一種熱解氣循環(huán)利用的雙豎爐生產(chǎn)電石的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱解氣循環(huán)利用的雙豎爐生產(chǎn)電石的系統(tǒng)及方法。所述系統(tǒng)包括石灰豎爐、高溫?zé)峤鉅t、氧熱法電石爐和氧煤槍和天然氣?氧氣噴槍，石灰豎爐包括石灰石粉入料口、石灰下料口、石灰豎爐煙氣入口，石灰豎爐的爐膛內(nèi)設(shè)有可調(diào)節(jié)傾角的擋板；高溫?zé)峤鉅t包括煤粉入料口、碳粉下料口、高溫?zé)峤鉅t煙氣入口，高溫?zé)峤鉅t的爐膛內(nèi)設(shè)有可調(diào)節(jié)傾角的擋板；氧熱法電石爐包括石灰入料口、碳粉入料口、煙氣出口和出料口；氧煤槍和天然氣?氧氣噴槍的噴槍頭均設(shè)于氧熱法電石爐內(nèi)。本發(fā)明的熱解氣循環(huán)利用的雙豎爐生產(chǎn)電石的系統(tǒng)及方法，通過(guò)在雙豎爐內(nèi)均設(shè)置可調(diào)節(jié)傾角的擋板，可方便地控制原料在爐內(nèi)的反應(yīng)與熱解時(shí)間，保證原料反應(yīng)的程度和效率。
【專利說(shuō)明】
-種熱解氣循環(huán)利用的雙豎妒生產(chǎn)電石的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明總地設(shè)及一種電石的生產(chǎn)系統(tǒng)及方法，具體設(shè)及一種熱解氣循環(huán)利用的雙 豎爐生產(chǎn)電石的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 碳化巧俗稱電石，由焦炭和氧化巧反應(yīng)制得，是重要的煤化工產(chǎn)品及基礎(chǔ)化工原 料，主要用于生產(chǎn)乙烘及乙烘基化工產(chǎn)品，包括氯乙締系列、醋酸乙締系列和丙締酸基等系 列產(chǎn)品。電石對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的作用，近十年來(lái)電石產(chǎn)量不斷增加。
[0003] 盡管電石工業(yè)的發(fā)展已有多年的歷史，但目前電石的生產(chǎn)工藝仍然主要采用電弧 加熱的方法，即通過(guò)電弧爐產(chǎn)生高溫W提供熱量來(lái)生產(chǎn)電石。利用電弧爐是利用電能生產(chǎn) 電石。其具體生產(chǎn)過(guò)程是通過(guò)電爐上端的入口或管道將混合料加入電爐內(nèi)，原料在開放或 密閉的電爐中加熱至2200°C左右，在高溫下反應(yīng)生成碳化巧（電石）。烙化了的電石，從出料 口排出，進(jìn)入電石鍋冷卻。電石經(jīng)冷卻破碎后作為成品包裝。反應(yīng)中生成的一氧化碳則依電 石爐的類型W不同方式排出。該技術(shù)的缺點(diǎn)是:需要利用高價(jià)的塊狀焦炭和石灰作為原料； 利用電能發(fā)熱，電耗高，能耗成本高；由于電弧幾乎在電弧爐的中屯、位置，單位爐容利用效 率有限，產(chǎn)量低；產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥捎诹勘容^少，每噸電石約產(chǎn)生400m3,相關(guān)熱能難W回 收。
[0004] 目前氧熱法生產(chǎn)電石的方法是將塊狀含巧原料和含碳原料在上段豎爐預(yù)熱至 800-1300°C后，再使之進(jìn)入下段電弧爐內(nèi)。在電弧爐內(nèi)由氧氣和煤粉噴吹燃燒與電極復(fù)合 供熱使溫度升至1700-2200°C，電石原料反應(yīng)生成高品位電石。產(chǎn)生的電石爐氣經(jīng)除塵凈化 后由燃?xì)廨啓C(jī)燃燒W驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，廢氣顯熱由余熱鍋爐回收。該技術(shù)的缺點(diǎn)是:需要利 用高價(jià)的塊狀焦炭和石灰作為原料?，F(xiàn)在氧熱法的主要問(wèn)題是沒(méi)有解決塊狀料反應(yīng)存在的 問(wèn)題，即由于塊狀原料比表面積小，使得原料需在較高溫度才能完成反應(yīng)，因而造成系統(tǒng)的 生產(chǎn)能耗高。目前氧熱法的生產(chǎn)原料仍然為價(jià)格比較高的塊狀焦炭和石灰石，沒(méi)有有效地 降低原料成本。
[0005] 因此，為了能直接利用低成本的石灰石粉和低階煤粉生產(chǎn)電石，并能控制原料的 輸送速度和停留的時(shí)間，保證原料的反應(yīng)效果，有必要提出一種新的電石的生產(chǎn)系統(tǒng)及方 法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種熱解氣循環(huán)利用的雙豎爐生產(chǎn)電石的系統(tǒng)及方法，使 得該工藝能夠直接利用石灰石粉、煤粉等粉料在爐中完成反應(yīng)，并能控制原料的輸送速度 和停留時(shí)間，W保證原料的反應(yīng)效果。
[0007] 本發(fā)明提供了一種熱解氣循環(huán)利用的雙豎爐生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括石灰 豎爐、高溫?zé)峤鉅t、氧熱法電石爐、氧煤槍和天然氣-氧氣噴槍，其中，所述石灰豎爐包括石 灰石粉入料口、石灰下料口、石灰豎爐煙氣入口，所述石灰石粉入料口設(shè)于所述石灰豎爐的 上部，所述石灰下料口和石灰豎爐煙氣入口設(shè)于所述石灰豎爐的下部;所述石灰豎爐的爐 膛內(nèi)設(shè)有可調(diào)節(jié)傾角的石灰豎爐擋板，所述石灰豎爐擋板設(shè)于所述石灰石粉入料口之下、 所述石灰下料口和所述石灰豎爐煙氣入口之上;所述石灰豎爐擋板與所述石灰豎爐的內(nèi)壁 留有間隙，所述石灰豎爐擋板上布置有小孔;所述石灰豎爐擋板由穿過(guò)所述石灰豎爐爐壁 的轉(zhuǎn)軸支撐于所述石灰豎爐上;所述高溫?zé)峤鉅t包括煤粉入料口、碳粉下料口、高溫?zé)峤鉅t 煙氣入口和熱解氣出口，所述煤粉入料口和所述熱解氣出口設(shè)于所述高溫?zé)峤鉅t的上部， 所述碳粉下料口和高溫?zé)峤鉅t煙氣入口設(shè)于所述高溫?zé)峤鉅t的下部;所述高溫?zé)峤鉅t的爐 膛內(nèi)設(shè)有可調(diào)節(jié)傾角的高溫?zé)峤鉅t擋板，所述高溫?zé)峤鉅t擋板設(shè)于所述煤粉入料口和熱解 氣出口之下、所述碳粉下料口和所述高溫?zé)峤鉅t煙氣入口之上;所述高溫?zé)峤鉅t擋板與所 述高溫?zé)峤鉅t的內(nèi)壁留有間隙，所述高溫?zé)峤鉅t擋板上布置有小孔;所述高溫?zé)峤鉅t擋板 由穿過(guò)所述高溫?zé)峤鉅t爐壁的轉(zhuǎn)軸支撐于所述高溫?zé)峤鉅t上;所述氧熱法電石爐包括石灰 入料口、碳粉入料口、煙氣出口和出料口，所述石灰入料口連通所述石灰豎爐的石灰下料 口，所述碳粉入料口連通所述高溫?zé)峤鉅t的碳粉下料口，所述煙氣出口連通所述石灰豎爐 煙氣入口和所述高溫?zé)峤鉅t煙氣入口；所述氧煤槍的噴槍頭設(shè)于所述氧熱法電石爐內(nèi)，所 述氧煤槍自所述氧熱法電石爐的爐頂伸入所述氧熱法電石爐內(nèi)；所述天然氣-氧氣噴槍的 噴槍頭設(shè)于所述氧熱法電石爐內(nèi)，所述天然氣-氧氣噴槍自所述氧熱法電石爐的爐頂伸入 所述氧熱法電石爐內(nèi)；所述天然氣-氧氣噴槍的天然氣管道通過(guò)加壓裝置與所述高溫?zé)峤?爐的熱解氣出口相連。
[0008] 上述的系統(tǒng)，所述石灰豎爐的爐膛內(nèi)從上到下依次設(shè)有多個(gè)具有所述傾角的石灰 豎爐擋板，相鄰所述石灰豎爐擋板的傾角相對(duì)所述石灰豎爐的豎直中屯、線對(duì)稱布置;所述 高溫?zé)峤鉅t的爐膛內(nèi)從上到下依次設(shè)有多個(gè)具有所述傾角的高溫?zé)峤鉅t擋板，相鄰所述高 溫?zé)峤鉅t擋板的傾角相對(duì)所述高溫?zé)峤鉅t的豎直中屯、線對(duì)稱布置。
[0009] 上述的系統(tǒng)，所述石灰豎爐擋板和所述高溫?zé)峤鉅t擋板均與水平面的夾角可調(diào)節(jié) 為30° -60%所述石灰豎爐擋板和所述高溫?zé)峤鉅t擋板上的小孔直徑均為10mm-30mm。
[0010] 上述的系統(tǒng)，所述石灰豎爐和所述高溫?zé)峤鉅t均為方形爐，所述石灰豎爐擋板和 所述高溫?zé)峤鉅t擋板均沿各自傾角的傾斜方向上的長(zhǎng)度為各自所在爐的邊長(zhǎng)的0.5-0.95 倍，相鄰所述石灰豎爐擋板的旋轉(zhuǎn)軸在所述石灰豎爐的豎直方向的距離為所述石灰豎爐邊 長(zhǎng)的0.2-1.5倍;相鄰所述高溫?zé)峤鉅t擋板的旋轉(zhuǎn)軸在所述高溫?zé)峤鉅t的豎直方向的距離 為所述高溫?zé)峤鉅t邊長(zhǎng)的0.2-1.5倍。
[0011] 上述的系統(tǒng)，所述石灰豎爐擋板和所述高溫?zé)峤鉅t擋板的材質(zhì)均為耐熱不誘鋼； 所述石灰豎爐擋板和所述高溫?zé)峤鉅t擋板與各自所在爐的連接處均設(shè)有密封裝置;所述石 灰豎爐的轉(zhuǎn)軸和所述高溫?zé)峤鉅t的轉(zhuǎn)軸上均設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)桿。
[0012] 上述的系統(tǒng)，所述氧熱法電石爐的煙氣出口通過(guò)高溫?zé)煔夤艿婪謩e連通所述石灰 豎爐煙氣進(jìn)口和所述高溫?zé)峤鉅t煙氣進(jìn)口所述高溫?zé)煔夤艿纼?nèi)部設(shè)置有水冷煙道。
[0013] 上述的系統(tǒng)，所述氧熱法電石爐的出料口設(shè)有雷達(dá)料位計(jì)或電容料位計(jì);所述石 灰豎爐的石灰石粉入料口連有石灰石粉調(diào)速給料機(jī)，所述高溫?zé)峤鉅t的煤粉入料口連有煤 粉調(diào)速給料機(jī)。
[0014] 上述的系統(tǒng)，所述氧煤槍的結(jié)構(gòu)為套筒式水冷噴槍，所述氧煤槍的噴槍頭的材質(zhì) 為銅，所述氧煤槍的套筒內(nèi)層為煤粉噴吹層，中間層為氧氣噴吹層，最外側(cè)為冷卻循環(huán)水 層;所述氧氣噴吹層的氧氣進(jìn)口連接有氧氣管道，所述煤粉噴吹層的煤粉進(jìn)口連接有煤粉 管道。
[0015] 本發(fā)明提供了一種利用上述系統(tǒng)進(jìn)行電石的生產(chǎn)方法，所述方法包括步驟:將石 灰石粉送入所述石灰豎爐進(jìn)行反應(yīng)，得到生石灰;將煤粉送入所述高溫?zé)峤鉅t進(jìn)行熱解，得 到碳粉;將所述生石灰與碳粉送入所述氧熱法電石爐，使所述氧煤槍向所述烙分爐噴吹煤 粉與氧氣，使所述天然氣-氧氣噴槍向所述氧熱法電石爐噴吹天然氣和氧氣，氧熱法生成電 石;將所述氧熱法電石爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔夥謩e通入所述石灰豎爐和所述高溫?zé)峤鉅t;將所 述高溫?zé)峤鉅t內(nèi)產(chǎn)生的熱解氣經(jīng)加壓后通入所述天然氣-氧氣噴槍的天然氣管道內(nèi)。
[0016] 上述的方法，所述方法還包括步驟:通過(guò)調(diào)速給料機(jī)調(diào)節(jié)速度W控制所述石灰石 粉和煤粉的送入量;從所述高溫?zé)峤鉅t的熱解煙氣中提取可燃?xì)饣蛴?通過(guò)調(diào)節(jié)所述石灰 豎爐擋板與所述高溫?zé)峤鉅t擋板的傾角W控制石灰石粉與煤粉的下滑速度;通過(guò)調(diào)節(jié)所述 石灰石粉在所述石灰豎爐內(nèi)的停留時(shí)間W控制所述石灰石粉的反應(yīng)程度;通過(guò)控制高溫?zé)?氣管道內(nèi)的水量W控制煙氣進(jìn)入所述還原豎爐內(nèi)的溫度;通過(guò)在所述氧熱法電石爐的出料 口檢測(cè)料位后進(jìn)一步控制所述石灰石粉和煤粉的給料速度來(lái)調(diào)節(jié)石灰石粉和煤粉的送入 量，W防止所述石灰下料口與碳粉下料口堵塞。
[0017] 本發(fā)明的有益效果在于，本工藝?yán)檬沂兔悍凵a(chǎn)電石，大幅度降低了原材 料的成本。
[0018] 本發(fā)明的石灰豎爐與高溫?zé)峤鉅t兩個(gè)豎爐里都可W方便地控制原料在爐內(nèi)的反 應(yīng)或熱解時(shí)間，可W保證原料反應(yīng)或熱解的程度和效率。
[0019] 本發(fā)明利用泡沫渣解決了電石生產(chǎn)中的粉料問(wèn)題，利用粉料生產(chǎn)電石，降低了反 應(yīng)溫度，減少了能耗。
[0020] 本發(fā)明把熱解產(chǎn)生的天然氣經(jīng)過(guò)加壓循環(huán)后送入氧熱法電石爐燃燒，為反應(yīng)提供 了熱量。
[0021] 此外，還可從熱解煙氣中提取可燃?xì)饣蛴蚖產(chǎn)生新的效益。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的可調(diào)節(jié)式熱解爐內(nèi)部擋板正視圖結(jié)構(gòu)示意圖；W及
[0024] 圖3為圖2中可調(diào)節(jié)式熱解爐內(nèi)部擋板的A向結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] W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)地說(shuō)明，W便能 夠更好地理解本發(fā)明的方案W及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，W下描述的【具體實(shí)施方式】和實(shí) 施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0026] 下面將結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本實(shí)施例的熱解氣循 環(huán)利用的雙豎爐生產(chǎn)電石的系統(tǒng)包括：1、石灰石粉料斗；2、調(diào)速給料機(jī);3、排氣口；4、石灰 豎爐;5、石灰豎爐擋板;6、高溫?zé)煔夤艿?7、煤粉管道;8、氧氣管道;9、氧煤槍；10、氧熱法電 石爐；11、電石爐出料口； 12、天然氣-氧氣噴槍；13、氧氣管道；14、天然氣管道；15、加壓裝 置；16、高溫?zé)煔夤艿溃?7、高溫?zé)峤鉅t擋板；18、高溫?zé)峤鉅t；19、排氣口； 20、調(diào)速給料機(jī)； 21、煤粉料斗。其中，石灰石粉料斗1、煤粉料斗21、調(diào)速給料機(jī)2和20等可根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置 或更換為其它裝置。
[0027]本發(fā)明中設(shè)有兩臺(tái)可調(diào)節(jié)式豎爐，一臺(tái)用于石灰石在高溫下反應(yīng)生成石灰，稱之 為石灰豎爐，另一臺(tái)用于長(zhǎng)焰煤高溫?zé)峤猓Q之為高溫?zé)峤鉅t，兩個(gè)豎爐結(jié)構(gòu)類似，功能不 同。
[00%]所述石灰豎爐4包括石灰石粉入料口、石灰下料口、石灰豎爐煙氣入口，所述石灰 石粉入料口設(shè)于所述石灰豎爐4的上部，所述石灰下料口和石灰豎爐煙氣入口設(shè)于所述石 灰豎爐4的下部;所述石灰豎爐4的爐膛內(nèi)設(shè)有可調(diào)節(jié)傾角的石灰豎爐擋板5,所述石灰豎爐 擋板5設(shè)于所述石灰石粉入料口之下、所述石灰下料口和所述石灰豎爐煙氣入口之上;所述 石灰豎爐擋板5與所述石灰豎爐4的內(nèi)壁留有間隙，所述石灰豎爐擋板5上布置有小孔;所述 石灰豎爐擋板5由穿過(guò)所述石灰豎爐4爐壁的轉(zhuǎn)軸51支撐于所述石灰豎爐4上。
[0029] 所述高溫?zé)峤鉅t18包括煤粉入料口、碳粉下料口、高溫?zé)峤鉅t煙氣入口，所述煤粉 入料口設(shè)于所述高溫?zé)峤鉅t的上部，所述碳粉下料口和高溫?zé)峤鉅t煙氣入口設(shè)于所述高溫 熱解爐的下部。所述高溫?zé)峤鉅t18的爐膛內(nèi)設(shè)有可調(diào)節(jié)傾角的高溫?zé)峤鉅t擋板17,所述高 溫?zé)峤鉅t擋板17設(shè)于所述煤粉入料口之下、所述碳粉下料口和所述高溫?zé)峤鉅t煙氣入口之 上。所述高溫?zé)峤鉅t擋板17與所述高溫?zé)峤鉅t18的內(nèi)壁留有間隙，所述高溫?zé)峤鉅t擋板17 上布置有小孔。所述高溫?zé)峤鉅t擋板17由穿過(guò)所述高溫?zé)峤鉅t18爐壁的轉(zhuǎn)軸支撐于所述高 溫?zé)峤鉅t18上。
[0030] 高溫?zé)峤鉅t18內(nèi)的擋板結(jié)構(gòu)與石灰豎爐4中的擋板結(jié)構(gòu)相同。
[0031] 所述氧熱法電石爐10包括石灰入料口、碳粉入料口、煙氣出口和出料口。所述石灰 入料口連通所述石灰豎爐4的石灰下料口，所述碳粉入料口連通所述高溫?zé)峤鉅t18的碳粉 下料口，所述煙氣出口連通所述石灰豎爐煙氣入口和所述高溫?zé)峤鉅t煙氣入口。
[0032] 所述氧煤槍9的噴槍頭設(shè)于所述氧熱法電石爐10內(nèi)，所述氧煤槍9自所述氧熱法電 石爐10的爐頂伸入所述氧熱法電石爐10內(nèi)。
[0033] 所述天然氣-氧氣噴槍12的噴槍頭也設(shè)于所述氧熱法電石爐10內(nèi)，所述天然氣-氧 氣噴槍12自所述氧熱法電石爐10的爐頂伸入所述氧熱法電石爐10內(nèi)；所述天然氣-氧氣噴 槍12的天然氣管道14通過(guò)加壓裝置15與所述高溫?zé)峤鉅t10的熱解氣出口相連。
[0034] 上述的系統(tǒng)，所述石灰豎爐4的爐膛內(nèi)從上到下依次設(shè)有多個(gè)具有所述傾角的石 灰豎爐擋板5,相鄰所述石灰豎爐擋板的傾角相對(duì)所述石灰豎爐的豎直中屯、線對(duì)稱布置。同 樣的，所述高溫?zé)峤鉅t18的爐膛內(nèi)從上到下依次設(shè)有多個(gè)具有所述傾角的高溫?zé)峤鉅t擋板 17,相鄰所述高溫?zé)峤鉅t擋板17的傾角相對(duì)所述高溫?zé)峤鉅t18的豎直中屯、線對(duì)稱布置。
[0035] 料斗內(nèi)0-lmm的石灰石粉和0-2mm的煤粉分別通過(guò)封閉式調(diào)速給料機(jī)下到分別下 到各自對(duì)應(yīng)的豎爐里面，兩個(gè)豎爐對(duì)稱布置。調(diào)速給料機(jī)可設(shè)計(jì)為螺旋調(diào)速給料機(jī)，在給料 的同時(shí)保證豎爐和原料料斗之間的密封。
[0036] 給料機(jī)的給料速度根據(jù)氧熱法電石爐10內(nèi)的反應(yīng)速度控制，反應(yīng)速度較快，給料 速度增加，反之則減少。
[0037] 石灰石粉和煤粉的比例根據(jù)生成物的成分調(diào)節(jié)控制，如果電石中化0含量高，則增 加碳的比例，反之則減少。
[0038] 原料在豎爐內(nèi)通過(guò)擋板向下滑動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)各自擋板的角度控制不同下滑的速度 和反應(yīng)時(shí)間。石灰石粉和煤粉的下降的速度可分別由石灰豎爐擋板5與高溫?zé)峤鉅t擋板17 的角度控制。擋板角度大，物料下降速度快，在爐內(nèi)的停留時(shí)間短;擋板角度小，物料下降速 度慢，在爐內(nèi)的停留時(shí)間長(zhǎng)。調(diào)節(jié)的依據(jù)可根據(jù)氧熱法電石爐10的出口溫度而定，一般出口 溫度在1500°C -1100°C之間。出口溫度高，停留時(shí)間短，反之則停留時(shí)間長(zhǎng)。
[0039] 擋板5或17的設(shè)計(jì)原則是物料路徑最長(zhǎng)原則，同時(shí)又要保證對(duì)可各自所在豎爐內(nèi) 的煙氣阻力不能太大。
[0040] 根據(jù)W上原則，同時(shí)根據(jù)擋板5或17和原料粉的摩擦系數(shù)，對(duì)于正方形的豎爐，設(shè) 計(jì)擋板5或17沿其傾角的傾斜方向上的長(zhǎng)度為豎爐邊長(zhǎng)的0.5-0.95倍，優(yōu)選為0.75倍左右。 相鄰擋板的旋轉(zhuǎn)軸之間的高度差為熱解爐邊長(zhǎng)的0.2-1.5倍，優(yōu)選為0.5倍左右。擋板5或17 與水平面的夾角的調(diào)節(jié)范圍確定為30°-60°。具體實(shí)例的結(jié)構(gòu)與尺寸見圖2和圖3所示（圖中 只給出石灰豎爐擋板5的結(jié)構(gòu)示意圖，高溫?zé)峤鉅t擋板17的結(jié)構(gòu)與石灰豎爐擋板5相同）。圖 中的具體結(jié)構(gòu)與尺寸只是示例性說(shuō)明。當(dāng)然豎爐還可是別的形狀如圓形。當(dāng)豎爐是別的形 狀時(shí)，也是按照物料路徑最長(zhǎng)原則及考慮對(duì)豎爐內(nèi)的煙氣阻力不能太大，來(lái)設(shè)計(jì)擋板的結(jié) 構(gòu)與布置形式。
[0041 ]例如，當(dāng)擋板5或17與水平面的夾角為36°時(shí)，料流的總路程為豎爐高度的2.1倍左 右。由于摩擦力和碰撞的影響，物料下落由自由落體運(yùn)動(dòng)變成了低速往復(fù)下滑運(yùn)動(dòng)，與全程 為自由下落的情況(未設(shè)置擋板)相比，原料粉下落時(shí)間是自由下落時(shí)間的5-12倍。W上具 體參數(shù)可根據(jù)熱解爐內(nèi)的風(fēng)速和原料粉的粒度范圍做適當(dāng)調(diào)整。擋板5與17的材質(zhì)為耐熱 不誘鋼。擋板布置有直徑10mm-30mm的小孔，高溫氣體由豎爐的下方流過(guò)小孔及豎爐與擋板 5或17之間的間隙向上流動(dòng)，W保證原料粉和高溫氣體的接觸。
[0042] 如圖2所示，石灰豎爐擋板5具有可使擋板活動(dòng)的轉(zhuǎn)軸51W及與豎爐之間的密封裝 置?？稍趽醢?上設(shè)加強(qiáng)筋52W保障擋板5的強(qiáng)度與剛度。擋板5的轉(zhuǎn)動(dòng)可手工轉(zhuǎn)動(dòng)也可機(jī)器 帶動(dòng)，在擋板5上可設(shè)計(jì)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)桿53。當(dāng)然，高溫?zé)峤鉅t擋板17也可如此設(shè)計(jì)。
[0043] 原料粉和豎爐內(nèi)的高溫氣體逆向流動(dòng)。石灰石粉在高溫條件下反應(yīng)生成CaO和 C〇2，煤粉在高溫下發(fā)生熱解反應(yīng)，生成焦炭和熱解氣。生成的氣體隨高溫?zé)煔馀懦?，?)2和 高溫?zé)煔鈴呐艢饪?3排出后再進(jìn)入后期處理系統(tǒng)。生成的部分熱解氣隨高溫?zé)煔馀懦龊髲?排氣口 19排出后再進(jìn)入后期處理系統(tǒng)。部分熱解氣熱解產(chǎn)生的熱解蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝、凈化可 得到高品質(zhì)的油、氣產(chǎn)品。
[0044] 從高溫?zé)峤鉅t出來(lái)的部分熱解氣通過(guò)加壓裝置15加壓后通過(guò)管道14進(jìn)入氧氣-天 然氣噴槍12,同時(shí)氧氣通過(guò)氧氣管道12也進(jìn)入氧氣-天然氣噴槍12,在電石爐內(nèi)燃燒，配合 氧煤槍共同為電石爐提供熱量。
[0045] 氧煤槍結(jié)構(gòu)為套筒式水冷噴槍，其中，中間噴吹煤粉，外側(cè)噴吹氧氣，再外側(cè)為冷 卻循環(huán)水，氧煤槍頭部材質(zhì)為銅制噴槍頭。
[0046] 生成的化0和碳粉進(jìn)入后續(xù)的氧熱法電石爐10內(nèi)反應(yīng)生成電石。
[0047] 原料粉在從豎爐上部到下部下落的過(guò)程中，逐步分級(jí)反應(yīng)，通過(guò)調(diào)節(jié)在豎爐內(nèi)的 停留時(shí)間W控制反應(yīng)程度。豎爐出口處的反應(yīng)程度可達(dá)到95%左右。
[0048] 氧熱法電石爐10的出料口 11處通過(guò)設(shè)置雷達(dá)料位計(jì)或電容料位計(jì)等設(shè)施感應(yīng)下 料情況，防止下料口堵塞。如果發(fā)現(xiàn)下料口集料太多，通過(guò)控制上部的給料速度來(lái)減少下料 量，防止堵塞。
[0049] 在氧熱法電石爐10內(nèi)，焦炭和生石灰粉進(jìn)入氧熱法電石爐。碳顆粒主要和化0反應(yīng) 生成電石。剩余的小部分碳粉在爐內(nèi)燃燒提供熱量。燃燒產(chǎn)生的熱量促進(jìn)石灰粉和碳粉反 應(yīng)生成電石。同時(shí)在表面形成泡沫渣，利用泡沫渣捕捉石灰粉和碳粉，反應(yīng)在泡沫渣內(nèi)進(jìn) 行。反應(yīng)完后生成的電石通過(guò)出料口 11間斷性排出。電石通過(guò)出料口后再被排到電石鍋內(nèi) 冷卻。
[0050] 所述氧熱法電石爐10的煙氣出口通過(guò)高溫?zé)煔夤艿?與16分別連通所述石灰豎爐 煙氣進(jìn)口和所述高溫?zé)峤鉅t煙氣進(jìn)口。所述高溫?zé)煔夤艿?與16內(nèi)部設(shè)置有水冷煙道。氧熱 法電石爐10產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)高溫?zé)煔夤艿?、16內(nèi)的水冷煙道進(jìn)入豎爐?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)各 自水冷煙道的溫度控制進(jìn)入豎爐的氣體溫度。
[0051] 本發(fā)明可W利用石灰石粉和煤粉生產(chǎn)電石，大幅度降低了原材料的成本。本發(fā)明 的石灰豎爐與高溫?zé)峤鉅t兩個(gè)豎爐里都可W方便地控制原料在爐內(nèi)的反應(yīng)或熱解時(shí)間，可 W保證原料反應(yīng)或熱解的程度和效率。本發(fā)明利用泡沫渣解決了電石生產(chǎn)中的粉料問(wèn)題， 利用粉料生產(chǎn)電石，降低了反應(yīng)溫度，減少了能耗。本發(fā)明把熱解產(chǎn)生的天然氣經(jīng)過(guò)加壓循 環(huán)后送入氧熱法電石爐燃燒，為反應(yīng)提供了熱量。
[0052] 此外，還可從熱解煙氣中提取可燃?xì)饣蛴蚖產(chǎn)生新的效益。
[0053] 實(shí)施例
[0054] 石灰石粉首先放入料斗1，通過(guò)下部的調(diào)速給料機(jī)2按照一定比例和速度送入石灰 豎爐4。石灰石粉料在豎爐4內(nèi)沿著石灰豎爐擋板5下滑，同時(shí)在高溫?zé)煔獾臈l件下反應(yīng)，通 過(guò)調(diào)整擋板的角度控制石灰粉的下降速度和反應(yīng)時(shí)間。石灰石粉在高溫條件下反應(yīng)生成 化0和C〇2，C〇2和高溫?zé)煔鈴呐艢饪?3排除進(jìn)入下道工序。生石灰粉通過(guò)下料口進(jìn)入電石爐10 參予反應(yīng)。
[0055] 煤粉放入料斗21，通過(guò)下部的調(diào)速給料機(jī)20,按照一定比例和速度送入高溫?zé)峤?爐18。煤粉粉料在高溫?zé)峤鉅t18內(nèi)沿著高溫?zé)峤鉅t擋板17下滑，同時(shí)在高溫?zé)煔獾臈l件下 發(fā)生熱解反應(yīng)。通過(guò)調(diào)整高溫?zé)峤鉅t擋板17的角度W控制煤粉的下降速度和反應(yīng)時(shí)間。煤 粉在高溫下發(fā)生熱解反應(yīng)生成焦炭和熱解氣。生成的氣體隨高溫?zé)煔馀懦鰪呐艢饪?19排出 后進(jìn)入后期處理系統(tǒng)，生成的碳粉進(jìn)入氧熱法電石爐10進(jìn)行反應(yīng)。
[0056] 氧氣和煤粉分別通過(guò)氧氣管道7和煤粉管道8通過(guò)氧煤槍9進(jìn)入氧熱法電石爐10內(nèi) 燃燒。在高溫條件下，石灰和碳粉反應(yīng)生成電石，同時(shí)在表面形成泡沫渣，電石爐內(nèi)利用泡 沫渣捕捉生石灰粉和焦粉，使之在泡沫渣內(nèi)反應(yīng)。反應(yīng)完后，通過(guò)出料口 11間歇排出。反應(yīng) 產(chǎn)生的高溫?zé)煔夥謩e通過(guò)高溫?zé)峤夤艿?和16內(nèi)的水冷煙道進(jìn)入石灰豎爐4和高溫?zé)峤鉅t 18。通過(guò)調(diào)節(jié)水冷煙道的水量可W在一定范圍內(nèi)控制其出口煙氣溫度。
[0057] 從熱解爐出來(lái)的部分熱解氣通過(guò)加壓裝置15加壓后通過(guò)管道14進(jìn)入氧氣-天然氣 噴槍12,同時(shí)氧氣通過(guò)氧氣管道12也進(jìn)入氧氣-天然氣噴槍12,在電石爐內(nèi)燃燒，配合氧煤 槍共同為電石爐提供熱量。
[0058] W下分步驟進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0059] 首先把石灰石粉放入料斗1。石灰石粒度范圍為0-lmm。經(jīng)過(guò)豎爐高溫反應(yīng)后生成 生石灰粉，生石灰粉成分如下表：
[0060] 表 1
[0061]
[0069] 焦炭和生石灰粉進(jìn)入氧熱法電石爐10進(jìn)行反應(yīng)，部分碳粉在爐內(nèi)燃燒。控制爐內(nèi) 溫度在2000°C-220(rC之間。電石爐上部形成泡沫渣，利用泡沫渣捕捉生石灰粉和碳粉，反 應(yīng)在泡沫渣內(nèi)進(jìn)行。形成的電石通過(guò)出料口 11排到電石鍋內(nèi)冷卻。電石成分如下表：
[0070] 表 4 「00711
[0072] 氧熱法電石爐煙氣出口溫度控制在1500°C左右，豎爐出口溫度為800°C左右。
[0073] 高溫?zé)峤鉅t18出口的熱解氣通過(guò)循環(huán)裝置重新進(jìn)入氧熱法電石爐10燃燒提供反 應(yīng)需要的部分熱量。
[0074] 熱解氣成分如下表:表5
[0075]
[0076] 其中，表3中的Mad代表空氣干燥基水分;Aad代表干燥基灰分;Vad代表空氣干燥基揮 發(fā)分;FCad代表空氣干燥基固定碳。
[0077] 由上述實(shí)施例可見，本發(fā)明的技術(shù)方案能有效將石灰石粉和煤粉生成電石。
[0078] 最后應(yīng)說(shuō)明的是:顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)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(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可W做 出其它不同形式的變化或變動(dòng)。運(yùn)里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予W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。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種熱解氣循環(huán)利用的雙豎爐生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括石灰豎爐、高溫?zé)峤?爐、氧熱法電石爐、氧煤槍和天然氣-氧氣噴槍，其中， 所述石灰豎爐包括石灰石粉入料口、石灰下料口、石灰豎爐煙氣入口，所述石灰石粉入 料口設(shè)于所述石灰豎爐的上部，所述石灰下料口和石灰豎爐煙氣入口設(shè)于所述石灰豎爐的 下部;所述石灰豎爐的爐膛內(nèi)設(shè)有可調(diào)節(jié)傾角的石灰豎爐擋板，所述石灰豎爐擋板設(shè)于所 述石灰石粉入料口之下、所述石灰下料口和所述石灰豎爐煙氣入口之上;所述石灰豎爐擋 板與所述石灰豎爐的內(nèi)壁留有間隙，所述石灰豎爐擋板上布置有小孔;所述石灰豎爐擋板 由穿過(guò)所述石灰豎爐爐壁的轉(zhuǎn)軸支撐于所述石灰豎爐上； 所述高溫?zé)峤鉅t包括煤粉入料口、碳粉下料口、高溫?zé)峤鉅t煙氣入口和熱解氣出口，所 述煤粉入料口和所述熱解氣出口設(shè)于所述高溫?zé)峤鉅t的上部，所述碳粉下料口和高溫?zé)峤?爐煙氣入口設(shè)于所述高溫?zé)峤鉅t的下部;所述高溫?zé)峤鉅t的爐膛內(nèi)設(shè)有可調(diào)節(jié)傾角的高溫 熱解爐擋板，所述高溫?zé)峤鉅t擋板設(shè)于所述煤粉入料口和熱解氣出口之下、所述碳粉下料 口和所述高溫?zé)峤鉅t煙氣入口之上;所述高溫?zé)峤鉅t擋板與所述高溫?zé)峤鉅t的內(nèi)壁留有間 隙，所述高溫?zé)峤鉅t擋板上布置有小孔;所述高溫?zé)峤鉅t擋板由穿過(guò)所述高溫?zé)峤鉅t爐壁 的轉(zhuǎn)軸支撐于所述高溫?zé)峤鉅t上;所述氧熱法電石爐包括石灰入料口、碳粉入料口、煙氣出 口和出料口，所述石灰入料口連通所述石灰豎爐的石灰下料口，所述碳粉入料口連通所述 高溫?zé)峤鉅t的碳粉下料口，所述煙氣出口連通所述石灰豎爐煙氣入口和所述高溫?zé)峤鉅t煙 氣入口； 所述氧煤槍的噴槍頭設(shè)于所述氧熱法電石爐內(nèi)，所述氧煤槍自所述氧熱法電石爐的爐 頂伸入所述氧熱法電石爐內(nèi)； 所述天然氣-氧氣噴槍的噴槍頭設(shè)于所述氧熱法電石爐內(nèi)，所述天然氣-氧氣噴槍自所 述氧熱法電石爐的爐頂伸入所述氧熱法電石爐內(nèi)；所述天然氣-氧氣噴槍的天然氣管道通 過(guò)加壓裝置與所述高溫?zé)峤鉅t的熱解氣出口相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述石灰豎爐的爐膛內(nèi)從上到下依次設(shè)有 多個(gè)具有所述傾角的石灰豎爐擋板，相鄰所述石灰豎爐擋板的傾角相對(duì)所述石灰豎爐的豎 直中心線對(duì)稱布置;所述高溫?zé)峤鉅t的爐膛內(nèi)從上到下依次設(shè)有多個(gè)具有所述傾角的高溫 熱解爐擋板，相鄰所述高溫?zé)峤鉅t擋板的傾角相對(duì)所述高溫?zé)峤鉅t的豎直中心線對(duì)稱布 置。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述石灰豎爐擋板和所述高溫?zé)峤鉅t擋板 均與水平面的夾角可調(diào)節(jié)為30°-60°;所述石灰豎爐擋板和所述高溫?zé)峤鉅t擋板上的小孔 直徑均為1 Ctam-3Ctam。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述石灰豎爐和所述高溫?zé)峤鉅t均為方形 爐，所述石灰豎爐擋板和所述高溫?zé)峤鉅t擋板均沿各自傾角的傾斜方向上的長(zhǎng)度為各自所 在爐的邊長(zhǎng)的0.5-0.95倍，相鄰所述石灰豎爐擋板的旋轉(zhuǎn)軸在所述石灰豎爐的豎直方向的 距離為所述石灰豎爐邊長(zhǎng)的〇. 2-1.5倍;相鄰所述高溫?zé)峤鉅t擋板的旋轉(zhuǎn)軸在所述高溫?zé)?解爐的豎直方向的距離為所述高溫?zé)峤鉅t邊長(zhǎng)的0.2-1.5倍。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述石灰豎爐擋板和所述高溫?zé)峤鉅t擋板 的材質(zhì)均為耐熱不銹鋼;所述石灰豎爐擋板和所述高溫?zé)峤鉅t擋板與各自所在爐的連接處 均設(shè)有密封裝置;所述石灰豎爐的轉(zhuǎn)軸和所述高溫?zé)峤鉅t的轉(zhuǎn)軸上均設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)桿。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氧熱法電石爐的煙氣出口通過(guò)高溫?zé)?氣管道分別連通所述石灰豎爐煙氣進(jìn)口和所述高溫?zé)峤鉅t煙氣進(jìn)口所述高溫?zé)煔夤艿纼?nèi) 部設(shè)置有水冷煙道。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氧熱法電石爐的出料口設(shè)有雷達(dá)料位 計(jì)或電容料位計(jì);所述石灰豎爐的石灰石粉入料口連有石灰石粉調(diào)速給料機(jī)，所述高溫?zé)?解爐的煤粉入料口連有煤粉調(diào)速給料機(jī)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氧煤槍的結(jié)構(gòu)為套筒式水冷噴槍，所 述氧煤槍的噴槍頭的材質(zhì)為銅，所述氧煤槍的套筒內(nèi)層為煤粉噴吹層，中間層為氧氣噴吹 層，最外側(cè)為冷卻循環(huán)水層;所述氧氣噴吹層的氧氣進(jìn)口連接有氧氣管道，所述煤粉噴吹層 的煤粉進(jìn)口連接有煤粉管道。9. 一種利用權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述系統(tǒng)生產(chǎn)電石的方法，所述方法包括步驟： 將石灰石粉送入所述石灰豎爐進(jìn)行反應(yīng)，得到生石灰； 將煤粉送入所述高溫?zé)峤鉅t進(jìn)行熱解，得到碳粉； 將所述生石灰與碳粉送入所述氧熱法電石爐，使所述氧煤槍向所述熔分爐噴吹煤粉與 氧氣，使所述天然氣-氧氣噴槍向所述氧熱法電石爐噴吹天然氣和氧氣，氧熱法生成電石； 將所述氧熱法電石爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔夥謩e通入所述石灰豎爐和所述高溫?zé)峤鉅t； 將所述高溫?zé)峤鉅t內(nèi)產(chǎn)生的熱解氣經(jīng)加壓后通入所述天然氣-氧氣噴槍的天然氣管道 內(nèi)。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法還包括步驟： 通過(guò)調(diào)速給料機(jī)調(diào)節(jié)速度以控制所述石灰石粉和煤粉的送入量； 從所述高溫?zé)峤鉅t的熱解煙氣中提取可燃?xì)饣蛴?通過(guò)調(diào)節(jié)所述石灰豎爐擋板與所述 高溫?zé)峤鉅t擋板的傾角以控制石灰石粉與煤粉的下滑速度； 通過(guò)調(diào)節(jié)所述石灰石粉在所述石灰豎爐內(nèi)的停留時(shí)間以控制所述石灰石粉的反應(yīng)程 度； 通過(guò)控制高溫?zé)煔夤艿纼?nèi)的水量以控制煙氣進(jìn)入所述還原豎爐內(nèi)的溫度； 通過(guò)在所述氧熱法電石爐的出料口檢測(cè)料位后進(jìn)一步控制所述石灰石粉和煤粉的給 料速度來(lái)調(diào)節(jié)石灰石粉和煤粉的送入量，以防止所述石灰下料口與碳粉下料口堵塞。
【文檔編號(hào)】C01B31/32GK106082224SQ201610638726
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月5日 公開號(hào)201610638726.7, CN 106082224 A, CN 106082224A, CN 201610638726, CN-A-106082224, CN106082224 A, CN106082224A, CN201610638726, CN201610638726.7
【發(fā)明人】馬政峰, 陳峨, 薛遜, 吳道洪
【申請(qǐng)人】北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司