一种煤粉和钙基原料处理的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种煤粉和钙基原料处理的系统。该系统包括热解单元、气体净化单元、加氢气化单元以及电石冶炼单元；热解单元包括煤粉与钙基原料混合物料入口、荒煤气出口和高温混合粉料出口，热解单元使用的装置为无热载体蓄热式下行床；气体净化单元包括荒煤气入口和净煤气出口；加氢气化单元包括煤粉喷嘴、净煤气喷嘴、焦渣出口以及油气出口，所述净煤气喷嘴和所述净煤气出口相连；电石冶炼单元包括高温混合粉料入口、氧气喷嘴、电石炉气出口和电石出口。本实用新型专利技术将煤粉与钙基原料在快速热解炉内热解产生的油气产品以及热解固体在高温下进行有效利用，提高系统热效率的同时，真正实现煤炭的分质梯级利用。

System for treating pulverized coal and calcium based raw material

The utility model discloses a coal powder and calcium base material processing system. The system includes a pyrolysis unit, gas purification unit, hydro gasification unit and calcium carbide smelting unit; pyrolysis unit including coal and calcium based raw materials, waste gas entrance mixed material outlet and a high temperature mixed powder outlet device, using pyrolysis unit for a hot carrier for regenerative bed; gas purification unit includes a gas entrance and a clean gas outlet; hydrogenation gasification unit including the pulverized coal nozzle, net gas nozzle, coke slag outlet and oil and gas exports, the net gas nozzle is connected and the pure gas outlet; calcium carbide smelting unit includes high temperature mixed powder entrance, oxygen nozzle, export and export of calcium carbide furnace gas. The utility model of pulverized coal and calcium based materials in the fast pyrolysis pyrolysis furnace produces oil and gas products and the pyrolysis at high temperature for effective utilization, improve the thermal efficiency of the system at the same time, according to the quality of the cascade utilization of truly coal.

【技术实现步骤摘要】
一种煤粉和钙基原料处理的系统
本技术属于化工
，尤其涉及一种煤粉和钙基原料处理的系统。
技术介绍
煤加氢气化是指使原煤粉与含氢反应气体在高温、高压条件下(800℃～1000℃，3MPa～8MPa)反应生成富含甲烷的气体以及轻质油品的过程。与传统的煤气化相比，煤加氢气化具有工艺简单、热效率高、污染小的特点，因而受到广泛地关注和应用。但是，氢气的价格昂贵，寻找氢气的可替代气氛成为许多研究者的关注点。现有技术报道，粉状的中低阶煤与粉状生石灰混合压球后经旋转床热解可得高温活性球团，直接热送进电石炉进行电石生产，可极大的降低原料成本、提高系统的热效率、降低生产能耗。在该过程中，煤在旋转床中的热解属于无热载体热解，所得热解气品质高，尤其是其中的氢气含量高，达50v％以上；所得焦油基本属于重质焦油，若想重新利用必须先经过预处理后再进行加氢精制，但该过程比较复杂，且对催化剂和压力的要求较高，未能实现对焦油的高效利用。与此同时，煤加氢气化是指使原煤粉与含氢反应气体在高温、高压条件下(800℃～1000℃，3MPa～8MPa)反应生成富含甲烷的气体以及轻质油品的过程。与传统的煤气化相比，煤加氢气化具有工艺简单、热效率高、污染小的特点，因而受到广泛地关注和应用。但是，氢气的价格昂贵，寻找氢气的可替代气氛成为许多研究者的关注点；同时，目前的加氢气化炉一般采用冷却水进行激冷，导致产生大量的废水。
技术实现思路
本技术旨在将煤粉与钙基原料混合，在煤粉快速热解炉内共热解，热解产生的荒煤气经高温催化净化单元除尘、焦油催化裂解后，在高温下喷入煤粉气化炉内，与煤粉混合均匀发生加氢气化反应；热解产生的粉状固体混合物经高温密闭输送装置直接送入电石反应器，氧化法合成电石，从而实现中低阶煤炭的分质梯级利用。为实现上述目的，本技术提出了一种煤粉和钙基原料处理的系统，包括热解单元、气体净化单元、加氢气化单元以及电石冶炼单元；其中，所述热解单元包括煤粉与钙基原料混合物料入口、荒煤气出口和高温混合粉料出口，所述热解单元用于煤粉与钙基原料的高温热解；所述热解单元使用的装置为无热载体蓄热式下行床，所述无热载体蓄热式下行床内部设置多层蓄热式辐射管；所述气体净化单元包括荒煤气入口和净煤气出口，所述荒煤气入口和所述荒煤气出口相连，所述气体净化单元用于对荒煤气进行处理得到净煤气；所述加氢气化单元包括煤粉喷嘴、净煤气喷嘴、焦渣出口以及油气出口，所述净煤气喷嘴和所述净煤气出口相连，在所述加氢气化单元，所述净煤气作为氢源与煤发生加氢气化反应；所述电石冶炼单元包括高温混合粉料入口、氧气喷嘴、电石炉气出口和电石出口，所述高温混合粉料入口和所述高温混合粉料出口相连，所述电石冶炼单元用于对热解产生的高温混合粉料进行冶炼。具体地，所述气体净化单元使用的装置为净化反应器。所述加氢气化单元使用的装置是气化炉。所述电石冶炼单元使用的装置为气流床。进一步地，所述净煤气喷嘴个数为偶数个，对称排列在煤粉喷嘴的四周。每层所述蓄热式辐射管围绕下行床四周平行且均匀分布，每个所述蓄热书辐射管与相邻上下两层蓄热式辐射管中的每一个蓄热式辐射管平行且沿所述下行床的本体高度方向上错开分布。进一步地，所述净化反应器内部有设在最下层的气体分布器以及从下往上依次排列的过滤层和焦油催化裂解催化剂层。所述过滤层为陶瓷过滤板，用于除去荒煤气中的灰尘以及蓄热。所述焦油催化裂解催化剂层为CaO，用于将荒煤气中的焦油充分催化获取热解气以及轻质焦油。进一步地，所述系统还包括保温输送装置，所述高温混合粉料入口通过所述保温输送装置与所述高温混合粉料出口相连，所述高温输送装置为保温桶或保温链板。本技术通过工艺耦合，将煤粉与钙基原料在快速热解炉内热解产生的油气产品以及热解固体在高温下进行有效利用，提高系统热效率的同时，真正实现煤炭的分质梯级利用。一方面，利用煤与钙基原料在快速热解炉内共热解所得热解气品质高、含氢量高的优势，将其经过高温催化净化后，直接作为煤加氢气化的氢气来源，降低煤粉气化的氢源成本，并充分利用高温净煤气的显热；另一方面，热解产生的固体粉末可直接热送进气流床，采用氧热法合成电石，降低电石生产的能耗。采用本技术的系统，取得了以下效果：(1)采用无热载体蓄热式下行床对煤粉和钙基原料进行热解，不仅可以提高热利用率，还可提高热解气体的品质，尤其是提高热解气中的氢气含量，有利于其作为加氢热解反应的氢源；(2)煤粉与钙基原料在下行床内的运行方向与荒煤气的运行方向相反，荒煤气在上升过程中与混合物料接触，不仅可对混合物料进行预热，还可对荒煤气进行部分净化除尘，降低荒煤气中的含尘量；(3)煤粉与钙基原料共热解产生的荒煤气直接输入高温催化净化单元，进行除尘净化，并利用其部分显热在催化剂作用下将焦油催化裂解，产生热解气及轻质焦油，提高产品附加值，并再次在高温下送入加氢气化炉，充分利用荒煤气的显热；(4)高温催化净化单元的焦油催化裂解催化剂床层(CaO床层)在净化气体后可直接回用，作为电石生产的原料，避免了催化剂失活导成本过高及固废产生的问题，并在反应过程中将附着在其上的焦油再次裂解；(5)热解产生的荒煤气经高温净化后直接作为加氢热解单元的氢气来源，不仅降低氢源的成本，还可减少氢气的预热耗能，降低加氢单元的反应能耗；(6)热解产生的高温混合粉料经密闭保温输送装置，直接进入电石生产装置，可充分利用热解固体的显热，进一步降低电石生产的能耗。本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，或通过本技术的实践了解到。附图说明图1是本技术的生产工艺流程图；图2是本技术的生产系统示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本技术的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本技术的限制。本技术提出了一种煤粉热解、加氢气化及电石生产耦合的方法，如图1，包括以下步骤：第一步：煤粉与钙基原料共热解：即将煤粉与钙基原料混合物料通过皮带输送机送入快速热解炉，高温热解得到荒煤气及高温混合粉料；其中，快速热解炉为蓄热式无热载体下行床；煤粉与钙基原料的粒度均≤1mm；热解温度为550-800℃，热解时间即物料由炉顶落至炉底的时间，大约6s-10s；第二步：荒煤气高温催化净化：热解产生的荒煤气进入高温催化净化单元，首先在气体分布器的作用下，均匀分布在高温催化净化器内，并进一步经过固体床层过滤和焦油催化裂解，得到净煤气；所述焦油裂解催化剂为CaO；焦油催化裂解的温度为700-900℃；第三步：煤粉加氢气化：以净化单元送来的净煤气作为氢源，与煤粉发生加氢气化反应，得到富甲烷气和轻质焦油。加氢气化的反应器为气化炉；气化温度为800-1000℃；气化时间小于2s；第四步：电石生产：预热炉热解产生的高温混合粉料经保温密闭输送装置送入电石反应装置，在电石反应装置内加热到1800-2200℃，冶炼制得液态电石及电石炉气。本技术还提出了一种煤粉热解、加氢气化及电石生产耦合的系统，如图2：本技术所描述的系统由混合粉料快速热解单元1、高温催化净化单元2、加氢气化单元3、高温热送单元4以及电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤粉和钙基原料处理的系统，包括热解单元、气体净化单元、加氢气化单元以及电石冶炼单元；其中，所述热解单元包括煤粉与钙基原料混合物料入口、荒煤气出口和高温混合粉料出口，所述热解单元用于煤粉与钙基原料的高温热解；所述热解单元使用的装置为无热载体蓄热式下行床，所述无热载体蓄热式下行床内部设置多层蓄热式辐射管；所述气体净化单元包括荒煤气入口和净煤气出口，所述荒煤气入口和所述荒煤气出口相连，所述气体净化单元用于对荒煤气进行处理得到净煤气；所述加氢气化单元包括煤粉喷嘴、净煤气喷嘴、焦渣出口以及油气出口，所述净煤气喷嘴和所述净煤气出口相连，在所述加氢气化单元，所述净煤气作为氢源与煤发生加氢气化反应；所述电石冶炼单元包括高温混合粉料入口、氧气喷嘴、电石炉气出口和电石出口，所述高温混合粉料入口和所述高温混合粉料出口相连，所述电石冶炼单元用于对热解产生的高温混合粉料进行冶炼。

【技术特征摘要】
1.一种煤粉和钙基原料处理的系统，包括热解单元、气体净化单元、加氢气化单元以及电石冶炼单元；其中，所述热解单元包括煤粉与钙基原料混合物料入口、荒煤气出口和高温混合粉料出口，所述热解单元用于煤粉与钙基原料的高温热解；所述热解单元使用的装置为无热载体蓄热式下行床，所述无热载体蓄热式下行床内部设置多层蓄热式辐射管；所述气体净化单元包括荒煤气入口和净煤气出口，所述荒煤气入口和所述荒煤气出口相连，所述气体净化单元用于对荒煤气进行处理得到净煤气；所述加氢气化单元包括煤粉喷嘴、净煤气喷嘴、焦渣出口以及油气出口，所述净煤气喷嘴和所述净煤气出口相连，在所述加氢气化单元，所述净煤气作为氢源与煤发生加氢气化反应；所述电石冶炼单元包括高温混合粉料入口、氧气喷嘴、电石炉气出口和电石出口，所述高温混合粉料入口和所述高温混合粉料出口相连，所述电石冶炼单元用于对热解产生的高温混合粉料进行冶炼。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，刘维娜，丁力，薛逊，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11