一种中低阶粉煤催化热解耦合电石生产的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种中低阶粉煤催化热解耦合电石生产的系统及方法。该系统包括搅拌槽、热解装置和气流床；搅拌槽包括槽盖、槽壳和搅拌器，搅拌器设置在槽壳内；槽壳上设有催化剂溶液入口，槽壳内设有多个喷嘴，喷嘴位于搅拌器的上方，喷嘴与催化剂溶液入口相连；槽盖顶部设有粉煤入口，槽壳底部设有混合料出口；热解装置设有物料入口、高温荒煤气出口和高温半焦出口，物料入口与搅拌槽的混合料出口相连；气流床设有高温半焦入口、生石灰入口、富氧气体入口、电石炉气出口和电石出口，高温半焦入口与热解装置的高温半焦出口相连。本发明专利技术通过添加催化剂，提高了粉煤快速热解过程的焦油产率，提高了高附加值产品的产量。

System and method for producing low order pulverized coal catalytic pyrolysis coupling calcium carbide

The invention provides a system and a method for producing low order pulverized coal catalytic pyrolysis coupled calcium carbide production. The system includes a mixing tank, pyrolysis device and gas flow bed; mixing groove comprises a groove cover, tank shell and mixer, stirrer are arranged in the shell; the catalyst solution entrance groove is arranged on the shell, the shell is provided with a plurality of nozzles, the nozzle is located above the agitator, the nozzle and the catalyst solution entrance connected; top slot cover is provided with a powder coal at the bottom of a tank shell entrance, mixed material outlet; pyrolysis device is provided with a material entrance, high temperature and high temperature gas exports of semi coke exports, export mix material entrance and stirred tank connected; flow bed is provided with a high temperature semi coke, lime, entrance entrance entrance, oxygen rich gas furnace gas exports and export of calcium carbide, high temperature the semi coke exports of semi coke and high temperature pyrolysis device connected to the entrance. By adding catalyst, the tar yield of the fast pyrolysis process of pulverized coal is improved, and the output of the high added value product is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种中低阶粉煤催化热解耦合电石生产的系统及方法
本专利技术属于化工
，具体地，涉及一种中低阶粉煤催化热解耦合电石生产的系统及方法。
技术介绍
目前，电石冶炼的原料以优质块状兰炭和块状生石灰为主。不仅原料成本高，且块状兰炭与生石灰的接触面积小，传热速率慢，导致反应温度高，耗电量高。而且，煤炭中的挥发分大部分以废气、粉尘的形式排放到大气中，带来严重的环境问题。因此，目前的电石生产工艺存在着高温、高耗能、高污染的弊端。针对这些问题，国内外研究者们都做了很多有益的探索，如使用低品质的中低阶煤为原料，通过成型技术制得满足电石生产要求的型球。但是，目前的粉煤热解技术普遍存在热解焦油收率低、重油组分含量高且油内含尘量大的问题，由此造成一系列工业运行问题。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种高效的中低阶粉煤催化热解耦合电石生产的方法及系统，提高焦油收率以及热解气品质，并将热解产生的高温半焦与预热后的生石灰混合生产电石，实现高温半焦的高效综合利用，且不影响电石品质。本专利技术提供的中低阶粉煤催化热解耦合电石生产的系统，包括搅拌槽、热解装置和气流床；所述搅拌槽包括槽盖、槽壳和搅拌器，所述搅拌器设置在所述槽壳内；所述槽壳上设有催化剂溶液入口，所述槽壳内设有多个喷嘴，所述喷嘴位于所述搅拌器的上方，所述喷嘴与所述催化剂溶液入口相连；所述槽盖顶部设有粉煤入口，所述槽壳底部设有混合料出口；所述热解装置设有物料入口、高温荒煤气出口和高温半焦出口，所述物料入口与所述搅拌槽的混合料出口相连；所述气流床设有高温半焦入口、生石灰入口、富氧气体入口、电石炉气出口和电石出口，所述高温半焦入口与所述热解装置的高温半焦出口相连。优选地，所述系统还包括换热器、引风机和油气分离器；所述换热器设有高温荒煤气入口和荒煤气出口，所述高温荒煤气入口与所述热解装置的高温荒煤气出口相连；所述引风机设有入气口和出气口，所述入气口与所述换热器的荒煤气出口相连；所述油气分离装置设有荒煤气入口、热解气出口和油水混合物出口，所述荒煤气入口与所述引风机的出气口相连。优选地，相邻所述喷嘴的距离为所述槽壳内径的1/8-1/4。优选地，所述喷嘴交错排列，所述喷嘴与水平方向的夹角为30°-60°。优选地，所述搅拌器为涡旋式搅拌器或螺旋搅拌器。在此基础上，本专利技术还提供了一种利用上述系统催化热解中低阶粉煤耦合生产电石的方法，包括如下步骤：将粉煤送入所述搅拌槽内；将催化剂与水配制成催化剂溶液，通过所述喷嘴喷洒在所述粉煤上，与所述粉煤混合均匀，获得混合料；所述催化剂溶液为金属的氯化物溶液或硝酸盐溶液；将所述混合料送入所述热解装置中进行热解，获得高温荒煤气和高温半焦；将生石灰、富氧气体和所述半焦送入所述气流床制备电石，获得电石和电石炉气。优选地，所述方法还包括：将所述高温荒煤气冷却后进行分离，获得油水混合物和热解气。优选地，所述催化剂与所述粉煤的质量比为(0.05-0.2)：100。优选地，所述催化剂与水的质量比为1：(25-100)。优选地，所述催化剂溶液中金属阳离子为Fe3+、Al3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+中的一种或几种。优选地，采取分段采出、快速冷却的方法将所述高温荒煤气从所述热解装置快速移出。本专利技术采用喷淋式固体物料机械搅拌槽将催化剂水溶液均匀的喷洒到粉煤表面，催化剂不仅能均匀分散到粉煤表面，且可浸润到粉煤的内部，因此采用少量的催化剂即可达到较好的催化效果。本专利技术通过添加催化剂，提高了粉煤快速热解过程的焦油产率，提高了高附加值产品的产量。本专利技术采用模块式粉煤热解装置对物料进行热解，一方面装置采用蓄热式辐射管加热，兼具内热式系统效率高和外热法油气品质高的优势；另一方面，热解装置在各模块设置高温荒煤气出口，并在高温荒煤气出口外侧短距离连接换热器及引风机，实现了油水混合物的快速导出，进一步提高了焦油产量。本专利技术充分利用了半焦含碳量高及温度高的优势，将热解产生的高温半焦采用密闭保温输送装置直接输送至电石生产装置，与生石灰混合，采用氧热法生产电石，实现了高温半焦的综合高效利用，降低了电石生产的能耗，且不影响电石品质。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。附图说明图1为本专利技术实施例中的一种中低阶粉煤催化热解耦合电石生产的系统的结构示意图。图2为本专利技术实施例中的一种催化热解中低阶粉煤耦合生产电石的工艺流程图。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。如图1所示，本专利技术提供的中低阶粉煤催化热解耦合电石生产的系统包括：搅拌槽1、热解装置2、气流床3、换热器4、引风机5和油气分离器6。其中，搅拌槽1是自制喷淋式固体物料机械搅拌槽，其包括槽盖1-1、槽壳1-2和搅拌器1-3，搅拌器1-3设置在槽壳1-2内；槽壳1-2上设有催化剂溶液入口12，槽壳1-2内设有多个喷嘴14，喷嘴14位于搅拌器1-3的上方，喷嘴14与催化剂溶液入口12相连；槽盖1-1的顶部设有粉煤入口11，槽壳1-2的底部设有混合料出口13。本专利技术通过添加催化剂，提高了粉煤快速热解过程的焦油产率，提高了高附加值产品的产量。本专利技术采用自制的喷淋式固体物料机械搅拌槽将催化剂水溶液均匀的喷洒到粉煤表面，催化剂不仅能均匀分散到粉煤表面，且可浸润到粉煤的内部，因此采用少量的催化剂即可达到较好的催化效果。喷嘴14之间的距离由单个喷嘴的射程而定。喷嘴14之间的距离太大，会导致部分粉煤表面没有催化剂；距离太小，有部分粉煤表面会多喷催化剂。在本专利技术优选的实施例中，相邻的喷嘴14之间的距离为槽壳1-2内径的1/8-1/4。为了均匀地将催化剂喷洒到粉煤表面，喷嘴14在槽壳1-2内交错排列。喷嘴14与水平方向呈一定夹角时，催化剂能更均匀地分散到粉煤表面。在本专利技术优选的实施例中，喷嘴14与水平方向的夹角为30°-60°。搅拌器1-3通过搅拌轴与传动装置相连。在本专利技术优选的实施例中，搅拌器1-3为涡旋式搅拌器或螺旋搅拌器。热解装置2设有物料入口21、高温荒煤气出口22和高温半焦出口23，物料入口21与搅拌槽1的混合料出口13相连。热解装置2的加热器为蓄热式辐射管24，加热方式为内置外热法。内置外热法兼具内热法加热系统效率高和外热法油气产品品质高的优势。本专利技术优选的加热器为蓄热式下行床。热解装置2由上到下分模块安装(诸如预热模块、热解模块，每个模块又可包括多个子模块)。蓄热式辐射管24和高温荒煤气出口22有多个，蓄热式辐射管24和高温荒煤气出口22根据不同模块所需的热解温度及热解产品的量及特性进行分区配置，实现了热解装置2内的温度分区精确控制以及油气的快速导出，避免了油水混合物的裂解，提高了焦油产率及品质。气流床3设有高温半焦入口31、生石灰入口32、富氧气体入口33、电石炉气出口34和电石出口35，高温半焦入口31与热解装置2的高温半焦出口23相连。本专利技术采用气流床3制备电石，充分利用了半焦含碳量高的优势，实现高温半焦的综合高效利用。在本专利技术优选的实施例中，采用密闭保温输送装置直接将高温半焦输送至气流床3中，即高温半焦入口31本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中低阶粉煤催化热解耦合电石生产的系统，其特征在于，包括搅拌槽、热解装置和气流床；所述搅拌槽包括槽盖、槽壳和搅拌器，所述搅拌器设置在所述槽壳内；所述槽壳上设有催化剂溶液入口，所述槽壳内设有多个喷嘴，所述喷嘴位于所述搅拌器的上方，所述喷嘴与所述催化剂溶液入口相连；所述槽盖顶部设有粉煤入口，所述槽壳底部设有混合料出口；所述热解装置设有物料入口、高温荒煤气出口和高温半焦出口，所述物料入口与所述搅拌槽的混合料出口相连；所述气流床设有高温半焦入口、生石灰入口、富氧气体入口、电石炉气出口和电石出口，所述高温半焦入口与所述热解装置的高温半焦出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种中低阶粉煤催化热解耦合电石生产的系统，其特征在于，包括搅拌槽、热解装置和气流床；所述搅拌槽包括槽盖、槽壳和搅拌器，所述搅拌器设置在所述槽壳内；所述槽壳上设有催化剂溶液入口，所述槽壳内设有多个喷嘴，所述喷嘴位于所述搅拌器的上方，所述喷嘴与所述催化剂溶液入口相连；所述槽盖顶部设有粉煤入口，所述槽壳底部设有混合料出口；所述热解装置设有物料入口、高温荒煤气出口和高温半焦出口，所述物料入口与所述搅拌槽的混合料出口相连；所述气流床设有高温半焦入口、生石灰入口、富氧气体入口、电石炉气出口和电石出口，所述高温半焦入口与所述热解装置的高温半焦出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括换热器、引风机和油气分离器；所述换热器设有高温荒煤气入口和荒煤气出口，所述高温荒煤气入口与所述热解装置的高温荒煤气出口相连；所述引风机设有入气口和出气口，所述入气口与所述换热器的荒煤气出口相连；所述油气分离装置设有荒煤气入口、热解气出口和油水混合物出口，所述荒煤气入口与所述引风机的出气口相连。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，相邻所述喷嘴的距离为所述槽壳内径的1/8-1/4。4.根据权利要求1所述的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘维娜，丁力，张顺利，赵小楠，吴道洪，
申请(专利权)人：神雾科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11