[实用新型]一种氢气‑氧气混合喷吹与热能综合利用的电石炉系统

说明书

技术领域

本实用新型属于煤化工领域，尤其涉及到一种关于电石的生产工艺。

背景技术

碳化钙俗称电石,由焦炭和氧化钙反应制得，是重要的煤化工产品及基础化工原料，主要用于生产乙炔及乙炔基化工产品。所生产得到的乙炔气可以用于制备多种化学产品，包括氯乙烯系列、醋酸乙烯系列和丙烯酸基等系列产品。因此，电石对我国国民经济发展具有十分重要的作用，而且近十年来电石产量不断增加。

尽管电石工业的发展已有多年的历史，但是，在常规的电石生产工艺中，还主要采用电弧加热的方法。现有技术中，常规的电弧加热生产电石的工艺主要通过利用电弧炉的电能来生产电石，其具体的生产过程是：通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2200℃左右，得到熔化的电石，将熔化的电石经冷却破碎处理后作为成品进行包装；其中，反应过程中生成一氧化碳气体，该气体则依据不同类型的电石炉以不同的方式排出该电石炉。但是，上述利用常规电弧加热法来生产电石的技术存在如下技术问题：该电弧加热生产电石的工艺消耗了大量电能，无法直接利用煤粉燃烧的热能；并且，所需的反应温度高，能量消耗大，对耐火材料要求高；现有的电弧加热生产电石技术无法利用粉料，导致粉料的浪费，间接造成了生产成本的增加；现有的电弧加热生产电石技术中产生的高温烟气由于量比较少，该高温烟气蕴含的热量难以回收。现有技术中，采用氧热法生产电石的方法为：将块状含钙原料和含碳原料在上段竖炉预热至800～1300℃后进入下段电弧炉内，在电弧炉内由氧气和煤粉喷吹与电极复合供热温度升至1700～2200℃，反应生成高品位电石，产生的电石炉气经除尘净化后由燃气轮机燃烧驱动发电机发电，废气显热由余热锅炉回收。但是，现有技术中氧热法的主要缺陷是没有解决块状料反应存在的技术问题，由于块状原料比表面积小，使得该氧热法仍然需要在较高的温度条件下才能完成反应，由此，造成系统生产能耗高；而且，现有技术中氧热法的生产原料仍然为价格比较高的块状焦炭和石灰石，没有有效的降低原料成本；该生产系统产生的高温烟气仅仅利用该高温气体去预热原材料和发电，没有利用该高温气体的还原性等性质，由此，该高温气体回收后的利用效率有待进一步提高。根据目前的研究，直接实现氧热法低成本生产电石技术难度较大。因此，如何设计出一种能够利用粉状原料作为生产原料、充分利用产物的热量、降低反应温度、低成本的电石生产工艺，成为目前急需解决的技术难题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述难题，本实用新型提供了一种氢气-氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统，该电石炉系统采用电弧炉进行电石生产，与传统的电石生产工艺中全部利用电能提供热量的加热方式不同，该电弧炉利用氢气-氧气燃烧产生的热量替代部分电能，解决了电石生产高电耗的问题；该粉煤热解炉中的煤粉热解是通过吸收产生烟气的部分余热作为热源，解决了低阶煤的提质利用的问题，降低了生产成本；通过采用粉煤热解炉进行热解，可提高电石炉尾气中的氢气含量，可用于各种化工原料，其中，氢气能够作为粉煤热解炉产生的副产品进行提取生产，循环使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型提供了一种氧气喷吹与热能综合利用的电石炉系统，其特征在于，包括固体混合器、粉煤热解炉、旋风除尘器、油气冷凝装置、热解气净化装置、气体混合器、电弧炉、氧气罐和氢气罐，其中：所述固体混合器，用于将原料煤和石灰石混合均匀；所述粉煤热解炉，与所述固体混合器连接，用于将混合均匀的所述原料煤和所述石灰石进行热解处理；所述旋风除尘器的进气端与所述粉煤热解炉的热解气出口连接，出气端与所述油气冷凝装置连接；所述油气冷凝装置与所述旋风除尘器连接，用于将所述粉煤热解炉中产生的热解气进行冷凝处理；所述热解气净化装置与所述油气冷凝装置连接，用于将所述油气冷凝装置中排出的气体进行净化处理；所述气体混合器的入口分别与所述热解气净化装置和所述电弧炉的尾气出口连接，所述气体混合器的出口与所述粉煤热解炉的热解气入口连接，用于将所述热解气净化装置排出的气体与所述电弧炉产生的烟气进行混合，为所述粉煤热解炉的热解反应提供热源；所述电弧炉采用氧热法来生产电石，其侧壁上设有进料口和进气口，所述进料口与所述粉煤热解炉的焦炭出口连接，所述进气口分别与所述氧气罐和氢气罐连接。