一种氧热法电石生产过程原料预热系统及其应用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种氧热法电石生产过程原料预热系统及其应用方法。该系统包括石灰石粉分解子系统、煤粉热解子系统和氧热电石反应器，石灰石粉分解子系统包括连接的石灰石粉—热介质混合器和氧化钙分离器，煤粉热解子系统包括依次连接的煤粉输送器、煤粉循环聚集器、半焦一级分离器、半焦输送器、半焦循环聚集器和半焦二级分离器，氧热电石反应器连接石灰石粉‑热介质混合器，氧化钙分离器连接氧热电石反应器和半焦输送器，半焦二级分离器连接氧热电石反应器。该系统适合氧热电石生产的各种反应器，原料可以直接采用煤粉和碳酸钙粉，减少煤热解炉和碳酸钙分解炉投资，气固换热时间可以灵活调节。

Raw material preheating system of oxygen thermal process calcium carbide production process and its application method

The invention relates to a raw material preheating system and its application method in the process of producing calcium carbide by oxygen thermal method. The system consists of limestone powder decomposing subsystem, pulverized coal pyrolysis subsystem and oxygen pyrotourmaline reactor. The limestone powder decomposition subsystem includes the connected limestone powder thermal medium mixer and the calcium oxide separator. The pulverized coal pyrolysis subsystem includes pulverized coal conveyer, coal powder circulating aggregator and semi coke first stage separator. A semi coke conveyor, a semi coke circulating aggregator and a semi coke two stage separator, the oxygen thermo carbide reactor connects the lime stone powder heat medium mixer, the calcium oxide separator connects the oxygen thermo carbide reactor and the semi coke conveyor, and the semi coke two stage separator connects the oxygen thermo carbide reactor. The system is suitable for various reactors in the production of pyrotourmaline. The raw materials can be directly used in coal powder and calcium carbonate powder to reduce the investment of coal pyrolysis furnace and calcium carbonate decomposing furnace, and the time of gas and solid heat transfer can be adjusted flexibly.

【技术实现步骤摘要】
一种氧热法电石生产过程原料预热系统及其应用方法
本专利技术总地涉及传统煤化工电石生产领域，具体涉及一种氧热法电石生产过程原料预热系统及其应用方法。
技术介绍
电石生产是以含碳原料(煤、焦炭、半焦等)和含钙原料(氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙等)在温度1800-2200℃条件下反应生成电石(CaC2)。按加热方式不同，电石生产方法一般分为电热法和氧热法两种。电热法具有上百年的历史，传统的电热法电石生产工艺是利用电弧产生的热能使碳素原料与石灰在约2000-2200℃温度条件下反应生产成电石。电热法生产电石技术存在“高能耗、高投入、高污染、低产能”的弊端，关键原因是块状原料间的反应主要受热能传递过程控制，电能有效利用率仅为40％-60％，能量损耗严重。而且电热法生产电石受电极布置、电极间热量分布、以及把持器导电元件布置等方面的制约，其单台炉生产规模不会很大，对大型电石装置的占地和投资都存在局限性。由于电热法生产电石存在弊端，国内外研究人员对氧热法电石生产进行了大量研究。氧热法以煤、重油或天然气等含碳原料燃烧提供热量生产电石。联邦德国早在1939年就建成了氧热法半工业化生产电石装置，采用甲烷氧热法、竖炉生产电石。国内近年也大力开发氧热法电石生产工艺和设备，并申请了很多专利。综合国内专利的
技术实现思路
可知，其主要特点为：1.氧和煤/煤气燃烧预热原料；2.氧和煤/煤气燃烧加热电石炉；3.反应器形式有固定床、流化床和气流床；4.单纯氧热或氧热辅助电热生产电石；5.原料粒度有颗粒、压块和粉料。当采用气流床氧热法生产电石时，原料(碳素和钙素)以粉状形式喷入反应器，生产过程中产生大量的高温反应气体。如何利用该高温反应气体的显热和潜热来预热电石生产原料，降低生产能耗，增加固-固反应停留时间，加快反应速率，便成为研究人员首要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氧热法电石生产过程原料预热系统及其应用方法。本专利技术提供了一种氧热法电石生产过程原料预热系统，其中，所述系统包括石灰石粉分解子系统、煤粉热解子系统和氧热电石反应器。所述石灰石粉热解子系统包括石灰石粉-热介质混合器和氧化钙分离器，所述石灰石粉-热介质混合器包括石灰石粉入口、高温尾气入口和混合物出口，所述氧化钙分离器包括混合物入口、氧化钙出口和热气体出口，所述石灰石粉-热介质混合器的混合物出口连接所述氧化钙分离器的混合物入口。所述煤粉热解加热子系统包括煤粉输送器、煤粉循环聚集器、半焦一级分离器、半焦输送器、半焦循环聚集器和半焦二级分离器，所述煤粉输送器包括煤粉入口、余热气体入口和气固混合物出口，所述煤粉循环聚集器包括气固混合物入口和热解产物出口，所述半焦一级分离器包括热解产物入口、尾气出口和一级半焦出口，所述半焦输送器包括一级半焦入口、热气体入口和气固混合物出口，所述半焦循环聚集器包括气固混合物入口和热解产物出口，所述半焦二级分离器包括热解产物入口、余热气体出口和二级半焦出口，所述煤粉输送器的气固混合物出口连接所述煤粉循环聚集器的气固混合物入口，所述煤粉聚集器的热解产物出口连接所述半焦一级分离器的热解产物入口，所述半焦一级分离器的一级半焦出口连接所述半焦输送器的一级半焦入口，所述半焦输送器的气固混合物出口连接所述半焦循环聚集器的气固混合物入口，所述半焦循环聚集器的热解产物出口连接所述半焦二级分离器的热解产物入口，所述半焦二级分离器的余热气体出口连接所述煤粉输送器的余热气体入口。所述氧热电石反应器包括高温尾气出口、氧气入口、半焦入口和氧化钙入口。具体地，所述半焦入口能够为半焦喷嘴，所述氧化钙入口能够为氧化钙喷嘴。所述氧热电石反应器的高温尾气出口连接所述石灰石粉-热介质混合器的高温尾气入口，所述氧化钙分离器的氧化钙出口连接所述氧热电石反应器的氧化钙入口，所述氧化钙分离器的热气体出口连接所述半焦输送器的热气体入口，所述半焦二级分离器的二级半焦出口连接所述氧热电石反应器的半焦入口。其中，所述石灰石粉-热介质混合器、煤粉循环聚集器以及所述半焦循环聚集器均可采用流化混合原理。所述氧化钙分离器、所述半焦一级分离器以及所述半焦二级分离器均可采用旋风分离原理。优选地，根据上述的电石生产过程原料预热系统，其中，所述半焦输送器的底部和所述煤粉输送器的底部均设有多孔气体分布器，所述多孔气体分布器为侧壁多孔且顶端封闭的中空管。所述半焦输送器的多孔气体分布器与所述氧化钙分离器的热气体出口相连通，所述半焦输送器的多孔气体分布器孔径小于所述氧化钙分离器中氧化钙颗粒的平均直径，优选为20-90微米。所述煤粉输送器的多孔气体分布器与所述半焦二级分离器的余热气体出口相连通，所述煤粉输送器的多孔气体分布器孔径小于所述半焦二级分离器中半焦颗粒的平均直径，优选为20-90微米。所述多孔气体分布器的材质能够为多孔陶瓷或多孔烧结金属材质。还优选地，根据上述的电石生产过程原料预热系统，其中，所述煤粉循环聚集器的上部、所述半焦循环聚集器的上部和所述石灰石粉-热介质混合器的上部均设有多孔过滤器，所述多孔过滤器是侧壁多孔两端敞开的中空管，多孔的孔径为20-90微米。所述煤粉循环聚集器的多孔过滤器与所述煤粉循环聚集器的热解产物出口相连通；所述半焦循环聚集器的多孔过滤器与所述半焦循环聚集器的热解产物出口相连通；所述石灰石粉-热介质混合器的多孔过滤器与所述石灰石粉-热介质混合器的混合物出口相通。所述多孔过滤器的材质能够为多孔陶瓷或多孔烧结金属材质。还优选地，根据上述的电石生产过程原料预热系统，其中，所述煤粉循环聚集器为多个，多个煤粉循环聚集器依次连接。所述石灰石粉-热介质混合器为多个，多个石灰石粉-热介质混合器依次连接。所述半焦循环聚集器为多个，多个半焦循环聚集器依次连接。再优选地，根据上述的电石生产过程原料预热系统，其中，所述系统还包括石灰石粉制备子系统，所述石灰石粉制备子系统包括石灰石粉碎机、石灰石粉储槽和石灰石粉螺旋输送机，所述石灰石粉碎机包括石灰石入口和石灰石粉出口，所述石灰石粉储槽包括上料口和下料口，所述石灰石粉螺旋输送机包括入料口和出料口，所述石灰石粉碎机的石灰石粉出口连接所述石灰石粉储槽的上料口，所述石灰石粉储槽的下料口连接所述石灰石粉螺旋输送机的入料口，所述石灰石粉螺旋输送机的出料口连接所述石灰石粉-热介质混合器的石灰石粉入口。所述系统还包括煤粉制备子系统，所述煤粉制备子系统包括煤粉碎机、煤粉储槽和煤粉螺旋输送机，所述煤粉碎机包括煤入口和煤粉出口，所述煤粉储槽包括上料口和下料口，所述煤粉螺旋输送机包括入料口和出料口，所述煤粉碎机的煤粉出口连接所述煤粉储槽的上料口，所述煤粉储槽的下料口连接所述煤粉螺旋输送机的入料口，所述煤粉螺旋输送机的出料口连接所述煤粉输送器的煤粉入口。再优选地，根据上述的电石生产过程原料预热系统，其中，所述系统还包括尾气余热利用子系统，所述尾气余热利用子系统包括连接的余热锅炉和旋风除尘器，所述旋风除尘器包括气体入口，所述余热锅炉包括尾气出口，所述旋风除尘器的气体入口连接所述半焦一级分离器的尾气出口。或再优选地，根据上述的电石生产过程原料预热系统，其中，所述石灰石粉分解子系统包括氧化钙发送器，所述氧化钙分离器的氧化钙出口经所述氧化钙发送器连接所述氧热电石反应器的氧化钙入口。和/或所述煤粉热解加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧热法电石生产过程原料预热系统，其特征在于，所述系统包括石灰石粉分解子系统、煤粉热解子系统和氧热电石反应器，所述石灰石粉分解子系统包括石灰石粉‑热介质混合器和氧化钙分离器，所述石灰石粉‑热介质混合器包括石灰石粉入口、高温尾气入口和混合物出口，所述氧化钙分离器包括混合物入口、氧化钙出口和热气体出口，所述石灰石粉‑热介质混合器的混合物出口连接所述氧化钙分离器的混合物入口；所述煤粉分解子系统包括煤粉输送器、煤粉循环聚集器、半焦一级分离器、半焦输送器、半焦循环聚集器和半焦二级分离器，所述煤粉输送器包括煤粉入口、余热气体入口和气固混合物出口，所述煤粉循环聚集器包括气固混合物入口和热解产物出口，所述半焦一级分离器包括热解产物入口、尾气出口和一级半焦出口，所述半焦输送器包括一级半焦入口、热气体入口和气固混合物出口，所述半焦循环聚集器包括气固混合物入口和热解产物出口，所述半焦二级分离器包括热解产物入口、余热气体出口和二级半焦出口，所述煤粉输送器的气固混合物出口连接所述煤粉循环聚集器的气固混合物入口，所述煤粉聚集器的热解产物出口连接所述半焦一级分离器的热解产物入口，所述半焦一级分离器的一级半焦出口连接所述半焦输送器的一级半焦入口，所述半焦输送器的气固混合物出口连接所述半焦循环聚集器的气固混合物入口，所述半焦循环聚集器的热解产物出口连接所述半焦二级分离器的热解产物入口，所述半焦二级分离器的余热气体出口连接所述煤粉输送器的余热气体入口；所述氧热电石反应器包括高温尾气出口、氧气入口、半焦入口和氧化钙入口；所述氧热电石反应器的高温尾气出口连接所述石灰石粉‑热介质混合器的高温尾气入口，所述氧化钙分离器的氧化钙出口连接所述氧热电石反应器的氧化钙入口，所述氧化钙分离器的热气体出口连接所述半焦输送器的热气体入口，所述半焦二级分离器的二级半焦出口连接所述氧热电石反应器的半焦入口。...

【技术特征摘要】
1.一种氧热法电石生产过程原料预热系统，其特征在于，所述系统包括石灰石粉分解子系统、煤粉热解子系统和氧热电石反应器，所述石灰石粉分解子系统包括石灰石粉-热介质混合器和氧化钙分离器，所述石灰石粉-热介质混合器包括石灰石粉入口、高温尾气入口和混合物出口，所述氧化钙分离器包括混合物入口、氧化钙出口和热气体出口，所述石灰石粉-热介质混合器的混合物出口连接所述氧化钙分离器的混合物入口；所述煤粉分解子系统包括煤粉输送器、煤粉循环聚集器、半焦一级分离器、半焦输送器、半焦循环聚集器和半焦二级分离器，所述煤粉输送器包括煤粉入口、余热气体入口和气固混合物出口，所述煤粉循环聚集器包括气固混合物入口和热解产物出口，所述半焦一级分离器包括热解产物入口、尾气出口和一级半焦出口，所述半焦输送器包括一级半焦入口、热气体入口和气固混合物出口，所述半焦循环聚集器包括气固混合物入口和热解产物出口，所述半焦二级分离器包括热解产物入口、余热气体出口和二级半焦出口，所述煤粉输送器的气固混合物出口连接所述煤粉循环聚集器的气固混合物入口，所述煤粉聚集器的热解产物出口连接所述半焦一级分离器的热解产物入口，所述半焦一级分离器的一级半焦出口连接所述半焦输送器的一级半焦入口，所述半焦输送器的气固混合物出口连接所述半焦循环聚集器的气固混合物入口，所述半焦循环聚集器的热解产物出口连接所述半焦二级分离器的热解产物入口，所述半焦二级分离器的余热气体出口连接所述煤粉输送器的余热气体入口；所述氧热电石反应器包括高温尾气出口、氧气入口、半焦入口和氧化钙入口；所述氧热电石反应器的高温尾气出口连接所述石灰石粉-热介质混合器的高温尾气入口，所述氧化钙分离器的氧化钙出口连接所述氧热电石反应器的氧化钙入口，所述氧化钙分离器的热气体出口连接所述半焦输送器的热气体入口，所述半焦二级分离器的二级半焦出口连接所述氧热电石反应器的半焦入口。2.根据权利要求1所述的电石生产过程原料预热系统，其特征在于，所述半焦输送器的底部和所述煤粉输送器的底部均设有多孔气体分布器，所述多孔气体分布器为侧壁多孔且顶端封闭的中空管，所述半焦输送器的多孔气体分布器与所述氧化钙分离器的热气体出口相连通，所述半焦输送器的多孔气体分布器孔径小于所述氧化钙分离器中氧化钙颗粒的平均直径；所述煤粉输送器的多孔气体分布器与所述半焦二级分离器的余热气体出口相连通，所述煤粉输送器的多孔气体分布器孔径小于所述半焦二级分离器中半焦颗粒的平均直径。3.根据权利要求1或2所述的电石生产过程原料预热系统，其特征在于，所述煤粉循环聚集器的上部、所述半焦循环聚集器的上部和所述石灰石粉-热介质混合器的上部均设有多孔过滤器，所述多孔过滤器是侧壁多孔两端敞开的中空管，多孔的孔径为20-90微米，所述煤粉循环聚集器的多孔过滤器与所述煤粉循环聚集器的热解产物出口相连通；所述半焦循环聚集器的多孔过滤器与所述半焦循环聚集器的热解产物出口相连通；所述石灰石粉-热介质混合器的多孔过滤器与所述石灰石粉-热介质混合器的混合物出口相通。4.根据权利要求3所述的电石生产过程原料预热系统，其特征在于，所述煤粉循环聚集器为多个，多个煤粉循环聚集器依次连接；所述半焦循环聚集器为多个，多个半焦循环聚集器依次连接；所述石灰石粉-热介质混合器为多个，多个石灰石粉-热介质混合器依次连接。5.根据权利要求4所述的电石生产过程原料预热系统，其特征在于，所述系统还包括石灰石粉制备子系统，所述石灰石粉制备子系统包括石灰石粉碎机、石灰...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩志坚，温雨鑫，陈峨，远忠森，喻善均，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