一种耦合制备净煤气和乙炔的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种耦合制备净煤气和乙炔的系统及方法。该系统包括气化炉、脱硫装置、乙炔发生器和电石炉；气化炉包括煤入口、气化剂入口、高温煤气出口和气化残渣出口；脱硫装置包括煤气入口、电石渣浆入口和净煤气出口，煤气入口与气化炉的高温煤气出口相连；乙炔发生器包括电石入口、水入口、乙炔出口和电石渣浆出口，电石渣浆出口与脱硫装置的电石渣浆入口相连；电石炉包括热CaO入口、兰炭入口和电石出口，电石出口与乙炔发生器的电石入口相连。本发明专利技术将高硫煤炭气化、电石冶炼和电石渣脱硫等技术耦合制备净煤气和乙炔，解决了电石渣难处理的问题，还降低了制备净煤气和乙炔的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总地涉及煤气化和电石冶炼，具体涉及一种耦合制备净煤气和乙炔的系统及方法。
技术介绍
电石渣是化工行业乙炔生产过程中排放的废弃物，呈粉态，含水率较高，长期露天堆放会污染土壤和浅层地下水。目前电石渣主要在建筑材料等行业中有部分应用，利用价值较低。电石渣的主要成分是Ca(OH)2，可将其应用于烟气脱硫中，目前，还没有直接利用电石渣进行气化系统中用于煤气脱硫净化的应用报道，尤其没有将气化与电石冶炼耦合的应用报道。我国局部地区煤矿硫含量较大，气化后煤气中的硫化物较多，脱硫净化压力较大，采用工业废弃物电石渣进行脱硫处理潜力较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种将高硫煤炭气化、电石冶炼等技术耦合制备净煤气和乙炔的新工艺。本专利技术首先提供了一种耦合制备净煤气和乙炔的系统，其特征在于，所述系统包括气化炉、脱硫装置、乙炔发生器和电石炉；所述气化炉包括煤入口、气化剂入口、高温煤气出口和气化残渣出口；所述脱硫装置包括煤气入口、电石渣浆入口和净煤气出口，所述煤气入口与所述气化炉的高温煤气出口相连；所述乙炔发生器包括电石入口、水入口、乙炔出口和电石渣浆出口，所述电石渣浆出口与所述脱硫装置的电石渣浆入口相连；所述电石炉包括热CaO入口、兰炭入口和电石出口，所述电石出口与所述乙炔发生器的电石入口相连。在本专利技术的一个实施方案中，所述系统还包括煤干燥器，所述煤干燥器包括高温煤气入口、原煤入口、干燥煤出口和低温煤气出口；所述气化炉还包括高温煤气出口；所述高温煤气入口与所述高温煤气出口相连，所述干燥煤出口与所述气化炉的煤入口相连，所述低温煤气出口与所述脱硫装置的煤气入口相连。在本专利技术的一个实施方案中，所述系统还包括CaO预热器，所述CaO预热器包括块状CaO入口、高温电石炉气入口和热CaO出口；所述电石炉还包括高温电石炉气出口；所述高温电石炉气出口与所述CaO预热器的高温电石炉气入口相连，所述热CaO出口与所述电石炉的CaO入口相连。在本专利技术的一个实施方案中，所述系统还包括兰炭预热器，所述兰炭预热器包括块状兰炭入口、高温电石炉气入口和热兰炭出口；所述电石炉还包括高温电石炉气出口；所述高温电石炉气出口与所述煤预热器的高温电石炉气入口相连，所述热兰炭出口与所述电石炉的兰炭入口相连。此外，本专利技术还提供了一种利用上述系统制备净煤气和乙炔的方法，包括以下步骤：煤气化：将煤和气化剂分别经由所述煤入口和所述气化剂入口送入所述气化炉中，在T1温度下所述煤气化，得到煤气；电石冶炼：将CaO和兰炭分别经由所述CaO入口和所述兰炭入口送入所述电石炉中，在T2温度下反应得到电石；乙炔制备：将所述电石和水分别经由所述电石入口和所述水入口送入所述乙炔发生器中制备乙炔，剩余的残渣为电石渣浆；脱硫：将所述煤气和所述电石渣浆分别经由所述煤气入口和所述电石渣浆入口送入所述脱硫装置中对煤气脱硫，得到净煤气。在本专利技术的一个实施方案中，从所述气化炉中排出的煤气为高温煤气，先用所述高温煤气与煤进行换热，再将升温后的煤和温度变低的煤气分别送入所述气化炉和所述脱硫装置中。在本专利技术的一个实施方案中，所述电石炉在冶炼电石时还会排出高温电石炉气，先用所述高温电石炉气对CaO进行换热，再将升温后的CaO送入所述电石炉中。在本专利技术的一个实施方案中，所述电石炉在冶炼电石时还会排出高温电石炉气，先用所述高温电石炉气对兰炭进行换热，再将升温后的兰炭送入所述电石炉中。在本专利技术的一个实施方案中，所述煤的粒径≤0.5mm，优选粒径≤0.1mm。所述煤的水分含量≤8wt％。所述煤的灰分含量≤10wt％。所述煤的挥发分含量≥30％。所述煤的灰熔点≤1200℃。所述兰炭的粒径≤30mm，优选粒径≤25mm。所述兰炭的灰分含量≤7wt％。挥发分含量≤2wt％。所述CaO的粒径≤30mm。优选粒径≤25mm。在本专利技术的一个实施方案中，所述T1为1300-2000℃。所述T2为1800-2200℃，其优选为2050℃。本专利技术将高硫煤炭气化、电石冶炼和电石渣脱硫等技术耦合制备净煤气和乙炔，解决了电石渣难处理的问题，还降低了制备净煤气和乙炔的成本。此外，本专利技术充分利用了高温煤气显热、电石炉气的高温显热以及电石渣的高值化利用，极大程度地降低损耗、节约能源。附图说明图1为本专利技术实施例中的一种耦合制备净煤气和乙炔的系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例中的一种利用上述系统制备净煤气和乙炔的工艺流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本专利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专利技术的方案以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，而不是对本专利技术的限制。参见图1，本专利技术提供的制备净煤气和乙炔的系统包括气化炉1、脱硫装置2、乙炔发生器3、电石炉4、煤干燥器5、CaO预热器6和兰炭预热器7。其中，气化炉1包括煤入口、气化剂入口101、高温煤气出口和气化残渣出口102。脱硫装置2包括煤气入口、电石渣浆入口、净煤气出口201和脱硫石膏出口202。乙炔发生器3包括电石入口、水入口301、乙炔出口302和电石渣浆出口，电石渣浆出口与脱硫装置2的电石渣浆入口相连。电石炉4包括热CaO入口、兰炭入口、电石出口和高温电石炉气出口，电石出口与乙炔发生器3的电石入口相连。煤干燥器5包括高温煤气入口、原煤入口501和干燥煤出口，高温煤气入口与气化炉1的高温煤气出口相连，干燥煤出口与气化炉1的煤入口相连，低温煤气出口与脱硫装置2的煤气入口相连。CaO预热器6包括块状CaO入口601、高温电石炉气入口、热CaO出口和低温电石炉气出口602，高温电石炉气入口与电石炉4的高温电石炉气出口相连，热CaO出口与电石炉4的热CaO入口相连。兰炭预热器7包括块状兰炭入口701、高温电石炉气入口和热兰炭出口，高温电石炉气入口与电石炉4的高温电石炉气出口相连，热兰炭出口与电石炉4的兰炭入口相连。其中，煤干燥器5、CaO预热器6和兰炭预热器7不是本系统的必备设备。煤也可不经过干燥直接进行气化，高温煤气也可直接送入脱硫装置2中进行脱硫。CaO和兰炭可以直接用于冶炼电石，不用经过预热，高温电石炉气可另做它用。但用高温煤气干燥煤，用高温电石炉气预热CaO和兰炭能充分利用系统的热量，减少能源的损耗。CaO预热器6和兰炭预热器7可以根据工艺需要设计为直接预热和间接预热等加热方式。煤干燥器5为间接换热干燥。上述系统间的输送装置为经特殊设计的螺旋输送装置，可以通过自动控制系统控制转数来对煤粉或石灰粉、粘结剂进行计量。图2为本专利技术一种利用上述系统制备净煤气和乙炔的方法，该方法包括如下步骤：煤气化：将煤和气化剂分别经由煤入口和气化剂入口101送入气化炉1中，在T1温度下煤气化，得到煤气；电石冶炼：将CaO和兰炭分别经由CaO入口和兰炭入口送入电石炉4中，在T2温度下反应得到电石；乙炔制备：将电石和水分别经由电石入口和水入口送入乙炔发生器3中制备乙炔，剩余的残渣为电石渣浆；脱硫：将煤气和电石渣浆分别经由煤气入口和电石渣浆入口送入脱硫装置2中对煤气脱硫，得到净煤气。煤气在脱硫装置2中与电石渣浆进行反应脱硫处理，是将煤气中的含硫化合物与电石渣浆的主要成分Ca(OH)2进行化学反应进行脱除。从气化炉1中排出的煤气为高温煤气，先用高温煤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耦合制备净煤气和乙炔的系统，其特征在于，所述系统包括气化炉、脱硫装置、乙炔发生器和电石炉；所述气化炉包括煤入口、气化剂入口、高温煤气出口和气化残渣出口；所述脱硫装置包括煤气入口、电石渣浆入口和净煤气出口，所述煤气入口与所述气化炉的高温煤气出口相连；所述乙炔发生器包括电石入口、水入口、乙炔出口和电石渣浆出口，所述电石渣浆出口与所述脱硫装置的电石渣浆入口相连；所述电石炉包括热CaO入口、兰炭入口和电石出口，所述电石出口与所述乙炔发生器的电石入口相连。

【技术特征摘要】
1.一种耦合制备净煤气和乙炔的系统，其特征在于，所述系统包括气化炉、脱硫装置、乙炔发生器和电石炉；所述气化炉包括煤入口、气化剂入口、高温煤气出口和气化残渣出口；所述脱硫装置包括煤气入口、电石渣浆入口和净煤气出口，所述煤气入口与所述气化炉的高温煤气出口相连；所述乙炔发生器包括电石入口、水入口、乙炔出口和电石渣浆出口，所述电石渣浆出口与所述脱硫装置的电石渣浆入口相连；所述电石炉包括热CaO入口、兰炭入口和电石出口，所述电石出口与所述乙炔发生器的电石入口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括煤干燥器，所述煤干燥器包括高温煤气入口、原煤入口、干燥煤出口和低温煤气出口；所述气化炉还包括高温煤气出口；所述高温煤气入口与所述高温煤气出口相连，所述干燥煤出口与所述气化炉的煤入口相连，所述低温煤气出口与所述脱硫装置的煤气入口相连。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括CaO预热器，所述CaO预热器包括块状CaO入口、高温电石炉气入口和热CaO出口；所述电石炉还包括高温电石炉气出口；所述高温电石炉气出口与所述CaO预热器的高温电石炉气入口相连，所述热CaO出口与所述电石炉的CaO入口相连。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括兰炭预热器，所述兰炭预热器包括块状兰炭入口、高温电石炉气入口和热兰炭出口；所述电石炉还包括高温电石炉气出口；所述高温电石炉气出口与所述煤预热器的高温电石炉气入口相连，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：许修强，张顺利，路丙川，董宾，赵小楠，丁力，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