本實(shí)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(tǒng)。

背景技術(shù)：

電石渣是化工行業(yè)乙炔生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢棄物，呈粉態(tài)，含水率較高，長(zhǎng)期露天堆放會(huì)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(yè)中有部分應(yīng)用，利用價(jià)值較低。電石渣的主要成分是Ca(OH)₂，可將其應(yīng)用于煙氣脫硫中，目前，還沒(méi)有直接利用電石渣進(jìn)行氣化系統(tǒng)中用于煤氣脫硫凈化的應(yīng)用報(bào)道，尤其沒(méi)有將氣化與電石冶煉?cǎi)詈系膽?yīng)用報(bào)道。

我國(guó)局部地區(qū)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(yè)廢棄物電石渣進(jìn)行脫硫處理潛力較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)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(shù)耦合制備凈煤氣和乙炔的新工藝。

本實(shí)用新型首先提供了一種耦合制備凈煤氣和乙炔的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括氣化爐、脫硫裝置、乙炔發(fā)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?jiān)隹冢?/p>

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(fā)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(fā)生器的電石入口相連。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)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(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)還包括CaO預(yù)熱器，所述CaO預(yù)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(yù)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(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方案中，所述系統(tǒng)還包括蘭炭預(yù)熱器，所述蘭炭預(yù)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(yù)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(shí)用新型將高硫煤炭氣化、電石冶煉和電石渣脫硫等技術(shù)耦合制備凈煤氣和乙炔，解決了電石渣難處理的問(wèn)題，還降低了制備凈煤氣和乙炔的成本。

此外，本實(shí)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(jié)約能源。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中的一種耦合制備凈煤氣和乙炔的系統(tǒng)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)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本實(shí)用新型的方案以及其各個(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(shuō)明的目的，而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。

參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型提供的制備凈煤氣和乙炔的系統(tǒng)包括氣化爐1、脫硫裝置2、乙炔發(fā)生器3、電石爐4、煤干燥器5、CaO預(yù)熱器6和蘭炭預(yù)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?jiān)隹?02。

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(fā)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(fā)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(yù)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(yù)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(yù)熱器6和蘭炭預(yù)熱器7不是本系統(tǒng)的必備設(shè)備。煤也可不經(jīng)過(guò)干燥直接進(jìn)行氣化，高溫煤氣也可直接送入脫硫裝置2中進(jìn)行脫硫。CaO和蘭炭可以直接用于冶煉電石，不用經(jīng)過(guò)預(yù)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(yù)熱CaO和蘭炭能充分利用系統(tǒng)的熱量，減少能源的損耗。

CaO預(yù)熱器6和蘭炭預(yù)熱器7可以根據(jù)工藝需要設(shè)計(jì)為直接預(yù)熱和間接預(yù)熱等加熱方式。煤干燥器5為間接換熱干燥。

上述系統(tǒng)間的輸送裝置為經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的螺旋輸送裝置，可以通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)對(duì)煤粉或石灰粉、粘結(jié)劑進(jìn)行計(jì)量。

煤氣在脫硫裝置2中與電石渣漿進(jìn)行反應(yīng)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(jìn)行化學(xué)反應(yīng)進(jìn)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(jìn)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(shí)還會(huì)排出高溫電石爐氣，先用高溫電石爐氣對(duì)CaO和蘭炭進(jìn)行換熱，再將熱CaO和熱蘭炭送入電石爐1中冶煉電石。

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

此外，本實(shí)用新型所有的設(shè)備均是在保溫、密閉及阻燃的條件下工作的，物料在各個(gè)設(shè)備間的輸送也均是在保溫及阻燃的條件下進(jìn)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(jié)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(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)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)值范圍如前述實(shí)用新型內(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)施例采用圖1所示的系統(tǒng)制備凈煤氣和乙炔，具體如下：

準(zhǔn)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(fā)分含量為30wt％，灰熔點(diǎn)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(fā)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?jiān)?。用該煤氣與進(jìn)入氣化爐1中的煤粉進(jìn)行換熱，回收熱量，干燥煤粉，高溫煤氣變?yōu)榈蜏孛簹狻?/p>

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(jìn)行換熱，回收熱量，預(yù)熱CaO和蘭炭，高溫電石爐氣變?yōu)榈蜏仉娛癄t氣，再進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后排放。

乙炔制備：將上述電石和1400kg的水分別送入乙炔發(fā)生器3中制備乙炔，剩余的殘?jiān)鼮殡娛鼭{。

脫硫：將煤氣和電石渣漿分別送入脫硫裝置2中對(duì)煤氣脫硫，得到凈煤氣。

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

產(chǎn)物及各裝置某些產(chǎn)物出口的溫度請(qǐng)見(jiàn)表1。

實(shí)施例2

本實(shí)施例采用圖1所示的系統(tǒng)制備凈煤氣和乙炔，具體如下：

準(zhǔn)備原料：將長(zhǎng)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(fā)分含量為35wt％，灰熔點(diǎn)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(fā)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?jiān)?。用該煤氣與進(jìn)入氣化爐1中的煤粉進(jìn)行換熱，回收熱量，干燥煤粉，高溫煤氣變?yōu)榈蜏孛簹狻?/p>

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(jìn)行換熱，回收熱量，預(yù)熱CaO和蘭炭，高溫電石爐氣變?yōu)榈蜏仉娛癄t氣，再進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后排放。

乙炔制備：將上述電石和1500kg的水分別送入乙炔發(fā)生器3中制備乙炔，剩余的殘?jiān)鼮殡娛鼭{。

脫硫：將煤氣和電石渣漿分別送入脫硫裝置2中對(duì)煤氣脫硫，得到凈煤氣。

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

產(chǎn)物及各裝置某些產(chǎn)物出口的溫度請(qǐng)見(jiàn)表1。

實(shí)施例3

本實(shí)施例采用圖1所示的系統(tǒng)制備凈煤氣和乙炔，具體如下：

準(zhǔn)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(fā)分含量為40wt％，灰熔點(diǎn)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(fā)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?jiān)?。用該煤氣與進(jìn)入氣化爐1中的煤粉進(jìn)行換熱，回收熱量，干燥煤粉，高溫煤氣變?yōu)榈蜏孛簹狻?/p>

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(jìn)行換熱，回收熱量，預(yù)熱CaO和蘭炭，高溫電石爐氣變?yōu)榈蜏仉娛癄t氣，再進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后排放。

乙炔制備：將上述電石和1450kg的水分別送入乙炔發(fā)生器3中制備乙炔，剩余的殘?jiān)鼮殡娛鼭{。

脫硫：將煤氣和電石渣漿分別送入脫硫裝置2中對(duì)煤氣脫硫，得到凈煤氣。

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

產(chǎn)物及各裝置某些產(chǎn)物出口的溫度請(qǐng)見(jiàn)表1。

表1各實(shí)施例產(chǎn)物及各裝置某些產(chǎn)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(duì)所有裝置均進(jìn)行了保溫處理，固體物料在輸送過(guò)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(jié)約了能源。

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

此外，本實(shí)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(jié)約能源。

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)明本實(shí)用新型所作的舉例，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)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。