制备电石和炭黑的多联产方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了制备电石和炭黑的多联产方法和系统，其中，方法包括：将碳基材料和钙基材料分别进行细磨，得到碳基超细粉末和钙基超细粉末；将碳基超细粉末进行快速热解处理，得到热解物料和热解油气；将热解物料与钙基超细粉末进行混合成型处理，得到物料球团；将物料球团进行电石反应，得到电石液；将电石液与热解油气进行换热，得到含有炭黑的高温烟气；以及将高温烟气进行除尘处理，得到合成气和炭黑。该方法可以利用制备得到的电石液的显热将煤炭热解产生的焦油转化为炭黑，节约制备炭黑所需的热量，同时炭黑可以除去电石液中的生石灰杂质，从而提高制备得到的电石的品质，此外，通过将焦油转化为炭黑，还可以避免处理焦油所带来的污染问题。

【技术实现步骤摘要】
制备电石和炭黑的多联产方法和系统
本专利技术涉及能源化工领域，具体而言，本专利技术涉及制备电石和炭黑的多联产方法和系统。
技术介绍
电石即碳化钙(CaC2)，上世纪中叶之前被誉为有机合成之母。目前主要用于生产氯乙烯基、醋酸乙烯基和丙烯酸基等系列产品，我国70％以上的PVC(聚氯乙烯)生产源于电石乙炔。电石对我国的经济发展具有十分重要的作用，近十余年来的产量不断增长，2013年产量超2200万吨。炭黑系芳族石油或煤焦油等原料不完全燃烧的产物，作为重要的填充补强剂和优良的着色或调色剂，目前广泛应用于橡胶及塑料加工、油墨涂料、化纤、电子、冶金等行业。煤炭通过隔绝空气加热可以得到固体碳基材料和煤焦油等产品，固体碳基材料正好是电石生产所需的原料，煤焦油是炭黑生产所需原料，现生产工艺中，煤炭热解、电石生产和炭黑的生产是独立进行的，导致煤炭热解后高温固体碳基材料、煤焦油及热解气的显热都被浪费，同时，在熄焦处理过程中会有废水或废气产生，煤焦油和热解气分离的过程中也会消耗大量激冷水，这些水最终以含酚污水的形式排出因而，现有的制备电石和炭黑的方法仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出制备电石和炭黑的多联产方法和系统。采用该方法可以利用制备得到的电石液的显热将煤炭热解产生的焦油转化为炭黑，节约了制备炭黑所需的热量，同时炭黑可以除去电石液中的生石灰杂质，从而可以提高制备得到的电石的品质，此外，通过将焦油转化为炭黑，还可以避免处理焦油所带来的污染问题。在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种制备电石和炭黑的多联产方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将碳基材料和钙基材料分别进行细磨，以便得到碳基超细粉末和钙基超细粉末；将所述碳基超细粉末在快速热解炉进行快速热解处理，以便得到热解物料和热解油气；将所述热解物料与所述钙基超细粉末进行混合成型处理，以便得到物料球团；将所述物料球团热送至电石炉内进行电石反应，以便得到电石液；将所述电石液与所述热解油气进行换热，以便利用所述电石液的显热将所述热解油气中的焦油裂解成炭黑，得到含有炭黑的高温烟气；以及将所述高温烟气进行除尘处理，以便得到合成气和炭黑。由此，根据本专利技术的实施例，该方法通过将碳基材料和钙基材料进行细磨，得到碳基超细粉末和钙基超细粉末，将碳基超细粉末在快速热解炉中进行快速热解处理，以便得到含有焦油的热解油气和以碳为主要成分的热解物料；进而将热解物料与钙基超细粉末进行混合成型处理，得到物料球团；将物料球团热送至电石炉内进行电石反应，得到高温电石液；进一步地，将碳基超细粉末热解得到的含有焦油的热解油气与高温电石液进行换热，利用电石液的显然将热解油气中的焦油裂解为炭黑，得到含有炭黑的高温烟气，从而在无需外加热源的条件下，实现了焦油到炭黑的转化，同时炭黑还可以除去电石液中的生石灰杂质，提高了制备得到的电石的品质；换热后，将高温烟气进行除尘处理，以便得到合成气和炭黑产品；此外，通过将焦油转化为炭黑，还可以避免处理焦油所带来的污染问题。另外，根据本专利技术上述实施例的制备电石和炭黑的多联产方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述碳基超细粉末的平均粒径为不大于0.1mm。由此，可以显著增加碳基超细粉末的比表面积和接触面积，从而显著降低后续电石反应的能耗。在本专利技术的一些实施例中，所述钙基超细粉末的平均粒径为不大于0.074mm。由此，可以显著增加钙基超细粉末的比表面积和接触面积，从而进一步降低后续电石反应的能耗。在本专利技术的一些实施例中，所述快速热解处理的温度为540～610摄氏度，时间为6～10秒。由此，可以显著提高所述快速热解处理得到的焦油的产率。在本专利技术的一些实施例中，所述物料球团的平均粒径为5～35mm。由此，可以显著提高后续电石反应的效率。在本专利技术的一些实施例中，所述制备电石和炭黑的多联产方法进一步包括：在进行所述除尘处理之前，将所述高温烟气进行热能回收。在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种实施上述实施例的制备电石和炭黑的多联产方法的系统。根据本专利技术的实施例，该系统包括：碳基粉碎装置，所述碳基粉碎装置具有碳基材料入口和碳基超细粉末出口；钙基粉碎装置，所述钙基粉碎装置具有钙基材料入口和钙基超细粉末出口；快速热解炉，所述快速热解炉具有碳基超细粉末入口、热解物料出口和热解油气出口，所述碳基超细粉末入口与所述碳基超细粉末出口相连；混合成型装置，所述混合成型装置具有热解物料入口、钙基超细粉末入口和物料球团出口，所述热解物料入口与所述热解物料出口相连，所述钙基超细粉末入口与所述钙基超细粉末出口相连；电石炉，所述电石炉具有物料球团入口、电石液出口，所述物料球团入口与所述物料球团出口相连；电石液收集器，所述电石液收集器具有电石液腔室、换热结构，所述换热结构具有热解油气入口和高温烟气出口，所述电石液腔室的入口与所述电石液出口相连，所述热解油气入口与所述热解油气出口相连；以及除尘器，所述除尘器具有高温烟气入口、合成气出口和炭黑出口，所述高温烟气入口与所述高温烟气出口相连。由此，根据本专利技术的实施例，该系统通过将利用碳基粉碎装置和钙基粉碎装置分别碳基材料和钙基材料进行细磨，得到碳基超细粉末和钙基超细粉末，将碳基超细粉末在快速热解炉中进行快速热解处理，以便得到含有焦油的热解油气和以碳为主要成分的热解物料；将热解物料与钙基超细粉末热送至混合成型装置进行混合成型处理，得到物料球团；进而将物料球团热送至电石炉内进行电石反应，得到的高温电石液进入电石液收集器；进一步地，将碳基超细粉末热解得到的含有焦油的热解油气送入电石液收集器，并与高温电石液进行换热，利用电石液的显然将热解油气中的焦油裂解为炭黑，得到含有炭黑的高温烟气，从而在无需外加热源的条件下，实现了焦油到炭黑的转化，同时炭黑还可以除去电石液中的生石灰杂质，提高了制备得到的电石的品质；换热后，将高温烟气送入除尘器进行除尘处理，以便得到合成气和炭黑产品；此外，通过将焦油转化为炭黑，还可以避免处理焦油所带来的污染问题。另外，根据本专利技术上述实施例的制备电石和炭黑的多联产系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述制备电石和炭黑的多联产系统进一步包括：换热器，所述换热器设置在所述电石液收集器与所述除尘器之间，适于对进入除尘器之前的高温烟气进行热能回收。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的制备电石和炭黑的多联产方法流程示意图；图2是根据本专利技术再一个实施例的制备电石和炭黑的多联产方法流程示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的制备电石和炭黑的多联产系统示意图；图4是根据本专利技术再一个实施例的制备电石和炭黑的多联产系统结构示意图；图5是根据本专利技术又一个实施例的制备电石和炭黑的多联产系统结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备电石和炭黑的多联产方法，其特征在于，包括：将碳基材料和钙基材料分别进行细磨，以便得到碳基超细粉末和钙基超细粉末；将所述碳基超细粉末在快速热解炉进行快速热解处理，以便得到热解物料和热解油气；将所述热解物料与所述钙基超细粉末进行混合成型处理，以便得到物料球团；将所述物料球团热送至电石炉内进行电石反应，以便得到电石液；将所述电石液与所述热解油气进行换热，以便利用所述电石液的显热将所述热解油气中的焦油裂解成炭黑，得到含有炭黑的高温烟气；以及将所述高温烟气进行除尘处理，以便得到合成气和炭黑。

【技术特征摘要】
1.一种制备电石和炭黑的多联产方法，其特征在于，包括：将碳基材料和钙基材料分别进行细磨，以便得到碳基超细粉末和钙基超细粉末；将所述碳基超细粉末在快速热解炉进行快速热解处理，以便得到热解物料和热解油气；将所述热解物料与所述钙基超细粉末进行混合成型处理，以便得到物料球团；将所述物料球团热送至电石炉内进行电石反应，以便得到电石液；将所述电石液与所述热解油气进行换热，以便利用所述电石液的显热将所述热解油气中的焦油裂解成炭黑，得到含有炭黑的高温烟气；以及将所述高温烟气进行除尘处理，以便得到合成气和炭黑。2.根据权利要求1所述制备电石和炭黑的多联产方法，其特征在于，所述碳基超细粉末的平均粒径为不大于0.1mm。3.根据权利要求1所述制备电石和炭黑的多联产方法，其特征在于，所述钙基超细粉末的平均粒径为不大于0.074mm。4.根据权利要求1所述制备电石和炭黑的多联产方法，其特征在于，所述快速热解处理的温度为540～610摄氏度，时间为6～10秒。5.根据权利要求1所述制备电石和炭黑的多联产方法，其特征在于，所述物料球团的平均粒径为5～35mm。6.根据权利要求1所述制备电石和炭黑的多联产方法，其特征在于，进一步包括：在进行所述除尘处理之前，将所述高温烟...

【专利技术属性】
技术研发人员：董宾，赵小楠，郭启海，张顺利，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾环保技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11