一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法及系統(tǒng)，該方法采用長(zhǎng)條狀的生物質(zhì)燃料和粉末狀含鈣原料，通過(guò)含碳原料焦化后產(chǎn)生的揮發(fā)分與含氧氣體燃燒為含鈣原料供熱，再由焦化生成的焦炭和含鈣原料在1700～2100℃生產(chǎn)電石。所涉及的生產(chǎn)系統(tǒng)包括原料預(yù)熱單元、固體混合單元和反應(yīng)單元。反應(yīng)單元中的反應(yīng)器為循環(huán)流化床反應(yīng)器，將未反應(yīng)的固體原料重新收集，送入反應(yīng)器中再次反應(yīng)，提高了原料的利用率。與傳統(tǒng)電石生產(chǎn)相比，本發(fā)明使用的生物質(zhì)燃料，原料來(lái)源廣、可再生、無(wú)污染、焦化溫度低、生產(chǎn)能力大。本系統(tǒng)采用等離子點(diǎn)火溫控裝置，使反應(yīng)器溫度保持穩(wěn)定，確保了反應(yīng)的平穩(wěn)進(jìn)行。
【專利說(shuō)明】一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于電石生產(chǎn)領(lǐng)域。具體地說(shuō)，涉及通過(guò)帶有等離子點(diǎn)火溫控裝置的預(yù)熱器將長(zhǎng)條狀生物質(zhì)燃料焦化，產(chǎn)生的揮發(fā)分和電石生產(chǎn)的副產(chǎn)物CO作為預(yù)熱燃料，與輔助燃料含氧氣體燃燒用于預(yù)熱粉末狀含鈣原料，再將生物質(zhì)燃料焦化后的固態(tài)碳和粉末狀含鈣原料混合，在帶有等離子點(diǎn)火溫控裝置的循環(huán)流化床中反應(yīng)生產(chǎn)電石的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】:
[0002]碳化鈣俗稱電石(CaC2),有“有機(jī)合成之母”之稱。目前主要用于生產(chǎn)氯乙烯基、醋酸乙烯基和丙烯酸基等系列產(chǎn)品。近年來(lái)由于石油價(jià)格高速上漲更加刺激了電石工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)電石產(chǎn)量從2002年的425萬(wàn)噸增加到了 2011年的1737.67萬(wàn)噸。
[0003]現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)一般多采用電熱法生產(chǎn)電石。電爐熔煉法是將焦炭與氧化鈣(分子式CaO)置于2200°C左 右的電爐中熔煉，生成碳化鈣(分子式CaC2)。生石灰和含碳原料(焦炭、無(wú)煙煤或石油焦)在電石爐內(nèi)，依靠電弧高溫熔化反應(yīng)而生成電石。通過(guò)電爐上端的入口或管道將混合料加入電爐內(nèi)，在開(kāi)放或密閉的電爐中加熱至2000°C左右，根據(jù)下式反應(yīng)生成電石:Ca0+3C — CaC2+C0。熔化了的碳化鈣從爐底取出后，經(jīng)冷卻、破碎后作為成品包裝。但該生產(chǎn)方法的致命弱點(diǎn)是能耗非常高，而且污染嚴(yán)重。為了節(jié)約能源、降低成本并減輕對(duì)環(huán)境的污染，利用廢物來(lái)降低原料成本是提高電熱法電石生產(chǎn)效率的重要手段之一。2000年，中國(guó)專利(CN1313243A)提出采用褐煤、長(zhǎng)焰煤和原煤來(lái)代替貨源緊缺、價(jià)格昂貴的冶金焦炭為原料。
[0004]后來(lái)興起的氧熱法是集高爐富氧氧熱法熔煉CaC2 (電石)、石灰石中提取炭、高溫低壓煤氣發(fā)生爐于一體。此一爐三用工藝技術(shù)，使CaC2生產(chǎn)綜合利用了煤氣化過(guò)程中的余熱和煤灰，煤灰加配料熔融后生成CaC2和提純CaC2時(shí)得到硅鐵；“高溫低壓”煤氣發(fā)生爐，使煤氣產(chǎn)(發(fā))生CaC2，從石灰石中提取純炭168kg左右，產(chǎn)生煤氣(CO在55%?95%) 6000?2600m3，可生產(chǎn)4.5噸左右的甲醇。富氧既提高爐溫又提高了煤氣的CO含量，氧氣尤為一舉兩用，煤熱能利用后的煤氣，用于煤化工或清潔發(fā)電。此工藝為低能源消和低污染型的CaC2與煤氣生產(chǎn)工藝。近年來(lái)，隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石油資源日益稀缺，電石乙炔法路線再次表現(xiàn)出價(jià)格優(yōu)勢(shì)。但是生產(chǎn)電石所用的含碳原料主要是煤之類的礦石，現(xiàn)今也出現(xiàn)了匱乏。故尋找一種替代煤的低能耗、可再生資源已經(jīng)迫在眉睫。
[0005]此外，傳統(tǒng)的生產(chǎn)電石的反應(yīng)器為固定床，只能用于塊狀原料的反應(yīng)，傳熱效果差，存在熱點(diǎn)，熱點(diǎn)處反應(yīng)效率較低。并且傳統(tǒng)固定床生產(chǎn)電石時(shí)能耗較大，原料利用率低。同時(shí)，電爐構(gòu)造比較復(fù)雜，耗電量比較大，成本較高。傳統(tǒng)大型工業(yè)鍋爐采用的等離子點(diǎn)火裝置只在裝置啟動(dòng)時(shí)使用，當(dāng)鍋爐內(nèi)溫度降低時(shí)，點(diǎn)火裝置不能二次點(diǎn)火使鍋爐內(nèi)溫度恢復(fù)到正常。
[0006]電石的生產(chǎn)技術(shù)在世界范圍內(nèi)發(fā)展也是不平衡的。美國(guó)是最早工業(yè)化生產(chǎn)電石的國(guó)家.德國(guó)是世界上電石生產(chǎn)技術(shù)較為發(fā)達(dá)的國(guó)家。擁有世界上容量最大的電石爐；而對(duì)于大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家來(lái)講，電石生產(chǎn)技術(shù)還相當(dāng)落后，就我國(guó)而言，雖然近年來(lái)有了很大的改善，但是電石產(chǎn)業(yè)依然表現(xiàn)出“高能耗、高投入、高污染、低綜合產(chǎn)出”的狀況。電石產(chǎn)業(yè)要健康發(fā)展必需進(jìn)行技術(shù)革新，達(dá)到節(jié)能、降耗、減排的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)、高效、環(huán)保利用。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0007]本發(fā)明旨在解決電石生產(chǎn)“高投入、高能耗、高污染”的問(wèn)題，發(fā)明人將生物質(zhì)燃料作為含碳原料生產(chǎn)電石，并將循環(huán)流化床反應(yīng)器和等離子點(diǎn)火溫控裝置引入生產(chǎn)系統(tǒng)中，研制出了一種工藝簡(jiǎn)單、能耗小、原料來(lái)源廣泛、成本低的電石生產(chǎn)方法及系統(tǒng)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，所述生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法就是將長(zhǎng)條狀生物質(zhì)燃料焦化，產(chǎn)生的揮發(fā)分和電石生產(chǎn)的副產(chǎn)物CO作為預(yù)熱燃料，與輔助燃料含氧氣體燃燒用于預(yù)熱粉末狀含鈣原料，再將生物質(zhì)燃料焦化后的固態(tài)碳和粉末狀含鈣原料混合生產(chǎn)電石。
[0009]本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，所使用的生物質(zhì)燃料長(zhǎng)度為2?10mm，粉末狀含鈣原料的粒度小于1mm。
[0010]本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，步驟包括:(I)將長(zhǎng)度為2?IOmm的生物質(zhì)燃料和粒度在1_以下的含鈣原料1:(0.9?1.1)的質(zhì)量比分別置于兩進(jìn)料器中。長(zhǎng)條狀生物質(zhì)燃料在280?500°C下進(jìn)行焦化，焦化所得的揮發(fā)分和電石生產(chǎn)的副產(chǎn)物CO燃燒給含鈣原料的預(yù)熱供熱。所述生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石方法，長(zhǎng)條狀生物質(zhì)燃料焦化后揮發(fā)分和電石生產(chǎn)副產(chǎn)物CO的燃燒可以使反應(yīng)溫度達(dá)到1750?1950°C，從而給含鈣原料的預(yù)熱供熱；(2)將焦化所得的固態(tài)碳和含鈣原料混合。混合后，通微量氧氣或富氧氣體使混合物溫度達(dá)到1700?2100°C，反應(yīng)0.1?10分鐘，生成電石。
[0011]本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，生物質(zhì)燃料為秸桿、稻殼、花生殼、玉米芯、油茶殼、棉籽殼及“三剩物”經(jīng)過(guò)加工產(chǎn)生的生物質(zhì)燃料，含鈣原料為碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣或電石渣或幾種的混合。
`[0012]本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，，生物質(zhì)燃料與含鈣原料的質(zhì)量比為1:(0.9?1.1)，最佳質(zhì)量比I:0.92。
[0013]所述生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，含氧氣體為氧氣、富氧空氣或空氣。
[0014]所述的生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，焦化后固態(tài)碳和粉末狀含鈣原料混合后，預(yù)熱至 500 ?1500°C。
[0015]本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，，預(yù)熱中所用預(yù)熱燃料為生物質(zhì)燃料焦化的揮發(fā)分和電石生產(chǎn)的副產(chǎn)物CO以及輔助燃料的燃燒，預(yù)熱中所用的氧化劑為氧氣或空氣。
[0016]本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，，預(yù)熱燃料與空氣的體積比例為1: (4?5)。預(yù)熱不僅可以減少后續(xù)反應(yīng)中生物質(zhì)燃料的消耗，提高產(chǎn)物中的電石純度，還可以降低反應(yīng)的氧耗。預(yù)熱中所用預(yù)熱燃料包括生物質(zhì)燃料焦化的揮發(fā)分和電石生產(chǎn)的副產(chǎn)物CO，輔助燃料包括氣體燃料。生物質(zhì)燃料的焦化產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體中含有部分可燃性物質(zhì)，直接排空造成了能源的浪費(fèi)。CO作為電石生產(chǎn)的副產(chǎn)物，其排空會(huì)導(dǎo)致空氣污染，其化工利用設(shè)計(jì)深度脫硫和輸送問(wèn)題的成本高。本發(fā)明將這兩部分氣體作為預(yù)熱燃料，既防止了空氣的污染，又有效利用了能量，一舉兩得。
[0017]采用本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括原料預(yù)熱單元、固體混合單元和反應(yīng)單元，其中原料預(yù)熱單元包含帶有等離子點(diǎn)火溫控裝置的預(yù)熱器，反應(yīng)單元包含帶有等離子點(diǎn)火溫控系統(tǒng)的循環(huán)流化床反應(yīng)器。
[0018]本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，原料預(yù)熱單元包括兩大部分:碳酸鈣預(yù)熱單元及生物質(zhì)預(yù)熱單元，其中碳酸鈣預(yù)熱單元包括:進(jìn)料器一、帶有等離子點(diǎn)火溫控裝置的碳酸鈣預(yù)熱器、換熱器一和氣體壓縮裝置一；生物質(zhì)燃料預(yù)熱單元包括:進(jìn)料器二、帶有等離子點(diǎn)火溫控裝置的生物質(zhì)燃料預(yù)熱器和換熱器二；碳酸鈣預(yù)熱器設(shè)有固體物料入口一、固體物料出口一、氣體入口一和氣體出口一，進(jìn)料器一的出口通過(guò)固體物料入口一與碳酸鈣預(yù)熱器相通，進(jìn)料器六的出口通過(guò)固體物料入口六與碳酸鈣預(yù)熱器相通，換熱器一通過(guò)氣體出口一與碳酸鈣預(yù)熱器相通，氣體壓縮裝置一通過(guò)氣體入口一與碳酸鈣預(yù)熱器相通；生物質(zhì)燃料預(yù)熱器包括固體物料入口二、氣體出口二和固體物料出口二，進(jìn)料器二通過(guò)固體物料入口二與生物質(zhì)燃料預(yù)熱器相通，換熱器二通過(guò)氣體出口二與生物質(zhì)預(yù)熱器相通。固體混合單元包括進(jìn)料器三、進(jìn)料器四和固體物料混合器；固體物料混合器上設(shè)有固體物料入口三、固體物料入口四和固體物料出口三；進(jìn)料器三的入口通過(guò)固體物料出口一與碳酸鈣預(yù)熱器相通，進(jìn)料器四的入口通過(guò)固體物料出口二與生物質(zhì)燃料預(yù)熱器相通，固體物料入口三與進(jìn)料器三的出口相通，固體物料入口四與進(jìn)料器四的出口相通。
[0019]本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，反應(yīng)單元包括進(jìn)料器五、反應(yīng)器、換熱器三和氣體壓縮裝置二 ；反應(yīng)器上設(shè)有固體物料入口五、氣體入口三、氣體出口三和固體物料出口四；進(jìn)料器五的入口與固體物料出口三相通，進(jìn)料器五的出口通過(guò)固體物料入口五與反應(yīng)器的相通，換熱器三通過(guò)氣體出口三與反應(yīng)器相通，氣體壓縮裝置二通過(guò)氣體入口三與反應(yīng)器相通；換熱器一和換熱器三的氣體出口連接預(yù)熱單元的氣體壓縮裝置二。所述生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，反應(yīng)單元中的反應(yīng)器為循環(huán)流化床反應(yīng)器。
[0020]本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，循環(huán)流化床反應(yīng)器和預(yù)熱器均用等離子點(diǎn)火溫控裝置作為點(diǎn)火裝置；當(dāng)循環(huán)流化床反應(yīng)器或預(yù)熱器的溫度降低時(shí)，點(diǎn)火裝置會(huì)自動(dòng)二次點(diǎn)火，使循 環(huán)流化床反應(yīng)器和預(yù)熱器溫度恢復(fù)正常。
[0021]本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，預(yù)熱單元中的氣體壓縮裝置一和反應(yīng)單元中的氣體壓縮裝置二上裝有含氧氣體入口。
[0022]本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，進(jìn)料器為螺旋推料器、星型給料器、電磁振動(dòng)進(jìn)料器、內(nèi)置生物質(zhì)螺旋進(jìn)料器、U型氣動(dòng)閥給料器或耐高溫進(jìn)料器。
[0023]本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，換熱器為管式換熱器、板式換熱器或換熱鍋爐。
[0024]本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法及系統(tǒng)，具有的優(yōu)點(diǎn):1、與傳統(tǒng)電石生產(chǎn)方法相比，本發(fā)明的含碳原料選擇了新型環(huán)保可再生能源——生物質(zhì)燃料，原料來(lái)源廣、無(wú)污染、利用率高、反應(yīng)速率快、焦化溫度低、生產(chǎn)能力大；生物質(zhì)燃料不含硫磷，不腐蝕鍋爐，可延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命，企業(yè)將受益匪淺。由于生物質(zhì)燃料不含硫磷，燃燒時(shí)不產(chǎn)生二氧化硫和五氧化二磷，因而不會(huì)導(dǎo)致酸雨產(chǎn)生，不污染大氣，不污染環(huán)境。另外，生物質(zhì)燃料清潔衛(wèi)生，投料方便，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，極大地改善了勞動(dòng)環(huán)境，企業(yè)將減少用于勞動(dòng)力方面的成本；2、生物質(zhì)燃料焦化的揮發(fā)分和電石生產(chǎn)副產(chǎn)物CO燃燒供熱，使得反應(yīng)能耗降低，并提高了原料的利用率；3、本系統(tǒng)采用循環(huán)流化床反應(yīng)器，可以將未反應(yīng)的被氣體帶出反應(yīng)器的固體原料重新收集，送入反應(yīng)器中再次反應(yīng)，提高了原料的利用率；4、本系統(tǒng)采用等離子點(diǎn)火溫控裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)點(diǎn)火方式，點(diǎn)火裝置中附帶溫控裝置，當(dāng)反應(yīng)器溫度降低時(shí)，點(diǎn)火裝置會(huì)自動(dòng)二次點(diǎn)火，再次加熱反應(yīng)器，使反應(yīng)器溫度保持穩(wěn)定，確保了反應(yīng)的平穩(wěn)進(jìn)行。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0025]圖1是本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法的示意圖。
[0026]圖2是本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的系統(tǒng)的示意圖——碳酸鈣預(yù)熱器與生物質(zhì)燃料預(yù)熱器并聯(lián)連接。
[0027]圖3是本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的系統(tǒng)的示意圖——碳酸鈣預(yù)熱器與生物質(zhì)燃料預(yù)熱器串聯(lián)連接。
[0028]圖中:11_進(jìn)料器一，12-碳酸鈣預(yù)熱器，13-換熱器一，14-氣體壓縮裝置一，15-固體物料入口一，16-固體物料出口一，17-氣體入口一，18-氣體出口一，19-進(jìn)料器六，10-固體物料入口六，21-進(jìn)料器二，22-生物質(zhì)燃料預(yù)熱器，23-換熱器二，24-固體物料入口二，25-氣體出口二，26-固體物料出口二，27-固體物料出口三，31 -進(jìn)料器三，32-進(jìn)料器四，33-固體物料混合器，34-固體物料入口三，35-固體物料入口四，36-固體物料出口四，41-進(jìn)料器五，42-反應(yīng)器，43-換熱器三，44-氣體壓縮裝置二，45-固體物料入口五，46-氣體入口三，47-氣體出口三，48-固體物料出口五?！ぁ揪唧w實(shí)施方式】:
[0029]下文參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，全部附圖中相同或類似的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。
[0030]圖1為本發(fā)明方法的步驟框圖。將長(zhǎng)度為2?IOmm的生物質(zhì)燃料和粒度在Imm以下的含鈣原料1: (0.9?1.1)的質(zhì)量比分別置于兩進(jìn)料器中。長(zhǎng)條狀生物質(zhì)燃料在280?500°C下進(jìn)行焦化，焦化所得的揮發(fā)分和電石生產(chǎn)的副產(chǎn)物CO燃燒給含鈣原料的預(yù)熱供熱。將長(zhǎng)度為2?IOmm的生物質(zhì)燃料A和粒度在Imm以下的含鈣原料B，以1: (0.9?
1.0的質(zhì)量比分別置于預(yù)熱器I和預(yù)熱器2中。長(zhǎng)條狀生物質(zhì)燃料在預(yù)熱器I中進(jìn)行焦化，含鈣原料在預(yù)熱器2中進(jìn)行預(yù)熱。然后將焦化所得的固態(tài)碳和含鈣原料在反應(yīng)器3中混合反應(yīng)，生成電石。
[0031]圖2和圖3為本發(fā)明一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的系統(tǒng)的步驟框圖。
[0032]如圖2所示，預(yù)計(jì)算出合適粒度下含鈣原料和含碳原料的合適重量比，并以最佳質(zhì)量比分別將其置于兩進(jìn)料器中。粉狀碳酸鈣通過(guò)進(jìn)料器一 11經(jīng)固體物料入口一 15送入碳酸鈣預(yù)熱器12，生物質(zhì)燃料通過(guò)進(jìn)料器二 21經(jīng)固體物料入口二 24送入生物質(zhì)燃料預(yù)熱器22 ;含氧氣體、預(yù)熱單元中生物質(zhì)燃料預(yù)熱器22排出的氣體和反應(yīng)單元中循環(huán)流化床反應(yīng)器42排出的氣體由氣體壓縮裝置一 14送至預(yù)熱單元中碳酸鈣預(yù)熱器12底部的氣體入口 ；將碳酸鈣加熱至500-150(TC，使粉狀碳酸鈣熱解為氧化鈣；將生物質(zhì)燃料加熱至280?5000C，使生物質(zhì)燃料熱解為焦粉。生物質(zhì)燃料預(yù)熱后產(chǎn)生的高溫氣體從氣體出口二 25排出，通過(guò)換熱器二 23后通過(guò)體壓縮裝置一 14送入碳酸鈣預(yù)熱器12底部的氣體入口一，生物質(zhì)和碳酸鈣預(yù)熱后形成的高溫固體分別從固體物料出口二 26和固體物料出口一 16排出，經(jīng)進(jìn)料器三31，進(jìn)料器四32送入固體物料混合器33，通過(guò)固體物料混合器33混合，經(jīng)固體物料出口四36排出，并通過(guò)進(jìn)料器五41經(jīng)固體物料入口五45送至循環(huán)流化床反應(yīng)器42，氣體壓縮裝置二 44將含氧氣體通過(guò)氣體入口三46通入循環(huán)流化床反應(yīng)器42，部分焦粉和含氧氣體在反應(yīng)器42中混合燃燒，將物料加熱至1700?2100°C形成電石。電石由反應(yīng)器42底部的固體物料出口五48排出，氣體產(chǎn)物由反應(yīng)器42的氣體出口三47排出進(jìn)入換熱器三43，換熱后部分氣體通過(guò)碳酸鈣預(yù)熱單元的氣體壓縮裝置一 14送至碳酸鈣預(yù)熱器12的底部，作為碳酸鈣預(yù)熱器12的燃料。
[0033]如圖3所示，與圖2所示的系統(tǒng)相比，將一小部分焦炭用于含鈣原料的預(yù)熱，可以減少燃料費(fèi)用。預(yù)計(jì)算出合適粒度下含鈣原料和含碳原料的合適重量比，并以最佳質(zhì)量比分別將其置于兩進(jìn)料器中。
[0034]通過(guò)進(jìn)料器二 21將生物質(zhì)燃料通過(guò)固體物料入口二 24送入生物質(zhì)燃料預(yù)熱器22中，將生物質(zhì)燃料加熱至280?500°C，使其分解為焦炭；一部分焦炭從固體物料出口二26排出，通過(guò)進(jìn)料器一 11經(jīng)固體物料入口一 15送至碳酸鈣預(yù)熱器12中，另外一部分焦炭從固體物料出口三27排出，通過(guò)進(jìn)料器四32送至固體物料混合器33中，生物質(zhì)燃料預(yù)熱器22產(chǎn)生的氣體從氣體出口二 25排出，通過(guò)換熱器二 23后，和含氧氣體一起通過(guò)氣體壓縮裝置一 14送至碳酸鈣預(yù)熱器12底部的氣體入口一 17 ;石灰石通過(guò)進(jìn)料器六19經(jīng)固體物料入口六10送至碳酸鈣 預(yù)熱器12中，焦粉在碳酸鈣預(yù)熱器12中燃燒，將石灰石加熱至500?1500°C，使石灰石分解為氧化鈣；氧化鈣從固體物料出口一 16排出，通過(guò)進(jìn)料器三31送至固體物料混合器33中，與焦炭充分混合后，通過(guò)進(jìn)料器五41經(jīng)固體物料入口五45送入循環(huán)流化床反應(yīng)器42中；少量氧氣通過(guò)氣體壓縮裝置二 44經(jīng)氣體入口三46送入循環(huán)流化床反應(yīng)器42 ;部分焦炭燃燒將物料加熱至1700?2100°C，生成的電石通過(guò)固體物料出口五48排出；產(chǎn)生的氣體從氣體出口三47排出，通過(guò)換熱器三43后，通過(guò)氣體壓縮裝置一14送至碳酸鈣預(yù)熱器12的底部，作為碳酸鈣預(yù)熱器12的燃料。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，其特征在于:將長(zhǎng)條狀生物質(zhì)燃料焦化，產(chǎn)生的揮發(fā)分和電石生產(chǎn)的副產(chǎn)物CO作為預(yù)熱燃料，與輔助燃料含氧氣體燃燒用于預(yù)熱粉末狀含鈣原料，再將生物質(zhì)燃料焦化后的固態(tài)碳和粉末狀含鈣原料混合生產(chǎn)電石。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，其特征在于:將長(zhǎng)度在2?IOmm的生物質(zhì)燃料和粒度在Imm以下的含鈣原料，以1: (0.9?1.1)的質(zhì)量比分別置于兩進(jìn)料器中；長(zhǎng)條狀生物質(zhì)燃料在280?500°C下進(jìn)行焦化，焦化所得的揮發(fā)分和電石生產(chǎn)的副產(chǎn)物CO燃燒可以使反應(yīng)溫度達(dá)到1750?1950°C，從而給含鈣原料的預(yù)熱供熱；然后，將焦化所得的固態(tài)碳和含鈣原料混合；混合后，通微量氧氣或富氧氣體使混合物溫度達(dá)到1700?2100°C，反應(yīng)0.1?10分鐘，生成電石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，其特征在于:所述的生物質(zhì)燃料為秸桿、稻殼、花生殼、玉米芯、油茶殼、棉籽殼及“三剩物”經(jīng)過(guò)加工產(chǎn)生的生物質(zhì)燃料，所述的粉末狀含鈣原料為碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣或電石渣或幾種的混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，其特征在于:所述輔助燃料含氧氣體為氧氣、富氧空氣或空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，其特征在于:所述焦化后固態(tài)碳和粉末含鈣原料混合后，預(yù)熱至500-1500°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，其特征在于:所述的預(yù)熱燃料為生物質(zhì)燃料焦化的揮發(fā)分和電石生產(chǎn)的副產(chǎn)物CO以及輔助燃料，預(yù)熱中所用的氧化劑為氧氣或空氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法，其特征在于:所述的預(yù)熱燃料與空氣的體積比例為1: (4?5)。`
8.采用權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的方法的系統(tǒng)，其特征在于:包括原料預(yù)熱單元、固體混合單元和反應(yīng)單元，其中原料預(yù)熱單元包含帶有等離子點(diǎn)火溫控裝置的預(yù)熱器，反應(yīng)單元包含帶有等離子點(diǎn)火溫控系統(tǒng)的循環(huán)流化床反應(yīng)器；原料預(yù)熱單元包括兩大部分:碳酸鈣預(yù)熱單元及生物質(zhì)預(yù)熱單元，其中碳酸鈣預(yù)熱單元包括:進(jìn)料器一、帶有等離子點(diǎn)火溫控裝置的碳酸鈣預(yù)熱器、換熱器一和氣體壓縮裝置一；生物質(zhì)燃料預(yù)熱單元包括:進(jìn)料器二、帶有等離子點(diǎn)火溫控裝置的生物質(zhì)燃料預(yù)熱器和換熱器二 ；碳酸鈣預(yù)熱器設(shè)有固體物料入口一、固體物料出口一、氣體入口一和氣體出口一，進(jìn)料器一的出口通過(guò)固體物料入口一與碳酸鈣預(yù)熱器相通，進(jìn)料器六的出口通過(guò)固體物料入口六與碳酸鈣預(yù)熱器相通，換熱器一通過(guò)氣體出口一與碳酸鈣預(yù)熱器相通，氣體壓縮裝置一通過(guò)氣體入口一與碳酸鈣預(yù)熱器相通；生物質(zhì)燃料預(yù)熱器包括固體物料入口二、氣體出口二和固體物料出口二，進(jìn)料器二通過(guò)固體物料入口二與生物質(zhì)燃料預(yù)熱器相通，換熱器二通過(guò)氣體出口二與生物質(zhì)預(yù)熱器相通；固體混合單元包括進(jìn)料器三、進(jìn)料器四和固體物料混合器；固體物料混合器上設(shè)有固體物料入口三、固體物料入口四和固體物料出口三；進(jìn)料器三的入口通過(guò)固體物料出口一與碳酸鈣預(yù)熱器相通，進(jìn)料器四的入口通過(guò)固體物料出口二與生物質(zhì)燃料預(yù)熱器相通，固體物料入口三與進(jìn)料器三的出口相通，固體物料入口四與進(jìn)料器四的出口相通；反應(yīng)單元包括:進(jìn)料器五、反應(yīng)器、換熱器三和氣體壓縮裝置二 ；反應(yīng)器上設(shè)有固體物料入口五、氣體入口三、氣體出口三和固體物料出口四；進(jìn)料器五的入口與固體物料出口三相通，進(jìn)料器五的出口通過(guò)固體物料入口五與反應(yīng)器的相通，換熱器三通過(guò)氣體出口三與反應(yīng)器相通，氣體壓縮裝置二通過(guò)氣體入口三與反應(yīng)器相通；換熱器一和換熱器三的氣體出口連接預(yù)熱單元的氣體壓縮裝置二。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，其特征在于:所述的反應(yīng)單元中的反應(yīng)器為循環(huán)流化床反應(yīng)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物質(zhì)燃料生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，其特征在于:所述的循環(huán)流化床反應(yīng)器和預(yù)熱器均用等離子點(diǎn)火溫控裝置作為點(diǎn)火裝置，當(dāng)循環(huán)流化床反應(yīng)器或預(yù)熱器的溫度降低時(shí)，點(diǎn)火裝置會(huì) 自動(dòng)二次點(diǎn)火。
【文檔編號(hào)】C01B31/32GK103435041SQ201310377604
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】楊衛(wèi)民, 張震, 焦志偉, 閻華 , 丁玉梅, 陳實(shí), 郁文霞, 張栩 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)