一种煤基电石制乙炔联产一氧化碳的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种煤基电石制乙炔联产一氧化碳的系统。该系统包括：粉碎制粉单元、物料塑型成型单元、微波合成电石单元、乙炔生成单元和一氧化碳联产单元，利用该系统可以制取乙炔气体，同时联产一氧化碳气体，可与C1化工路线耦合生产，该系统不但大大简化了煤基电石制乙炔工艺流程，节能降耗，而且提高工艺整体的经济性。

A Cogeneration System of Carbon Monoxide from Coal-based Calcium Carbide to Acetylene

The utility model discloses a system for co-production of carbon monoxide from coal-based calcium carbide to acetylene. The system includes grinding and pulverizing unit, material plastic forming unit, microwave synthetic calcium carbide unit, acetylene generating unit and carbon monoxide co-production unit. Acetylene gas can be produced by this system, and carbon monoxide gas can be co-produced simultaneously, which can be coupled with C1 chemical route. This system not only greatly simplifies the production of acetylene from coal-based calcium carbide, but also simplifies the production of acetylene from coal-based calcium carbide. The acetylene process can save energy and reduce consumption, and improve the overall economy of the process.

【技术实现步骤摘要】
一种煤基电石制乙炔联产一氧化碳的系统
本技术属于煤化工
更具体地涉及一种煤基电石制乙炔同时联产一氧化碳的系统。
技术介绍
我国的能源结构具有富煤贫油少气特点，大力发展煤化工是我国可持续发展政策的重要技术措施。煤基电石制乙炔是我国煤化工的重要组成部分，为有机化工工业提供了乙炔原料。传统煤基电石制乙炔是由煤通过合成电石再生产乙炔。目前我国的工业电石生产技术采用的是电弧加热法，生产的电石为液态熔融相，对于液态电石需要经过电石锅冷却、脱模、破碎等程序，工艺复杂，粉尘污染严重。此外，生成的电石中含有多杂质，生成的电石经过高温熔融的转相过程，物料结构比较紧密，需要对电石进行破碎处理，才能进入乙炔合成工序，这样不但造成粉尘污染严重，而且此过程中电石暴露空气中，易有乙炔生成，这样不仅造成环境污染，而且容易引起爆炸危险。总之，工业上煤基电石制乙炔法存在着工艺流程长、能耗高、污染严重等问题。由煤粉经电石生产乙炔对传统的煤一炼焦一电石一乙炔的复杂工艺路线提出了挑战。因此，本领域迫切需要提供一种能适用于降温节能、工艺简单、绿色环保的煤基电石制乙炔工艺路线的系统。
技术实现思路
本技术针对现有煤基电石制取乙炔技术路线的不足之处，旨在提供一种由煤基电石制取乙炔并联产一氧化碳的工艺系统，利用该系统可以大大简化工艺流程，节能降耗，提高工艺的整体经济性。使用该系统的工艺以煤为原料，通过微波电石炉加热冶炼生成固态电石，将生成的固态电石送入乙炔发生器中与水进行反应，生成的乙炔气经过净化装置得到纯净的乙炔气。该过程中同时联产高纯度的一氧化碳。在本技术提供了提供一种煤基电石制乙炔联产一氧化碳的系统，所述系统包括粉碎制粉单元、物料塑型成型单元、微波合成电石单元、乙炔生成单元和一氧化碳联产单元。在另一优选例中，所述粉碎制粉单元包括磨粉机；所述磨粉机含设有出料口的滤袋。在另一优选例中，所述物料塑型成型单元由压片机组成；所述压片机具有给料口和出料口。在另一优选例中，所述压片机的给料口与所述滤袋的出料口连接。在另一优选例中，所述微波合成电石单元包括微波电石炉；所述微波电石炉上端设有物料入口，炉体下端设有物料出口，所述微波电石炉炉体底部设有气体进口，顶部具有尾气出口。在本技术的一种实施方式中，所述微波电石炉为密闭炉，所述的微波电石炉炉体包含有微波电石炉炉壁、炉底转盘、微波源、微波引入窗口、水冷系统、保温系统等。所述的微波炉中的保温材料具有透射微波并且耐热保温的特点，由基于硅酸铝耐火材料、氧化铝纤维材料、石墨材料、氧化锆纳米纤维材料、碳气溶胶中的一种或者多种制成。在另一优选例中，所述微波电石炉上端的物料入口与所述压片机的出料口连接。在另一优选例中，所述乙炔生成单元包括给料机口、乙炔发生器、清净塔和中和塔；所述乙炔发生器下部设乙炔气体排出口。在另一优选例中，所述一氧化碳联产单元包括排气管路系统和净化分离装置；所述排气管路系统与微波电石炉的尾气出口连接。据此，本技术提供了一种能适用于降温节能、工艺简单、绿色环保的煤基电石制乙炔工艺路线的系统。附图说明图1是煤基电石制乙炔联产一氧化碳系统示意图。图2是结合煤基电石制乙炔联产一氧化碳工艺流程的系统图。具体实施方式本技术提供了一种利用煤基电石制取乙炔联产一氧化碳的系统，其包括粉碎制粉单元、物料塑型成型单元、微波合成电石单元、乙炔生成单元和一氧化碳联产单元。首先将破碎后的煤和钙源按比例充分混合后进入粉碎制粉单元进行超细化研磨得到超细粉料，超细粉料送入物料塑型成型单元进行成型处理，得到一定粒度和形状的成型物料，而后将成型物料送入微波合成电石单元进行微波冶炼，得到气相物料和固相物料，固相物料送入乙炔生成单元得到乙炔气体，气相物料输入一氧化碳联产单元得到一氧化碳。下面结合附图2对本技术所描述的系统做一步详细说明。所述的粉碎制粉单元包括磨粉机(1)。所述的磨粉机设有物料加料口入口(8)，物料粉末由引风机送入滤袋中，滤袋设出料口(9)。所述的物料塑型成型单元由压片机(2)组成。压片机具有给料口(10)和出料口(21)，所述的给料口(10)与所述的滤袋出料口(9)连接。所述的电石生成单元包括微波电石炉(3)，所述的微波电石炉为密闭炉，所述的微波电石炉炉体包含有微波电石炉炉壁、炉底转盘、微波源、微波引入窗口、水冷系统、保温系统等，所述的微波源，用于产生微波，经由微波引入窗口，进入微波电石炉中；所述的微波炉中的保温材料具有透射微波并且耐热保温的特点，由基于硅酸铝耐火材料、氧化铝纤维材料、石墨材料、氧化锆纳米纤维材料、碳气溶胶中的一种或者多种制成。微波电石炉(3)上端设有物料入口(11)，炉体下端设有物料出口(14)，所述微波电石炉炉体底部设有气体进口(13)，顶部具有尾气出口(12)。所述物料入口(11)与所述的物料塑型成型单元出料口(21)连接。所述的一氧化碳联产单元包括排气管路系统(16)和净化分离装置(5)，所述排气管路系统(16)与所述电石生成单元尾气出口(12)连接，所述排气管路系统(16)中的气体通过气体入口(22)进入净化分离装置(5)经过纯化分离后从排气口(18)送入一氧化碳贮罐或者下一段工段。所述的乙炔生成单元包括给料机口(15)、乙炔发生器(4)、清净塔(6)和中和塔(7)，生成的固态电石通过给料机送入乙炔发生器生成的固态电石通过给料口(15)送入乙炔发生器(4)，发生器(4)下部设乙炔气体排出口(17)，生成的粗乙炔气经过清净塔入口(19)依次送入清净塔(6)、中和塔(7)，分别除掉磷化氢、硫化氢等气体和乙炔气中的酸雾，脱除酸雾后的乙炔气经增压和冷凝后脱除水分得到高纯度的乙炔气。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：本技术通过引入微波技术，用微波加热替代传统的电弧加热方法，提出了一种新的煤基电石制乙炔联产一氧化碳的系统，该过程不仅具有工艺流程短、能耗低、污染小、低排放等优点节，而且大大简化了整个煤基电石制乙炔的工艺流程。同时联产高纯度的一氧化碳，可以与煤化工其他工艺耦合形成多联产工艺，显著提高环境和技术经济效益。下面详细描述本技术的实施例，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的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。将冶金焦(固定碳含量为84.73％)和生石灰(氧化钙的含量大于99％)混合后通过磨粉机(1)磨细成粒径分布为30-80nm之间的混合超细粉料。将混合超细粉料通过给料口(10)送入压片机(2)中,在压力6MPa下压片得到直径为40mm，高度为10-15mm的圆柱块料成型物料。将所述的成型物料通过物料入口(11)投入微波冶炼电石炉(3)中，氩气经气体进口(13)通入微波冶炼电石炉(3)，进行气氛置换，然后在氩气气氛中微波加热升温至1750℃并维持1h，反应过程中产生的尾气通过尾气出口(12)进入排气管道(16)进入净化分离装置(5)经净化分离后得到高CO含量的气体产品，经气相色谱分析CO含量为98.4％，分离出的氩气循环使用。反应结束后关闭微波发射电源，待物料温度降低到450℃以下时打开微波冶炼电石炉出料阀(14)，得到固态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤基电石制乙炔联产一氧化碳的系统，其特征在于，所述系统包括粉碎制粉单元、物料塑型成型单元、微波合成电石单元、乙炔生成单元和一氧化碳联产单元；所述粉碎制粉单元包括磨粉机，所述磨粉机含设有出料口的滤袋；所述物料塑型成型单元由压片机组成；所述压片机具有给料口和出料口，所述压片机的给料口与所述滤袋的出料口连接；所述微波合成电石单元包括微波电石炉，所述微波电石炉上端设有物料入口，炉体下端设有物料出口；所述微波电石炉上端的物料入口与所述压片机的出料口连接；所述一氧化碳联产单元包括排气管路系统和净化分离装置；所述微波电石炉炉体顶部具有尾气出口，所述排气管路系统与微波电石炉的尾气出口连接；所述排气管路系统中的气体通过气体入口进入净化分离装置；所述乙炔生成单元包括给料机口、乙炔发生器、清净塔和中和塔；生成的固态电石通过给料机口送入乙炔发生器。

【技术特征摘要】
1.一种煤基电石制乙炔联产一氧化碳的系统，其特征在于，所述系统包括粉碎制粉单元、物料塑型成型单元、微波合成电石单元、乙炔生成单元和一氧化碳联产单元；所述粉碎制粉单元包括磨粉机，所述磨粉机含设有出料口的滤袋；所述物料塑型成型单元由压片机组成；所述压片机具有给料口和出料口，所述压片机的给料口与所述滤袋的出料口连接；所述微波合成电石单元包括微波电石炉，所述微波电石炉上端设有物料入口，炉体下端设有物料出口；所述微波电石炉上端的物料入口与所述压片机的出...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜标，赵虹，刘思源，黄伟光，齐会杰，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：新型
国别省市：上海,31