利用煅燒電石渣的熱量能夠?qū)置哼M(jìn)行脫水干燥處理，二者混合后的溫度為450～650℃。在該溫度條件下，褐煤在熱解單元中發(fā)生熱解反應(yīng)，得到半焦和熱解油氣。本發(fā)明中，熱解單元選用回轉(zhuǎn)窯熱解爐6。

本發(fā)明選用的褐煤的粒度≤3mm。褐煤的含水量≥40wt％(wt％為質(zhì)量百分比)。

(3)加入粘結(jié)劑

半焦和煅燒電石渣的混合物經(jīng)由半焦入口送入混合單元中。并且，經(jīng)由粘結(jié)劑入口向混合單元中送入粘結(jié)劑。本發(fā)明中，控制半焦、煅燒電石渣、粘結(jié)劑的質(zhì)量配比為1：(1.1～1.5)：(0.125～0.25)，三者在混合單元中混合，得到混合物料。本發(fā)明中，混合單元選用混料裝置9。

本發(fā)明選用的粘結(jié)劑的組成為：15～25重量份的氯化石蠟、5～10重量份的聚四氟乙烯、70～80重量份的木質(zhì)素磺酸鈉。其中，氯化石蠟、聚四氟乙烯、木質(zhì)素磺酸鈉三種物料的總重量份數(shù)為一百。并且，氯化石蠟、聚四氟乙烯、木質(zhì)素磺酸鈉的粒度均≤0.15mm。

(4)制備電石冶煉球團(tuán)

上述混合物料送入熱壓成型單元中，在12～20mpa的壓力下進(jìn)行熱壓成型處理，得到電石冶煉球團(tuán)。本發(fā)明中，采用熱壓成型裝置10。

實(shí)施例1

電石渣漿經(jīng)電石渣提純裝置沉淀脫水后，送入1200℃的轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行煅燒，得到煅燒電石渣，并經(jīng)由煅燒電石渣進(jìn)料螺旋送入回轉(zhuǎn)窯熱解爐中。將粒徑小于3mm的褐煤送入第一料倉中，并經(jīng)由第一進(jìn)料螺旋送入回轉(zhuǎn)窯熱解爐中。煅燒電石渣和褐煤的進(jìn)料質(zhì)量比為1.5：1。褐煤與煅燒電石渣接觸傳熱，二者混合后的溫度為600℃，經(jīng)熱解反應(yīng)得到半焦。半焦、煅燒電石渣、以及經(jīng)由第二料倉送入的粘結(jié)劑在混料裝置中混合攪拌10min，得到混合物料。其中，半焦、煅燒電石渣、粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1：1.5：0.125。然后，將混合物料送入對(duì)輥成型壓球機(jī)中壓制成型，將對(duì)輥成型壓球機(jī)的壓力設(shè)定為12mpa，得到電石冶煉球團(tuán)。

本實(shí)施例中，粘結(jié)劑的制備方法為：取20重量份的氯化石蠟、10重量份的聚四氟乙烯、70重量份的木質(zhì)素磺酸鈉，將該三種原料放入混料機(jī)中均勻攪拌混合，即得到該粘結(jié)劑。

本實(shí)施例制備的電石冶煉球團(tuán)，在熱解前的平均抗壓強(qiáng)度為465n/個(gè)，熱解后的平均抗壓強(qiáng)度為328n/個(gè)。

實(shí)施例2

電石渣漿經(jīng)電石渣提純裝置沉淀脫水后，送入900℃的轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行煅燒，得到煅燒電石渣，并經(jīng)由煅燒電石渣進(jìn)料螺旋送入回轉(zhuǎn)窯熱解爐中。將粒徑小于3mm的褐煤送入第一料倉中，并經(jīng)由第一進(jìn)料螺旋送入回轉(zhuǎn)窯熱解爐中。煅燒電石渣和褐煤的進(jìn)料質(zhì)量比為1.5：1。褐煤與煅燒電石渣接觸傳熱，二者混合后的溫度為450℃，經(jīng)熱解反應(yīng)得到半焦。半焦、煅燒電石渣、以及經(jīng)由第二料倉送入的粘結(jié)劑在混料裝置中混合攪拌10min，得到混合物料。其中，半焦、煅燒電石渣、粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1：1.5：0.15。然后，將混合物料送入對(duì)輥成型壓球機(jī)中壓制成型，將對(duì)輥成型壓球機(jī)的壓力設(shè)定為15mpa，得到電石冶煉球團(tuán)。

本實(shí)施例中，粘結(jié)劑的制備方法為：取25重量份的氯化石蠟、5重量份的聚四氟乙烯、70重量份的木質(zhì)素磺酸鈉，將該三種原料放入混料機(jī)中均勻攪拌混合，即得到該粘結(jié)劑。

本實(shí)施例制備的電石冶煉球團(tuán)，在熱解前的平均抗壓強(qiáng)度為486n/個(gè)，熱解后的平均抗壓強(qiáng)度為395n/個(gè)。

實(shí)施例3

電石渣漿經(jīng)電石渣提純裝置沉淀脫水后，送入1000℃的轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行煅燒，得到煅燒電石渣，并經(jīng)由煅燒電石渣進(jìn)料螺旋送入回轉(zhuǎn)窯熱解爐中。將粒徑小于3mm的褐煤送入第一料倉中，并經(jīng)由第一進(jìn)料螺旋送入回轉(zhuǎn)窯熱解爐中。煅燒電石渣和褐煤的進(jìn)料質(zhì)量比為1.8：1。褐煤與煅燒電石渣接觸傳熱，二者混合后的溫度為600℃，經(jīng)熱解反應(yīng)得到半焦。半焦、煅燒電石渣、以及經(jīng)由第二料倉送入的粘結(jié)劑在混料裝置中混合攪拌10min，得到混合物料。其中，半焦、煅燒電石渣、粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1：1.3：0.25。然后，將混合物料送入對(duì)輥成型壓球機(jī)中壓制成型，將對(duì)輥成型壓球機(jī)的壓力設(shè)定為19mpa，得到電石冶煉球團(tuán)。

本實(shí)施例中，粘結(jié)劑的制備方法為：取15重量份的氯化石蠟、5重量份的聚四氟乙烯、80重量份的木質(zhì)素磺酸鈉，將該三種原料放入混料機(jī)中均勻攪拌混合，即得到該粘結(jié)劑。

本實(shí)施例制備的電石冶煉球團(tuán)，在熱解前的平均抗壓強(qiáng)度為509n/個(gè)，熱解后的平均抗壓強(qiáng)度為429n/個(gè)。

實(shí)施例4

電石渣漿經(jīng)電石渣提純裝置沉淀脫水后，送入1400℃的轉(zhuǎn)底爐中進(jìn)行煅燒，得到煅燒電石渣，并經(jīng)由煅燒電石渣進(jìn)料螺旋送入回轉(zhuǎn)窯熱解爐中。將粒徑小于3mm的褐煤送入第一料倉中，并經(jīng)由第一進(jìn)料螺旋送入回轉(zhuǎn)窯熱解爐中。煅燒電石渣和褐煤的進(jìn)料質(zhì)量比為2：1。褐煤與煅燒電石渣接觸傳熱，二者混合后的溫度為650℃，經(jīng)熱解反應(yīng)得到半焦。半焦、煅燒電石渣、以及經(jīng)由第二料倉送入的粘結(jié)劑在混料裝置中混合攪拌10min，得到混合物料。其中，半焦、煅燒電石渣、粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1：1.1：0.2。然后，將混合物料送入對(duì)輥成型壓球機(jī)中壓制成型，將對(duì)輥成型壓球機(jī)的壓力設(shè)定為20mpa，得到電石冶煉球團(tuán)。

本實(shí)施例中，粘結(jié)劑的制備方法為：取15重量份的氯化石蠟、5重量份的聚四氟乙烯、80重量份的木質(zhì)素磺酸鈉，將該三種原料放入混料機(jī)中均勻攪拌混合，即得到該粘結(jié)劑。

本實(shí)施例制備的電石冶煉球團(tuán)，在熱解前的平均抗壓強(qiáng)度為568n/個(gè)，熱解后的平均抗壓強(qiáng)度為407n/個(gè)。

最后應(yīng)說明的是：顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。