本發(fā)明屬于電石化工領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)電石的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

近3年內(nèi)，國(guó)內(nèi)焦化行業(yè)逐漸步入全面虧損狀態(tài)，經(jīng)營(yíng)狀況不斷惡化，特別是部分沒有自己煤礦資源的企業(yè)，都面臨破產(chǎn)的境地。焦炭?jī)r(jià)格從2013年的均價(jià)1800元/噸左右，下跌至目前的800元/噸左右，降幅高達(dá)60％以上，行業(yè)虧損面也達(dá)到56％左右。焦化企業(yè)生存發(fā)展和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的難度不斷加大，已經(jīng)呈現(xiàn)危機(jī)四伏的局面,鋼鐵產(chǎn)能、焦化產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)又重新提上日程。

電石行業(yè)，高能耗、高成本、低經(jīng)濟(jì)性的傳統(tǒng)工藝，也迫切需要技術(shù)更新，節(jié)能降耗。

近幾年，電石行業(yè)的節(jié)能新技術(shù)，不斷涌現(xiàn)，例如：爐氣凈化后氣燒石灰窯、粉塵燒制水泥、爐氣凈化制甲酸鈉等。

所以有必要摸索除焦化與電石的耦合的一種生產(chǎn)電石的工藝，降低電石的生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)焦化與電石的雙贏。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)電石的系統(tǒng)及方法，為目前因產(chǎn)能過剩、且閑置的大量焦炭另辟蹊徑，找到一條電石生產(chǎn)的新工藝、新方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)電石的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括混合裝置、搗固裝置、熱解裝置和電石冶煉裝置；

所述混合裝置設(shè)有煤粉入口、生石灰粉入口、粘結(jié)劑入口和混合料出口；

所述搗固裝置設(shè)有混合料入口和混合料餅出口，所述混合料入口與所述混合裝置的混合料出口相連；

所述熱解裝置設(shè)有混合料餅入口、熱解料出口，所述混合料餅入口與所述搗固裝置的混合料餅出口相連；

所述電石冶煉裝置設(shè)有熱解料入口和電石出口，所述熱解料入口與所述熱解裝置的熱解料出口相連。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)還包括預(yù)熱裝置，所述預(yù)熱裝置設(shè)有預(yù)熱混合料入口和預(yù)熱混合料出口，所述預(yù)熱混合料入口與所述混合裝置出口相連，所述預(yù)熱混合料出口與所述搗固裝置的混合料入口相連。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明還提供了一種利用上述系統(tǒng)生產(chǎn)電石的方法，所述方法包括如下步驟：

準(zhǔn)備煤粉和生石灰粉；

將所述煤粉、所述生石灰粉和粘結(jié)劑分別送入所述混合裝置中，制得混合料；

將所述混合料送入所述搗固裝置中搗固，制得混合料餅；

將所述混合料餅送入所述熱解裝置中進(jìn)行熱解，制得熱解料；

將所述熱解料送入所述電石冶煉裝置中生產(chǎn)電石。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將所述混合料預(yù)熱后再送入所述搗固裝置中搗固成所述混合料餅。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將所述搗固裝置的搗固次數(shù)設(shè)置為50-90次。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將所述煤粉干燥至水分含量≤0.5wt％。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將所述煤粉和所述生石灰粉破碎至粒度為0.5mm-1mm。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將所述煤粉、所述生石灰粉和所述粘結(jié)劑的比例設(shè)置為1:2-2.3:0.03-0.1。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，用弱粘結(jié)性煤和無粘結(jié)性煤制備所述煤粉。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將所述混合料餅熱解的溫度設(shè)置為600-1000℃、熱解的時(shí)間設(shè)置為16-22h。

本發(fā)明提供的生產(chǎn)電石的系統(tǒng)及方法與傳統(tǒng)電石生產(chǎn)工藝相比，充分利用了煤熱解的最高達(dá)1000℃的顯熱，使電石生產(chǎn)的熱效率顯著提高；同時(shí)巧妙利用生石灰的脫硫、固硫作用，使煤熱解的熱解氣中硫化氫的含量達(dá)PPM級(jí)，省去了復(fù)雜的熱解氣脫硫系統(tǒng)，節(jié)約了設(shè)備投資。

此外，搗固裝置一次可處理的物料多，而且處理的時(shí)間短，相對(duì)于目前最新的蓄熱式電石新工藝的電石原料準(zhǔn)備階段相比，本發(fā)明省去了壓球成型環(huán)節(jié)，提高了處理效率。

再者，本發(fā)明采用煤料與生石灰搗固成混合料餅再進(jìn)行熱解，因搗固可改變煤的粘結(jié)性，所以可適量而配入一些弱粘結(jié)煤(例如：長(zhǎng)焰煤、氣煤等)由于電石生產(chǎn)，從而降低了電石生產(chǎn)成本。

同時(shí)因焦?fàn)t、電石爐都屬于經(jīng)典工藝，在節(jié)能方面潛力巨大，這正是解決電石生產(chǎn)高能耗問題，所急需的技術(shù)，所以這種強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的工藝，值得廣泛的推廣。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的一種生產(chǎn)電石的系統(tǒng)。

圖2為利用圖1所示的系統(tǒng)生產(chǎn)電石的工藝。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的另一種生產(chǎn)電石的系統(tǒng)。

圖4為利用圖3所示的系統(tǒng)生產(chǎn)電石的工藝。

圖中：

1：煤破碎機(jī)；1-1：煤入口；

2：烘干機(jī)；

3：煤粉碎機(jī)；

4：生石灰破碎機(jī)；4-1：生石灰入口；

5：生石灰粉碎機(jī)；

6：混合機(jī)；6-1：粘結(jié)劑入口；

7：搗固裝煤車；

8：焦?fàn)t；

9：電石爐；9-1電石出口；

10：加熱機(jī)。

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。

本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)電石的系統(tǒng)。其包括：混合裝置、搗固裝置、熱解裝置和電石冶煉裝置。

混合裝置設(shè)有煤粉入口、生石灰粉入口、粘結(jié)劑入口和混合料出口?；旌涎b置主要的目的是將煤粉、生石灰粉和粘結(jié)劑混合均勻，混合裝置的具體設(shè)備并不需要限定。

搗固裝置設(shè)有混合料入口和混合料餅出口，混合料入口與混合裝置的混合料出口相連。本發(fā)明中，所用的搗固裝置優(yōu)選為搗固裝煤車。

搗固裝置一次可處理的物料多，而且處理的時(shí)間短，相對(duì)于目前最新的蓄熱式電石新工藝的電石原料準(zhǔn)備階段相比，本發(fā)明省去了壓球成型環(huán)節(jié)。搗固裝煤車每箱每次可處理的混合料(煤料+生石灰)的重量在80噸左右，搗固時(shí)間大約在6分鐘左右，提高了處理效率。

熱解裝置設(shè)有混合料餅入口、熱解料出口，混合料餅入口與搗固裝置的混合料出口相連。熱解裝置用于將混合料餅熱解。熱解裝置的具體設(shè)備并不需要特別限定，本發(fā)明中，熱解裝置優(yōu)選為焦?fàn)t。

電石冶煉裝置設(shè)有熱解料入口和電石出口，熱解料入口與熱解裝置的熱解料出口相連。電石冶煉裝置用于冶煉電石。電石冶煉裝置的具體設(shè)備并不需要特別限定，本發(fā)明中，電石冶煉裝置優(yōu)選為電石爐。

煤粉、生石灰粉和粘結(jié)劑混合均勻后可先預(yù)熱后再進(jìn)行搗固，粘結(jié)劑在加熱狀態(tài)下粘結(jié)效果更佳，因此本發(fā)明，在混合裝置后、搗固裝置前還可以增加預(yù)熱裝置。預(yù)熱裝置需設(shè)有預(yù)熱混合料入口和預(yù)熱混合料出口，預(yù)熱混合料入口與混合裝置的混合料出口相連，預(yù)熱混合料出口與搗固裝置的混合料入口相連。預(yù)熱裝置的具體設(shè)備并不需要特別限定，本發(fā)明中，預(yù)熱裝置優(yōu)選為：蒸汽預(yù)熱裝置。

本發(fā)明還提供了一種利用上述系統(tǒng)生產(chǎn)電石的方法。該方法包括如下步驟：

準(zhǔn)備煤粉和生石灰粉；

將煤粉、生石灰粉和粘結(jié)劑分別送入混合裝置中，制得混合料；

將所述混合料送入搗固裝置中搗固，制得混合料餅；

將所述混合料餅送入熱解裝置中進(jìn)行熱解，制得熱解料；

將所述熱解料送入電石冶煉裝置中生產(chǎn)電石。

發(fā)明人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，煤粉中的水分會(huì)與生石灰粉發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣(即熟石灰)，在上述系統(tǒng)下，煤粉的水分含量最好≤0.5wt％，因此在混合前，最好先將煤粉干燥至水分含量≤0.5wt％。

煤粉和生石灰粉的粒度并不需要特別限定，但為了使得煤粉和生石灰粉更好的粘合在一起，煤粉和生石灰粉的粒度最好控制在一定范圍。發(fā)明人經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，煤粉和生石灰粉的最佳粒度為0.5mm-1mm，因此在準(zhǔn)備階段，可先將煤和生石灰破碎至粒度為0.5mm-1mm的煤粉和生石灰粉。

混合時(shí)，煤粉、生石灰粉和粘結(jié)劑的比例并不需要特別限定。發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，煤粉、生石灰粉和粘結(jié)劑的比例為1:2-2.3:0.03-0.1時(shí)，煤粉和生石灰粉能很好的粘結(jié)在一起、且不浪費(fèi)粘結(jié)劑。

在加熱的狀態(tài)下，粘結(jié)劑的粘結(jié)效果更佳，因此，在搗固前，還可先將煤粉和生石灰制得的混合料加熱后再進(jìn)行搗固。

搗固的次數(shù)并不需要特別限定，但搗固次數(shù)太少，煤粉和生石灰粉不能很好的粘結(jié)在一起；搗固次數(shù)太多，浪費(fèi)時(shí)間、增加能耗。發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，最佳的搗固次數(shù)為50-90次。

本發(fā)明中，煤粉和生石灰粉搗固后再進(jìn)行熱解，在于生石灰有固硫作用，可以使煤料熱解產(chǎn)生的荒煤氣中的硫化氫含量達(dá)PPM級(jí)。

此外，搗固裝置將煤料和生石灰搗固成混合料餅后，能增加煤料和生石灰混合料的堆密度，減少了煤粉、生石灰粉之間的空隙，從而減少了煤熱解過程中為填充空隙所需的膠質(zhì)體液相產(chǎn)物的數(shù)量，這樣較少量的膠質(zhì)體就可以在煤粒和生石灰顆粒之間形成較強(qiáng)的界面結(jié)合；另外，煤料和生石灰混合料餅的堆密度增加，其透氣性變差，使得熱解過程中產(chǎn)生的干餾氣體不易析出，增大了膠質(zhì)體的膨脹力，使得變形煤粒和生石灰顆粒受壓擠緊，進(jìn)一步加進(jìn)了煤粒和生石灰顆粒之間的結(jié)合，從而改善了煤的粘結(jié)性，達(dá)到了提高熱解后煤料與生石灰混合料塊強(qiáng)度的目的。

本發(fā)明采用煤料與生石灰搗固成混合料餅再進(jìn)行熱解，因搗固可改善煤的粘結(jié)性，所以可適量而配入一些弱粘結(jié)煤(例如：長(zhǎng)焰煤、氣煤等)用于電石生產(chǎn)，可以減少粘結(jié)劑的用量，從而降低電石生產(chǎn)成本。

發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，熱解的溫度和熱解的時(shí)間并不需要特別限定，但熱解溫度為600-1000℃、熱解時(shí)間為16-22h的條件下，既能將煤熱解充分，還不浪費(fèi)熱能。

本發(fā)明中，煤粉和生石灰粉經(jīng)過搗固后得到的混合料餅，再經(jīng)過熱解后會(huì)成為粒度為20mm-50mm的塊狀物。熱解料從熱解裝置中出來時(shí)，溫度約為1000℃，本發(fā)明充分利用了煤熱解的高達(dá)1000℃的顯熱，使電石生產(chǎn)的熱效率顯著提高。

下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。下述實(shí)施例中所取工藝條件數(shù)值均為示例性的，其可取數(shù)值范圍如前述發(fā)明內(nèi)容中所示。下述實(shí)施例所用的檢測(cè)方法均為本行業(yè)常規(guī)的檢測(cè)方法。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種生產(chǎn)電石的系統(tǒng)及用該系統(tǒng)生產(chǎn)電石的方法。

該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該系統(tǒng)包括煤破碎機(jī)1、烘干機(jī)2、煤粉碎機(jī)3、生石灰破碎機(jī)4、生石灰粉碎機(jī)5、混合機(jī)6、搗固裝煤車7、焦?fàn)t8和電石爐9。

所用的熱解裝置為5.5米焦?fàn)t。搗固裝煤車的搗固煤箱的尺寸為：長(zhǎng)度＝15000mm、寬度500mm、高度5200mm。

該方法如圖2所示，具體如下：

S1：準(zhǔn)備煤粉和生石灰粉。

焦煤、肥煤、長(zhǎng)焰煤經(jīng)破碎機(jī)破碎至粒度為3mm，分別輸運(yùn)儲(chǔ)存至焦煤煤倉(cāng)、肥煤煤倉(cāng)、長(zhǎng)焰煤煤倉(cāng)。焦煤、肥煤、長(zhǎng)焰煤經(jīng)配煤皮帶按1:1:2的比例混合進(jìn)入混合煤料烘干機(jī)脫水干燥至含水量為0.5wt％，再經(jīng)煤料粉碎機(jī)粉碎至粒度為1mm，送入混合機(jī)的混料倉(cāng)。生石灰塊經(jīng)破碎機(jī)破碎成粒度為5mm的生石灰粉，然后輸運(yùn)至生石灰料倉(cāng)；再經(jīng)粉碎機(jī)粉碎至粒度為1mm，送入混合機(jī)的混料倉(cāng)。改質(zhì)瀝青粉碎至粒度為1mm，送入混合機(jī)的混料倉(cāng)。

S2：將煤粉、生石灰粉和粘結(jié)劑分別送入混合裝置中，制得混合料。

在混料倉(cāng)內(nèi)將煤粉、生石灰粉和改質(zhì)瀝青按1:2:0.03的比例進(jìn)行混料。

S3：將混合料送入搗固裝置中搗固，制得混合料餅。

混合均勻的混合料輸運(yùn)至搗固裝煤車內(nèi)的搗固煤箱，混合料在搗固裝煤車內(nèi)的搗固煤箱長(zhǎng)度方向均勻放料，到搗固煤箱煤煤層高度達(dá)500mm時(shí)，搗固裝煤車上部的搗固機(jī)開啟，邊放料、邊搗固；每個(gè)混合料餅的搗鼓時(shí)間為6分鐘(搗固的次數(shù)為50次)。

S4：將混合料餅送入熱解裝置中進(jìn)行熱解，制得熱解料。

S5：將熱解料送入電石冶煉裝置中生產(chǎn)電石。

搗固好的混合料餅由搗固裝煤車上的輸煤板輸運(yùn)到焦?fàn)t的炭化室內(nèi)，進(jìn)行干餾熱解。焦?fàn)t燃燒室的加熱溫度為1200℃、炭化室的溫度為1000℃，熱解的時(shí)間為16小時(shí)。焦?fàn)t的燃燒室提供混合料餅干餾所需的熱量，混合煤餅在焦?fàn)t的炭化室內(nèi)經(jīng)過16小時(shí)的熱解后，經(jīng)推焦機(jī)推出炭化室，進(jìn)入料罐，經(jīng)提升裝置把粒度為20-50mm的煤粉與生石灰粉的塊狀混合料提升裝入電石生產(chǎn)系統(tǒng)的高位料槽中，再裝入電石爐完成電石生產(chǎn)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供另一種生產(chǎn)電石的系統(tǒng)及用該系統(tǒng)生產(chǎn)電石的方法。

該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。該系統(tǒng)包括煤破碎機(jī)1、烘干機(jī)2、煤粉碎機(jī)3、生石灰破碎機(jī)4、生石灰粉碎機(jī)5、混合機(jī)6、搗固裝煤車7、焦?fàn)t8、電石爐9和加熱機(jī)10。

所用的熱解裝置為5.5米焦?fàn)t。搗固裝煤車的搗固煤箱的尺寸為：長(zhǎng)度＝15000mm、寬度500mm、高度5200mm。

該方法如圖4所示，具體如下：

S1’：準(zhǔn)備煤粉和生石灰粉。

焦煤、肥煤、長(zhǎng)焰煤、氣煤經(jīng)破碎機(jī)破碎至粒度為3mm，分別輸運(yùn)儲(chǔ)存至焦煤煤倉(cāng)、肥煤煤倉(cāng)、長(zhǎng)焰煤煤倉(cāng)、氣煤煤倉(cāng)。焦煤、肥煤、長(zhǎng)焰煤經(jīng)配煤皮帶按1:1:1:2的比例混合進(jìn)入混合煤料烘干機(jī)脫水干燥至含水量為0.3wt％，再經(jīng)煤料粉碎機(jī)粉碎至粒度為0.5mm，送入混合機(jī)的混料倉(cāng)。生石灰塊經(jīng)破碎機(jī)破碎成粒度為5mm的生石灰粉，然后輸運(yùn)至生石灰料倉(cāng)；再經(jīng)粉碎機(jī)粉碎至粒度為0.5mm，送入混合機(jī)的混料倉(cāng)。改質(zhì)瀝青粉碎至粒度為1mm，送入混合機(jī)的混料倉(cāng)。

S2’：將煤粉、生石灰粉和粘結(jié)劑分別送入混合裝置中，制得混合料。

在混料倉(cāng)內(nèi)將煤粉、生石灰粉和改質(zhì)瀝青按1:2.3:0.1的比例進(jìn)行混料。

S3’：將混合料送入加熱機(jī)中進(jìn)行加熱。

加熱溫度為：100℃、加熱時(shí)間為10分鐘。

S4’：將預(yù)熱后的混合料送入搗固裝置中搗固，制得混合料餅。

預(yù)熱后的混合料輸運(yùn)至搗固裝煤車內(nèi)的搗固煤箱，混合料在搗固裝煤車內(nèi)的搗固煤箱長(zhǎng)度方向均勻放料，到搗固煤箱煤煤層高度達(dá)500mm時(shí)，搗固裝煤車上部的搗固機(jī)開啟，邊放料、邊搗固；每個(gè)混合料餅的搗鼓時(shí)間為8分鐘(搗固的次數(shù)為90次)。

S5’：將混合料餅送入熱解裝置中進(jìn)行熱解，制得熱解料。

S6’：將熱解料送入電石冶煉裝置中生產(chǎn)電石。

搗固好的混合料餅由搗固裝煤車上的輸煤板輸運(yùn)到焦?fàn)t的炭化室內(nèi)，進(jìn)行干餾熱解。焦?fàn)t燃燒室的加熱溫度為1200℃、炭化室的溫度為600℃，熱解的時(shí)間為22小時(shí)。焦?fàn)t的燃燒室提供混合料餅干餾所需的熱量，混合煤餅在焦?fàn)t的炭化室內(nèi)經(jīng)過22小時(shí)的熱解后，經(jīng)推焦機(jī)推出炭化室，進(jìn)入料罐，經(jīng)提升裝置把粒度為20-50mm的煤粉與生石灰粉的塊狀混合料提升裝入電石生產(chǎn)系統(tǒng)的高位料槽中，再裝入電石爐完成電石生產(chǎn)。

綜上可知，本發(fā)明提供的生產(chǎn)電石的系統(tǒng)及方法與傳統(tǒng)電石生產(chǎn)工藝相比，充分利用了煤熱解的高達(dá)1000℃的顯熱，使電石生產(chǎn)的熱效率顯著提高；同時(shí)巧妙利用生石灰的脫硫、固硫作用，使煤熱解的熱解氣中硫化氫的含量達(dá)PPM級(jí)，省去了復(fù)雜的熱解氣脫硫系統(tǒng)，節(jié)約了設(shè)備投資。

此外，搗固裝置一次可處理的物料多，而且處理的時(shí)間短，相對(duì)于目前最新的蓄熱式電石新工藝的電石原料準(zhǔn)備階段相比，本發(fā)明省去了壓球成型環(huán)節(jié)，提高了處理效率。

再者，本發(fā)明采用煤料與生石灰搗固成混合料餅再進(jìn)行熱解，因搗固可改變煤的粘結(jié)性，所以可適量而配入一些弱粘結(jié)煤(例如：長(zhǎng)焰煤、氣煤等)由于電石生產(chǎn)，從而降低了電石生產(chǎn)成本。

同時(shí)因焦?fàn)t、電石爐都屬于經(jīng)典工藝，在節(jié)能方面潛力巨大，這正是解決電石生產(chǎn)高能耗問題，所急需的技術(shù)，所以這種強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的工藝，值得廣泛的推廣。

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)。此外，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。