本發(fā)明涉及電石生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種電石生產(chǎn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)電石冶煉過程中，熱解過程和電石冶煉過程相對(duì)獨(dú)立，兩個(gè)過程沒有能量耦合，系統(tǒng)能耗大；此外，常用的氧熱法電石爐中熱量分布不均勻，其產(chǎn)生的電石尾氣熱量難以利用。以上在傳統(tǒng)電石冶煉中出現(xiàn)的問題容易造成資源的極度浪費(fèi)，增加生產(chǎn)成本。

值得注意的是，在熱解過程中，對(duì)于荒煤氣處理，由于其中夾雜著粉塵但其溫度較高，通常需要首先進(jìn)行降溫處理，才能進(jìn)行過濾除塵操作，造成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)冗雜，氣體熱量浪費(fèi)等問題。根本因?yàn)樵谟冢含F(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于含塵氣體的處理中，用于除塵的裝置或方法主要有布袋除塵器、電除塵器和濕法除塵。然而，這些除塵裝置或方法都具有一定的缺陷。例如布袋除塵器，由于布袋的材料耐溫現(xiàn)只有280℃，因此，高溫氣體一般需通過風(fēng)冷或噴淋降溫，至高溫氣體的溫度達(dá)到布袋的溫度后再除塵；再比如電除塵器，由于材料和比電阻的關(guān)系，電除塵的除塵溫度一般不超過350℃，也需要采用降溫的方法達(dá)到除塵條件；最后濕法除塵，除塵過程需要消耗大量的水，同時(shí)由于高溫氣體里含有大量的粉塵，因此，通過濕法除塵，容易帶來后端塵泥的二次處理和二次水污染等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電石生產(chǎn)系統(tǒng)及方法。一方面，其可有效利用熱解過程與電石制備過程產(chǎn)生的能量，實(shí)現(xiàn)資源合理利用；另一方面解決高溫氣體難以過濾除塵的難題。

本發(fā)明所述的一種電石生產(chǎn)系統(tǒng)，包括：下行床熱解爐、氧熱電石爐以及高溫除塵器，其中，

所述下行床熱解爐包括原料進(jìn)口、固料出口以及荒煤氣出口、電石尾氣入口；

所述氧熱電石爐包括氧煤噴入口、固料進(jìn)口、電石出口以及電石尾氣出口，

所述氧熱電石爐的固料進(jìn)口與所述下行床熱解爐的固料出口相連，所述氧熱電石爐的電石尾氣出口與所述下行床熱解爐的電石尾氣入口相連；

所述高溫除塵器用于對(duì)所述下行床熱解爐產(chǎn)生的高溫荒煤氣進(jìn)行過濾除塵，所述高溫除塵器包括含塵氣入口、凈化氣出口、反吹氣入口與粉塵出口，所述含塵氣入口與所述下行床熱解爐的荒煤氣出口相連。

特別地，所述高溫除塵器包括：箱體、除塵過濾元器件和傳動(dòng)裝置，其中，

所述箱體設(shè)置有過濾室和除塵室，所述含塵氣入口和凈化氣出口設(shè)置在所述過濾室，所述反吹氣入口與粉塵出口設(shè)置在所述除塵室；

所述除塵過濾元器件嵌入所述過濾室和除塵室；

所述含塵氣入口和凈化氣出口分別位于所述除塵過濾元器件的上下兩側(cè)，所述反吹氣入口與粉塵出口分別位于所述除塵過濾元器件的上下兩側(cè)；

所述傳動(dòng)裝置與所述除塵過濾元器件連接，其帶動(dòng)所述除塵過濾元器件繞所述箱體的軸線旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括焦粉收集裝置，用于收集所述高溫除塵器產(chǎn)生的焦粉，并通入所述氧熱電石爐。

更進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括冷卻分離裝置，其具有凈化氣入口、焦油出口以及熱解氣出口，所述冷卻分離裝置的凈化氣入口與所述高溫除塵器的凈化氣出口相連。

具體地，所述系統(tǒng)還包括石灰破碎裝置與原煤破碎裝置，分別連接至所述下行床熱解爐的原料進(jìn)口。

更具體地，所述系統(tǒng)還包括原煤超細(xì)制備裝置，其連接至所述氧熱電石爐的氧煤噴入口。

本發(fā)明還涉及一種利用上述系統(tǒng)生產(chǎn)電石的方法，包括以下步驟：

將原料石灰和煤送入所述下行床熱解爐進(jìn)行熱解，得到高溫荒煤氣和高溫半焦，從所述荒煤氣出口排出高溫荒煤氣，從所述固料出口排出高溫半焦和石灰；

將所述高溫荒煤氣通入所述高溫除塵器并從所述反吹氣入口吹入反吹氣，進(jìn)行所述高溫荒煤氣過濾除塵，從所述凈化氣出口排出過濾除塵后的高溫荒煤氣，從所述粉塵出口排出焦粉；

將所述高溫半焦和石灰通入所述氧熱電石爐，并從氧煤噴入口將以氧氣作為載氣的超細(xì)煤粉噴射至所述氧熱電石爐制備電石。

進(jìn)一步地，所述方法還包括以下步驟：

用所述焦粉收集裝置收集所述高溫除塵器產(chǎn)生的焦粉，并通入所述氧熱電石爐以制備電石。

進(jìn)一步地，所述方法還包括以下步驟：

將過濾除塵后的高溫荒煤氣通入所述冷卻分離裝置，進(jìn)行高溫荒煤氣的冷卻分離，得到焦油和熱解氣。

更進(jìn)一步地，所述方法還包括以下步驟：

用所述石灰破碎裝置對(duì)原料石灰進(jìn)行破碎處理，用所述原煤破碎裝置對(duì)原料煤進(jìn)行破碎處理，并將破碎后的石灰和粒徑為1～3mm煤粒通入所述下行床熱解爐；

用所述原煤超細(xì)制備裝置對(duì)破碎后的粒徑＜1mm的煤粒進(jìn)行處理，制備超細(xì)煤粉。

本發(fā)明所述的電石生產(chǎn)系統(tǒng)及方法采用了新的高溫除塵器，可處理高溫氣體，可耐高溫500～900℃，實(shí)現(xiàn)熱解含油煤氣高溫除塵，提高熱解油品質(zhì)；除塵過濾元器件通過旋轉(zhuǎn)方式過濾粉塵和反吹，過濾的粉塵沒有積累，不易堵塞，除塵效率高。另外采用下行床熱解爐和氧熱電石爐工藝耦合，利用了氧熱電石爐的電石尾氣顯熱為熱解爐提供熱量，降低系統(tǒng)能耗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述電石生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明所述的高溫除塵器的結(jié)構(gòu)示意圖。

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。

為有效利用熱解過程與電石制備過程產(chǎn)生的能量，實(shí)現(xiàn)資源合理利用，解決高溫氣體難以過濾除塵的難題，本發(fā)明提供了一種電石生產(chǎn)系統(tǒng)。

如圖1所示，該系統(tǒng)包括：高溫除塵器1、下行床熱解爐2以及氧熱電石爐3。本發(fā)明采用下行床熱解爐2與氧熱電石爐3工藝耦合，利用了氧熱電石爐3的電石尾氣顯熱為下行床熱解爐2提供熱量，降低系統(tǒng)的能耗。

具體地，如圖1所示，所述下行床熱解爐2包括原料進(jìn)口、固料出口以及荒煤氣出口、電石尾氣入口。為提高反應(yīng)效率，需將粒徑較小的原料煤與石灰送入下行床熱解爐2，其中煤的粒徑為1mm～3mm，而石灰的粒徑小于3mm，在450～900℃發(fā)生熱解反應(yīng)，生成高溫荒煤氣以及高溫半焦，其中高溫荒煤氣由所述下行床熱解爐2頂部的荒煤氣出口排出，然后送入所述高溫除塵器1；將熱態(tài)的高溫半焦與石灰由固料出口采出，然后通入所述氧熱電石爐3。原料煤可以通過原煤破碎裝置6進(jìn)行破碎，得到粒徑為1mm～3mm的煤，石灰可以通過石灰破碎裝置7進(jìn)行破碎，得到粒徑小于3mm的石灰，原煤破碎裝置6和石灰破碎裝置7分別連接至所述原料進(jìn)口，將破碎后的粒徑為1mm～3mm的煤粒與粒徑小于3mm的石灰一同送入下行床熱解爐2。所述下行床熱解爐2內(nèi)可設(shè)置有蓄熱式輻射管燃燒器9，其內(nèi)可通入燃?xì)膺M(jìn)行燃燒，用于對(duì)下行床熱解爐2進(jìn)行輔助加熱。

采取原料煤和石灰一同送入下行床熱解爐2，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，甲烷氣和直接分離做天然氣產(chǎn)品。

如圖1所示，所述氧熱電石爐3包括氧煤噴入口、固料進(jìn)口、電石出口以及電石尾氣出口，所述固料進(jìn)口與所述固料出口相連，所述電石尾氣出口與所述電石尾氣入口相連。直接將高溫半焦和石灰送入氧熱電石爐3，降低了氧熱電石爐3的氧氣和煤消耗量。

如圖1所示，在氧氣作為載氣的情況下，將超細(xì)煤粉經(jīng)噴嘴或其他方式噴射到所述氧熱電石爐3，超細(xì)煤粉和氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)可提供熱量。超細(xì)粉的粒徑一般小于200um，其可以通過將原煤破碎裝置6中粒徑小于1mm的煤粉送入原煤超細(xì)制備裝置8制得。控制氧熱電石爐3的爐溫在1700℃～2200℃，使得進(jìn)入氧熱電石爐3的高溫半焦和石灰在1700℃～2200℃的溫度下，發(fā)生熔融或部分熔融反應(yīng)生成電石和電石尾氣，電石由氧熱電石爐3的電石出口排出，電石尾氣由電石尾氣出口采出，從下行床熱解爐2的電石尾氣入口送入下行床熱解爐2。通常電石尾氣的溫度要高于800℃，其進(jìn)入所述下行床熱解爐2后與原料煤和石灰進(jìn)行換熱，為熱解反應(yīng)提供熱量。熱解反應(yīng)生成荒煤氣(油、氣、水等)和半焦等產(chǎn)品，荒煤氣被換熱后的電石尾氣攜帶至下行床熱解爐的荒煤氣出口，再一同通入高溫除塵器1，而此時(shí)的荒煤氣和電石尾氣的溫度一般為600～650℃。

下行床熱解爐2采用氧熱電石爐3的電石尾氣作為熱載體加熱為主，蓄熱式輻射管燃燒器9加熱可作為輔助加熱工具。該工藝有兩大好處，其一，氧熱電石爐3的電石尾氣80％以上為一氧化碳、氫氣等有效氣體組分，作為下行床熱解爐2的熱載體，沒有混入惰性氣體，荒煤氣純度高、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9為輔，可實(shí)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(shí)蓄熱式輻射管燃燒器9可靈活布置，作為輔助供熱，有利于實(shí)現(xiàn)下行床熱解爐2的溫度場調(diào)配。

如圖1和圖2所示，所述高溫除塵器1包括含塵氣入口、凈化氣出口、反吹氣入口與粉塵出口，所述含塵氣入口與所述荒煤氣出口相連。

特別地，所述高溫除塵器包括：箱體11、除塵過濾元器件12和傳動(dòng)裝置(未示出)。

如圖2所示，所述箱體11設(shè)置有過濾室111和除塵室112，所述過濾室111設(shè)置有含塵氣入口1111和凈化氣出口1112，所述除塵室112設(shè)置有反吹氣入口1121與粉塵出口1122。

如圖2所示，所述除塵過濾元器件12嵌入所述過濾室111和除塵室112；高溫除塵器1為旋轉(zhuǎn)式金屬燒結(jié)過濾器，除塵過濾元器件12可以是金屬燒結(jié)濾餅，優(yōu)選高溫合金粉末燒結(jié)，當(dāng)其孔道為0.5～70μm，孔隙率為15～50％時(shí)，通過高溫除塵器后荒煤氣中粉塵含量＜0.5％(wt)。

如圖2所示，所述含塵氣入口1111和凈化氣出口1112分別位于所述除塵過濾元器件12的上下兩側(cè)，所述反吹氣入口1121與粉塵出口1122分別位于所述除塵過濾元器件12的上下兩側(cè)；

如圖2所示，所述傳動(dòng)裝置與所述除塵過濾元器件連接，其帶動(dòng)所述除塵過濾元器件12繞所述箱體11的軸線旋轉(zhuǎn)。所述傳動(dòng)裝置可以通過齒輪與所述除塵過濾元器件12嚙合連接，但并不排除可以通過其他傳動(dòng)方式使得除塵過濾元器件旋轉(zhuǎn)。

所述除塵過濾元器件12是耐高溫材料，其可以是金屬燒結(jié)濾餅，優(yōu)選地，可選金屬粉末燒結(jié)，尤其是高溫合金粉末燒結(jié)，因其具有良好的耐高溫特性，使得本發(fā)明所述的高溫除塵器1可在500～900℃高效除塵。

如圖1和圖2所示，將荒煤氣從所述含塵氣入口1111通入所述除塵過濾元器件1，經(jīng)由所述除塵過濾元器件1對(duì)所述含塵氣體進(jìn)行除塵，得到凈化氣體從所述凈化氣出口1112排出；通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)所述除塵過濾元器件1繞所述箱體11的軸線旋轉(zhuǎn)；從所述反吹氣入口1121吹入反吹氣，將所述除塵過濾元器件1內(nèi)的粉塵(即焦粉)從所述粉塵出口1122吹出。

因此，高溫除塵器1可直接實(shí)現(xiàn)600～650℃的氣體的過濾除塵，在沒有降溫冷卻條件下，進(jìn)行荒煤氣和焦粉的分離，荒煤氣中含塵量少，更避免了后期焦油加工過程中焦油和焦粉的分離，可提高焦油品質(zhì)。

所述系統(tǒng)還包括焦粉收集裝置4和冷卻分離裝置5，冷卻分離裝置5具有凈化氣入口、焦油出口以及熱解氣出口，所述凈化氣入口與所述凈化氣出口相連。將分離后的高溫荒煤氣送入冷卻分離裝置5。焦粉收集裝置4收集所述高溫除塵器1產(chǎn)生的焦粉，并通入所述氧熱電石爐2，作為原料繼續(xù)冶煉生產(chǎn)電石產(chǎn)品。整個(gè)電石制備過程沒有粉塵排放，實(shí)現(xiàn)物料全利用。

本發(fā)明還涉及一種利用上述系統(tǒng)生產(chǎn)電石的方法，包括以下步驟：

將原料石灰和煤送入所述下行床熱解爐2進(jìn)行熱解，得到高溫荒煤氣、高溫半焦和石灰，從荒煤氣出口排出高溫荒煤氣，從固料出口排出高溫半焦和石灰；

將所述高溫荒煤氣通入所述高溫除塵器1并從所述反吹氣入口吹入反吹氣，進(jìn)行所述高溫荒煤氣過濾除塵，從所述凈化氣出口排出過濾除塵后的高溫荒煤氣，從所述粉塵出口排出焦粉；

將所述高溫半焦和石灰通入所述氧熱電石爐3，并從所述氧煤噴入口將以氧氣作為載氣的超細(xì)煤粉噴射至所述氧熱電石爐制備電石。

本發(fā)明所述的電石生產(chǎn)系統(tǒng)及方法采用了新的高溫除塵器，可處理高溫氣體，可耐高溫500～900℃；除塵過濾元器件通過旋轉(zhuǎn)方式過濾粉塵和反吹，過濾的粉塵沒有積累，不易堵塞，除塵效率高。

進(jìn)一步地，所述方法還包括以下步驟：

用所述焦粉收集裝置4收集所述高溫除塵器1產(chǎn)生的焦粉，并通入所述氧熱電石爐3以制備電石。

下行床熱解爐和氧熱電石爐工藝耦合，利用了氧熱電石爐的電石尾氣顯熱為熱解爐提供熱量，降低系統(tǒng)能耗。

進(jìn)一步地，所述方法還包括以下步驟：

將過濾除塵后的高溫荒煤氣通入所述冷卻分離裝置5，進(jìn)行高溫荒煤氣的冷卻分離，得到焦油以及熱解氣。

更進(jìn)一步地，所述方法還包括以下步驟：

用所述石灰破碎裝置7對(duì)原料石灰進(jìn)行破碎處理，用所述原煤破碎裝置6對(duì)原料煤進(jìn)行破碎處理，并將破碎后的石灰和粒徑為1～3mm煤粒通入所述下行床熱解爐2；

用所述原煤超細(xì)制備裝置8對(duì)破碎后的粒徑＜1mm的煤粒進(jìn)行處理，制備超細(xì)煤粉。

需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。另外，除非特別說明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來使用。