一种煤与石灰共同裂解制备乙炔的系统技术方案

本实用新型专利技术具体涉及一种煤与石灰共同裂解制备乙炔的系统，包括：等离子体裂解单元、淬冷单元、多相分离单元、球团活化单元、活性球团冶炼单元和乙炔发生单元，本实用新型专利技术将煤粉与石灰粉成型，煤与石灰共热解、活性球团和油气分别制乙炔等技术相耦合，提高了原料煤的有效利用率和煤制乙炔的转化率，实现了煤炭的分质梯级利用；采用粉状原料，降低了过程的能耗，减小资源浪费；为粉料的利用提供了一条有效途径，实现了冶炼尾气的处理，避免了环境污染。

【技术实现步骤摘要】
一种煤与石灰共同裂解制备乙炔的系统
本技术属于有机化工
，具体涉及一种煤与石灰共同裂解制备乙炔的系统。
技术介绍
乙炔是一种非常重要的有机化工原料，在石油乙烯工业普遍应用以前，通过乙炔的一系列化学反应可以衍生出乙烯、氯乙烯、三氯乙烯、醋酸乙烯、丙烯腈、聚丙烯腈、氯丁橡胶等化工产品。此外，乙炔在金属加工、焊接、切割等领域也起着非常重要的作用。工业生产乙炔的传统方法有电石水解法和甲烷部分氧化法，这两种方法发展时间较长，工艺比较成熟，但是缺点明显。电石水解法耗能高、对设备要求高、污染严重，发达国家于十多年前陆续关闭了此法的生产装置。我国90％以上的乙炔通过电石水解法获得，但随着产业政策和能源政策的调整，电石水解法的发展空间日益压缩。甲烷部分氧化法虽然污染较小，但技术复杂、投资大，且我国天然气资源非常匮乏。煤炭是我国的主要化石能源，煤炭的高效清洁利用是缓解石油短缺、确保能源安全的关键。等离子体裂解烷烃乙炔技术出现于20世纪初期，该技术利用氢等离子体高温、高焓、富含活性离子的特点。整个工艺过程中不额外产生CO2，用水少且可循环利用。因此，该技术是一种典型的清洁、高效的烷烃转化过程，具有良好的发展前景。等离子体裂解煤的工艺过程是将煤粉在氢等离子体裂解环境下产生乙炔、乙烯等工业原料气体，既能打破电石法制乙炔的传统，又是一种高效利用煤炭资源的有效途径。但等离子体裂解煤固体产物产出量极大，能否有效利用直接影响等离子体裂解煤制乙炔整套工艺的经济性。固体产物碳含量高、反应性强、初始孔隙率高，是一种宝贵的碳素资源。若直接将固体产物作燃料使用，其粒径小，操作困难，容易造成粉尘污染；若丢弃或置之不理，既是资源浪费，又容易造成环境污染。因此不管是从经济角度还是从资源利用、环境保护的角度考虑，等离子体裂解煤固体产物的利用研究都具有重大的意义。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供一种煤与石灰共同裂解制备乙炔的系统，将煤粉与石灰粉成型，煤与石灰共热解、活性球团和油气分别制乙炔等技术相耦合，提高了原料煤的有效利用率和煤制乙炔的转化率，实现了煤炭的分质梯级利用；采用粉状原料，降低了过程的能耗，减小资源浪费；为粉料的利用提供了一条有效途径，实现了冶炼尾气的处理，避免了环境污染。为解决上述问题，本技术采用的技术方案为：一种煤与石灰共同裂解制备乙炔的系统，包括：球团活化单元、活性球团冶炼单元和乙炔发生单元，其中，所述球团活化单元具有煤粉与石灰粉混合球团入口、高温油气出口和高温活性球团出口，将煤粉与石灰粉混合球团活化处理，得到高温油气和高温活性球团；所述活性球团冶炼单元的高温活性球团入口与所述高温活性球团出口连接，将高温活性球团冶炼，获得固体产物；所述乙炔发生单元与所述活性球团冶炼单元连接，将所述固体产物与水反应，生成乙炔。进一步的，还包括：等离子体裂解单元、淬冷单元和多相分离单元，其中，所述等离子体裂解单元的入料口分别与所述高温油气出口和所述活性球团冶炼单元的冶炼尾气出口连接，对高温油气裂解，得到裂解产物；所述淬冷单元的入料口与所述等离子体裂解单元的出料口连接，对所述裂解产物淬冷；所述淬冷单元的出料口与所述多相分离单元的入料口连接，将淬冷后的所述裂解产物进行气体分离，得到乙炔。进一步的，所述等离子体裂解单元具有氢气混合气入口，所述多相分离单元具有氢气混合气出口和乙炔出口，所述氢气混合气出口与所述氢气混合气入口连接。进一步的，还包括：混料压块单元，所述压块单元具有煤粉入口、生石灰粉入口和煤粉与石灰粉混合球团出口，所述煤粉与石灰粉混合球团出口与所述煤粉与石灰粉混合球团入口连接。进一步的，还包括原煤破碎单元，其出口与所述煤粉入口相连，将原煤破碎为煤粉后送至所述混料压块单元。进一步的，所述混料压块单元内的煤粉水分低于5%，生石灰粉的水分低于2%，成型压力为12MPa-25MPa，煤与生石灰的质量比为0.8-1.0。进一步的，所述球团活化单元的活化温度为650-1000℃；所述活性球团冶炼单元的冶炼温度为1600-2200℃。进一步的，所述等离子体裂解单元内的裂解温度为1700-2500℃；所述冶炼尾气和所述高温油气中碳元素与氢气的摩尔比为1.5:1至2.5:1。附图说明图1为本技术煤与石灰共同裂解制备乙炔的系统示意图。图2为本技术煤与石灰共同裂解制备乙炔的方法示意图。其中，1.煤粉仓2.生石灰粉仓3.混料压块单元4.球团活化单元5.活性球团冶炼单元6.乙炔发生单元7.等离子体裂解单元8.淬冷单元9.多相分离单元a.煤粉b.生石灰粉c.高温油气d.氢气e.高温冶炼尾气f.电石渣g.乙炔。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合具体实施例对本技术作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。根据本技术的一个方面，本技术提供了一种煤与石灰共同裂解制备乙炔的系统，图1为本技术煤与石灰共同裂解制备乙炔的系统示意图，如图1所示,包括：球团活化单元、活性球团冶炼单元、乙炔发生单元、等离子体裂解单元、淬冷单元和多相分离单元。根据本技术的具体实施例，所述球团活化单元具有煤粉与石灰粉混合球团入口、高温油气出口和高温活性球团出口，将煤粉与石灰粉混合球团活化处理，得到高温油气和高温活性球团；所述活性球团冶炼单元的高温活性球团入口与所述高温活性球团出口连接，将高温活性球团冶炼，获得固体产物；所述乙炔发生单元与所述活性球团冶炼单元连接，将所述固体产物与水反应，生成乙炔。所述等离子体裂解单元的入料口分别与所述高温油气出口和所述活性球团冶炼单元的冶炼尾气出口连接，对高温油气裂解，得到裂解产物；所述淬冷单元的入料口与所述等离子体裂解单元的出料口连接，对所述裂解产物淬冷；所述淬冷单元的出料口与所述多相分离单元的入料口连接，将淬冷后的所述裂解产物进行气体分离，得到乙炔，乙炔的体积含量在50%-80%。由此，本技术将煤粉与石灰粉成型，煤与石灰共热解、活性球团和油气分别制乙炔等技术相耦合，提高了原料煤的有效利用率和煤制乙炔的转化率，实现了煤炭的分质梯级利用；采用粉状原料，降低了过程的能耗，减小资源浪费；为粉料的利用提供了一条有效途径，实现了冶炼尾气的处理，避免了环境污染。根据本技术的具体实施例，所述等离子体裂解单元具有氢气混合气入口，所述多相分离单元具有氢气混合气出口和乙炔出口，所述氢气混合气出口与所述氢气混合气入口连接。根据本技术的具体实施例，本技术还包括原煤破碎单元和混料压块单元，所述压块单元具有煤粉入口、生石灰粉入口和煤粉与石灰粉混合球团出口，所述煤粉与石灰粉混合球团出口与所述煤粉与石灰粉混合球团入口连接。所述原煤破碎单元的出口与所述煤粉入口相连，将原煤破碎为煤粉后送至所述混料压块单元。其中，所述混料压块单元内的煤粉水分低于5%，生石灰粉的水分低于2%，成型压力为12MPa-25MPa，煤与生石灰的质量比为0.8-1.0，优选为0.83-0.95。根据本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤与石灰共同裂解制备乙炔的系统，其特征在于，包括：球团活化单元、活性球团冶炼单元和乙炔发生单元，其中，所述球团活化单元具有煤粉与石灰粉混合球团入口、高温油气出口和高温活性球团出口，将煤粉与石灰粉混合球团活化处理，得到高温油气和高温活性球团；所述活性球团冶炼单元的高温活性球团入口与所述高温活性球团出口连接，将高温活性球团冶炼，获得固体产物；所述乙炔发生单元与所述活性球团冶炼单元连接，将所述固体产物与水反应，生成乙炔。

【技术特征摘要】
1.一种煤与石灰共同裂解制备乙炔的系统，其特征在于，包括：球团活化单元、活性球团冶炼单元和乙炔发生单元，其中，所述球团活化单元具有煤粉与石灰粉混合球团入口、高温油气出口和高温活性球团出口，将煤粉与石灰粉混合球团活化处理，得到高温油气和高温活性球团；所述活性球团冶炼单元的高温活性球团入口与所述高温活性球团出口连接，将高温活性球团冶炼，获得固体产物；所述乙炔发生单元与所述活性球团冶炼单元连接，将所述固体产物与水反应，生成乙炔。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：等离子体裂解单元、淬冷单元和多相分离单元，其中，所述等离子体裂解单元的入料口分别与所述高温油气出口和所述活性球团冶炼单元的冶炼尾气出口连接，对高温油气裂解，得到裂解产物；所述淬冷单元的入料口与所述等离子体裂解单元的出料口连接，对所述裂解产物淬冷；所述淬冷单元的出料口与所述多相分离单元的入料口连接，将淬冷后的所述裂解产物进行气体分离，得到乙炔。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述等离子体裂解单元具有氢气混合气入口，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴道洪，赵小楠，董宾，丁力，路丙川，李东艳，郭云鹏，张琦，张喆，
申请(专利权)人：神雾环保技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11