一種耦合制備凈煤氣和乙炔的系統的制作方法

本實用新型總地涉及煤氣化和電石冶煉，具體涉及一種耦合制備凈煤氣和乙炔的系統。

背景技術：

電石渣是化工行業乙炔生產過程中排放的廢棄物，呈粉態，含水率較高，長期露天堆放會污染土壤和淺層地下水。目前電石渣主要在建筑材料等行業中有部分應用，利用價值較低。電石渣的主要成分是Ca(OH)₂，可將其應用于煙氣脫硫中，目前，還沒有直接利用電石渣進行氣化系統中用于煤氣脫硫凈化的應用報道，尤其沒有將氣化與電石冶煉耦合的應用報道。

我國局部地區煤礦硫含量較大，氣化后煤氣中的硫化物較多，脫硫凈化壓力較大，采用工業廢棄物電石渣進行脫硫處理潛力較大。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種將高硫煤炭氣化、電石冶煉等技術耦合制備凈煤氣和乙炔的新工藝。

本實用新型首先提供了一種耦合制備凈煤氣和乙炔的系統，其特征在于，所述系統包括氣化爐、脫硫裝置、乙炔發生器和電石爐；

所述氣化爐包括煤入口、氣化劑入口、高溫煤氣出口和氣化殘渣出口；

所述脫硫裝置包括煤氣入口、電石渣漿入口和凈煤氣出口，所述煤氣入口與所述氣化爐的高溫煤氣出口相連；

所述乙炔發生器包括電石入口、水入口、乙炔出口和電石渣漿出口，所述電石渣漿出口與所述脫硫裝置的電石渣漿入口相連；

所述電石爐包括熱CaO入口、蘭炭入口和電石出口，所述電石出口與所述乙炔發生器的電石入口相連。

在本實用新型的一個實施方案中，所述系統還包括煤干燥器，所述煤干燥器包括高溫煤氣入口、原煤入口、干燥煤出口和低溫煤氣出口；所述氣化爐還包括高溫煤氣出口；所述高溫煤氣入口與所述高溫煤氣出口相連，所述干燥煤出口與所述氣化爐的煤入口相連，所述低溫煤氣出口與所述脫硫裝置的煤氣入口相連。

在本實用新型的一個實施方案中，所述系統還包括CaO預熱器，所述CaO預熱器包括塊狀CaO入口、高溫電石爐氣入口和熱CaO出口；所述電石爐還包括高溫電石爐氣出口；所述高溫電石爐氣出口與所述CaO預熱器的高溫電石爐氣入口相連，所述熱CaO出口與所述電石爐的CaO入口相連。

在本實用新型的一個實施方案中，所述系統還包括蘭炭預熱器，所述蘭炭預熱器包括塊狀蘭炭入口、高溫電石爐氣入口和熱蘭炭出口；所述電石爐還包括高溫電石爐氣出口；所述高溫電石爐氣出口與所述煤預熱器的高溫電石爐氣入口相連，所述熱蘭炭出口與所述電石爐的蘭炭入口相連。

本實用新型將高硫煤炭氣化、電石冶煉和電石渣脫硫等技術耦合制備凈煤氣和乙炔，解決了電石渣難處理的問題，還降低了制備凈煤氣和乙炔的成本。

此外，本實用新型充分利用了高溫煤氣顯熱、電石爐氣的高溫顯熱以及電石渣的高值化利用，極大程度地降低損耗、節約能源。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例中的一種耦合制備凈煤氣和乙炔的系統的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本實用新型的方案以及其各個方面的優點。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。

參見圖1，本實用新型提供的制備凈煤氣和乙炔的系統包括氣化爐1、脫硫裝置2、乙炔發生器3、電石爐4、煤干燥器5、CaO預熱器6和蘭炭預熱器7。

其中，氣化爐1包括煤入口、氣化劑入口101、高溫煤氣出口和氣化殘渣出口102。

脫硫裝置2包括煤氣入口、電石渣漿入口、凈煤氣出口201和脫硫石膏出口202。

乙炔發生器3包括電石入口、水入口301、乙炔出口302和電石渣漿出口，電石渣漿出口與脫硫裝置2的電石渣漿入口相連。

電石爐4包括熱CaO入口、蘭炭入口、電石出口和高溫電石爐氣出口，電石出口與乙炔發生器3的電石入口相連。

煤干燥器5包括高溫煤氣入口、原煤入口501和干燥煤出口，高溫煤氣入口與氣化爐1的高溫煤氣出口相連，干燥煤出口與氣化爐1的煤入口相連，低溫煤氣出口與脫硫裝置2的煤氣入口相連。

CaO預熱器6包括塊狀CaO入口601、高溫電石爐氣入口、熱CaO出口和低溫電石爐氣出口602，高溫電石爐氣入口與電石爐4的高溫電石爐氣出口相連，熱CaO出口與電石爐4的熱CaO入口相連。

蘭炭預熱器7包括塊狀蘭炭入口701、高溫電石爐氣入口和熱蘭炭出口，高溫電石爐氣入口與電石爐4的高溫電石爐氣出口相連，熱蘭炭出口與電石爐4的蘭炭入口相連。

其中，煤干燥器5、CaO預熱器6和蘭炭預熱器7不是本系統的必備設備。煤也可不經過干燥直接進行氣化，高溫煤氣也可直接送入脫硫裝置2中進行脫硫。CaO和蘭炭可以直接用于冶煉電石，不用經過預熱，高溫電石爐氣可另做它用。但用高溫煤氣干燥煤，用高溫電石爐氣預熱CaO和蘭炭能充分利用系統的熱量，減少能源的損耗。

CaO預熱器6和蘭炭預熱器7可以根據工藝需要設計為直接預熱和間接預熱等加熱方式。煤干燥器5為間接換熱干燥。

上述系統間的輸送裝置為經特殊設計的螺旋輸送裝置，可以通過自動控制系統控制轉數來對煤粉或石灰粉、粘結劑進行計量。

煤氣在脫硫裝置2中與電石渣漿進行反應脫硫處理，是將煤氣中的含硫化合物與電石渣漿的主要成分Ca(OH)₂進行化學反應進行脫除。

從氣化爐1中排出的煤氣為高溫煤氣，先用高溫煤氣與煤進行換熱，再將升溫后的煤和溫度變低的煤氣分別送入氣化爐1和脫硫裝置2中。

電石爐在冶煉電石時還會排出高溫電石爐氣，先用高溫電石爐氣對CaO和蘭炭進行換熱，再將熱CaO和熱蘭炭送入電石爐1中冶煉電石。

本實用新型將高硫煤炭氣化、電石冶煉和電石渣脫硫等技術耦合制備凈煤氣和乙炔，解決了電石渣難處理的問題，還降低了制備凈煤氣和乙炔的成本。

此外，本實用新型所有的設備均是在保溫、密閉及阻燃的條件下工作的，物料在各個設備間的輸送也均是在保溫及阻燃的條件下進行的，充分利用了高溫煤氣顯熱、電石爐氣的高溫顯熱以及電石渣的高值化利用，極大程度地降低損耗、節約能源。

此外，氣化爐1的操作壓力可為任意氣化爐所允許的壓力。

下面參考具體實施例，對本實用新型進行說明。下述實施例中所取工藝條件數值均為示例性的，其可取數值范圍如前述實用新型內容中所示。下述實施例所用的檢測方法均為本行業常規的檢測方法。

實施例1

本實施例采用圖1所示的系統制備凈煤氣和乙炔，具體如下：

準備原料：將不粘煤破碎，選取粒徑≤0.5mm的煤粉，再將其干燥至水分含量為8wt％；此煤的灰分含量為7wt％、揮發分含量為30wt％，灰熔點為1100℃。將CaO破碎，選取粒徑≤30mm的CaO。將蘭炭破碎，選取粒徑≤30mm的蘭炭；此蘭炭的灰分含量為5wt％，揮發分含量為2wt％。

煤氣化：將1000kg上述煤粉送入氣化爐1中，往下行床氣化爐1通入700kg水蒸氣，在1600℃下氣化煤，得到煤氣，排出氣化殘渣。用該煤氣與進入氣化爐1中的煤粉進行換熱，回收熱量，干燥煤粉，高溫煤氣變為低溫煤氣。

電石冶煉：將1000kg的CaO和640kg的蘭炭送入電石爐4中，在2050℃下冶煉得到電石。用從電石爐中排出的高溫電石爐氣與CaO和蘭炭進行換熱，回收熱量，預熱CaO和蘭炭，高溫電石爐氣變為低溫電石爐氣，再進行處理，達標后排放。

乙炔制備：將上述電石和1400kg的水分別送入乙炔發生器3中制備乙炔，剩余的殘渣為電石渣漿。

脫硫：將煤氣和電石渣漿分別送入脫硫裝置2中對煤氣脫硫，得到凈煤氣。

上述所有裝置均進行了保溫處理，其內部的工作環境均為阻燃環境。上述所有固體物料的輸送均在保溫及阻燃的條件下進行。

產物及各裝置某些產物出口的溫度請見表1。

實施例2

本實施例采用圖1所示的系統制備凈煤氣和乙炔，具體如下：

準備原料：將長焰煤破碎，選取粒徑≤0.1mm的煤粉，再將其干燥至水分含量為5wt％；此煤的灰分含量為10wt％、揮發分含量為35wt％，灰熔點為1200℃。將CaO破碎，選取粒徑≤25mm的CaO。將蘭炭破碎，選取粒徑≤25mm的蘭炭；此蘭炭的灰分含量為7wt％，揮發分含量為1.5wt％。

煤氣化：將1000kg上述煤粉送入氣化爐1中，往下行床氣化爐1通入650kg水蒸氣和150kg的O₂，在1300℃下氣化煤，得到煤氣，排出氣化殘渣。用該煤氣與進入氣化爐1中的煤粉進行換熱，回收熱量，干燥煤粉，高溫煤氣變為低溫煤氣。

電石冶煉：將1000kg的CaO和650kg的蘭炭送入電石爐4中，在1800℃下冶煉得到電石。用從電石爐中排出的高溫電石爐氣與CaO和蘭炭進行換熱，回收熱量，預熱CaO和蘭炭，高溫電石爐氣變為低溫電石爐氣，再進行處理，達標后排放。

乙炔制備：將上述電石和1500kg的水分別送入乙炔發生器3中制備乙炔，剩余的殘渣為電石渣漿。

脫硫：將煤氣和電石渣漿分別送入脫硫裝置2中對煤氣脫硫，得到凈煤氣。

上述所有裝置均進行了保溫處理，其內部的工作環境均為阻燃環境。上述所有固體物料的輸送均在保溫及阻燃的條件下進行。

產物及各裝置某些產物出口的溫度請見表1。

實施例3

本實施例采用圖1所示的系統制備凈煤氣和乙炔，具體如下：

準備原料：將褐煤破碎，選取粒徑≤0.3mm的煤粉，再將其干燥至水分含量為6wt％；此煤的灰分含量為5wt％、揮發分含量為40wt％，灰熔點為1000℃。將CaO破碎，選取粒徑≤20mm的CaO。將蘭炭破碎，選取粒徑≤20mm的蘭炭；此蘭炭的灰分含量為6wt％，揮發分含量為1.5wt％。

煤氣化：將1kg上述煤粉送入氣化爐1中，往下行床氣化爐1通入250kgCO₂，在2000℃下氣化煤，得到煤氣，排出氣化殘渣。用該煤氣與進入氣化爐1中的煤粉進行換熱，回收熱量，干燥煤粉，高溫煤氣變為低溫煤氣。

電石冶煉：將1000kg的CaO和645kg的蘭炭送入電石爐4中，在2200℃下冶煉得到電石。用從電石爐中排出的高溫電石爐氣與CaO和蘭炭進行換熱，回收熱量，預熱CaO和蘭炭，高溫電石爐氣變為低溫電石爐氣，再進行處理，達標后排放。

乙炔制備：將上述電石和1450kg的水分別送入乙炔發生器3中制備乙炔，剩余的殘渣為電石渣漿。

脫硫：將煤氣和電石渣漿分別送入脫硫裝置2中對煤氣脫硫，得到凈煤氣。

上述所有裝置均進行了保溫處理，其內部的工作環境均為阻燃環境。上述所有固體物料的輸送均在保溫及阻燃的條件下進行。

產物及各裝置某些產物出口的溫度請見表1。

表1各實施例產物及各裝置某些產物出口的溫度

從表1可以看出，電石制備乙炔后剩下的電石渣能有效的脫除煤氣中的硫，凈化煤氣。

此外，由于對所有裝置均進行了保溫處理，固體物料在輸送過程中也均在采用了保溫處理，充分利用了煤氣和電石爐氣的高溫顯熱，極大的降低了損耗，節約了能源。

綜上，本實用新型將高硫煤炭氣化、電石冶煉和電石渣脫硫等技術耦合制備凈煤氣和乙炔，解決了電石渣難處理的問題，還降低了制備凈煤氣和乙炔的成本。

此外，本實用新型充分利用了高溫煤氣顯熱、電石爐氣的高溫顯熱以及電石渣的高值化利用，極大程度地降低損耗、節約能源。

最后應說明的是：顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。