加压移动床氧热法电石煤气一体化生产设备制造技术

本发明专利技术涉及一种加压移动床氧热法电石煤气一体化生产设备，包括电石气化炉，电石气化炉炉体炉体腰部以上为第一炉体，腰部以下为第二炉体，第一炉体顶部为锥台体结构，锥台体结构中部纵向设置截面为双曲线型的布料筒，布料筒与所述锥台体结构内壁之间的空腔形成环形集气室，集气室底部与第一炉体的炉腔相连通，集气室顶部设置有用于向炉体外部输出电石炉煤气的集气室出口；若干个氧气喷嘴环绕布置于炉体腰部，第二炉体内部为用于容置液态电石的炉缸，第二炉体中部设置电石出口，第二炉体底部设置重质电石出口。本发明专利技术可实现电石生产的全密闭安全操作、降低原材料和动力消耗、降低碳排放改善环境的目的。

【技术实现步骤摘要】
加压移动床氧热法电石煤气一体化生产设备
本专利技术涉及电石生产
，具体而言，是一种加压移动床电石煤气一体化生产设备。
技术介绍
电石的主要成分是碳化钙（CaC2），其后续工艺很多，被称为“有机合成之母”。电石乙炔化工是煤化工最重要的一个分支，主要下游产品有聚氯乙烯、聚乙烯、BDO、醋酸乙烯等。根据中国氯碱工业协会的统计资料，2019年我国电石产品产量为2795万吨。聚氯乙烯产量为2011万吨，其中电石乙炔法占比为81.3%，消费电石约2150万吨,占电石总消费量的83%。工业上采用电弧法生产电石已经有至少120年的历史。近年来，虽然有多所大学、科研机构和工业企业探索采用氧热法生产电石的工艺技术，但迄今为止都没有取得真正突破，电弧法仍然是目前唯一的工业化电石生产路线。电弧法电石生产炉型的缺点是明显的。首先，工艺能耗水平高，能源利用效率非常低。一般来讲，目前比较先进的密闭电石炉工艺电耗约为3150kwh，热能利用率约为20%。其次，本质安全性能较低。目前广泛使用的密闭电石炉实际上并不完全密闭，常压操作经常发生炉气外漏或是空气吸入、电极冷却水泄漏、物料表面结盖、电极软硬断等异常工况，处理过程中稍有不慎就可引起爆炸、喷炉、中毒、烧伤事故，且一般是大面积事故。第三，产品质量不宜控制。电弧法电石生产由于采用三点加热炉温不均，电石产品中一般未反应氧化钙在12%以上，导致电石产品CaC2含量只能达到80%左右，不仅阻碍了电石产品质量提升，也导致氧化钙原料的浪费。第四，生产作业环境差。由于电石炉不密封，大量的粉尘外泄，和电石炉煤气泄漏导致作业环境污染严重。因此，研究开发一种全新的、革命性的电石冶炼炉成为广大科研工作者和工程技术人员的共同愿望。上世纪50年代后期，美国、德国、荷兰、朝鲜等国家先后做过氧热法制电石的试验研究和中试。如前联邦德国的巴登苯胺纯碱公司（现在的巴斯夫公司）在1950～1958年间开发了以焦炭为燃料的氧热法电石工艺并进行了中试，此后，美国、荷兰和朝鲜等国家也进行了氧热法电石生产技术的中试，取得了一定进展，但都没有实现正真的产业化。近年来，随着石油价格的攀升及高温煤气化技术（氧热、熔融态排渣）的发展，氧热法电石生产技术重新得到了国内外的关注。目前国内外试验研究的结果尽管都认为节能效果显著，但是，由于炉型设计和工程化过程存在的问题非常严重，至今都没有得到工业推广应用。主要问题表现在，第一，装置能量利用不合理，原料消耗（主要是碳材）过大。第二，电石产品质量达不到工业品等级要求。第三，试验装置安全性差，个别国内外试验装置试车过程发生了严重的事故。第四，电石炉尾气产品未能很好利用。因此，这些试验研究成果仅取得阶段性结论，从产品质量、综合成本和系统安全性角度评价，试验结果还不能应用于工业生产，这也是国内外氧热法电石生产技术研究60余年仍得不到规模应用的原因。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种加压移动床氧热法电石煤气一体化生产设备，至少达到电石生产的全密闭安全操作、降低原材料和动力消耗、降低碳排放改善环境的目的。为解决以上技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种加压移动床氧热法电石煤气一体化生产设备，包括电石气化炉，所述电石气化炉包括炉体，炉体为具有内腔体的立式压力容器，炉体腰部以上为第一炉体，腰部以下为第二炉体；所述第一炉体顶部为锥台体结构，锥台体结构中部纵向设置截面为双曲线型的布料筒，布料筒顶部开口为进料端，布料筒底部与第一炉体的炉腔相通；布料筒与所述锥台体结构内壁之间的空腔形成环形集气室，集气室底部与第一炉体的炉腔相连通，集气室顶部设置有用于向炉体外部输出电石炉煤气的集气室出口；若干个氧气喷嘴环绕布置于炉体腰部，第二炉体内部为用于容置液态电石的炉缸，第二炉体中部设置电石出口，第二炉体底部设置重质电石出口。进一步地，所述第一炉体的炉壁外侧设置有水冷夹套。进一步地，所述锥台体结构的腰部向外侧凸出、两端向内收缩，集气室内设置有倾斜折流隔板。进一步地，所述氧气喷嘴的喷射端外围设置有双程水冷通道。进一步地，所述的氧气喷嘴呈四角切圆形态布置于炉体腰部。进一步地，所述的电石出口和重质电石出口均采用装配式结构，包括中心套管结构、中间结构和外层结构；所述中心套管结构采用氧化锆耐火材料制成且中部开设有出料通道，中心套管结构前段设置于第二炉体内壁处，中心套管结构中后段贯穿中间结构和外层结构；所述中间结构采用水冷壁，中间结构设置于中心套管前段与外层结构之间；外层结构采用隔热材料制成，外层设置于第二炉体外壁上。进一步地，电石气化炉顶部进料端连接料仓，集气室出口端连接旋风除尘装置，旋风除尘装置连接洗涤热回收装置。进一步地，料仓与电石气化炉之间设置有通过液压程控装置控制的双进口定量料锁。进一步地，还包括用于向料仓输入反应原料的斗提机。进一步地，布料筒与炉体容积比0.1-0.25；集气室与炉体容积比0.10-0.35。本专利技术中，电石气化炉炉内过程主要包括物料的进料、干燥、热解、反应、熔融、出料等工序，是实现集成氧热法电石煤气联合生产技术中的主体设备。电石气化炉采用特殊炉型设计，使得传质更顺畅、传热更合理，布料筒和集气室设计保证了布料均匀、出炉煤气含尘量大幅度下降。加压设计使得出料更为顺畅、操作更为安全、作业场所环境大幅改善。炉底排杂结构设计大幅降低电石产品杂质含量，保证了电石品质。冷壁设计和能量梯级回收系统使得系统能效更高。氧气烧嘴冷却和进气方式设计使得烧嘴使用寿命更长、炉内温度场更均匀、炉内等温线分布更合理。组合式出料口设计延长了使用寿命。本专利技术的结构和工作原理完全不同于现有的密闭电石炉，采用本专利技术提供的设备可降低电石生产成本，改善装置的本质安全性和作业环境，提高系统热能利用效率，降低系统碳排放，有效保证电石产品品质。与传统“电弧法电石+煤气化”工艺相比，该设备与化工合成系统耦合总体能量利用率达到55%以上和物料消耗下降20%，系统碳排放降低30%，固废排放降低70%，废水排放降低60%以上。附图说明此处的附图用来提供对本专利技术的进一步说明，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用来解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术提供的电石气化炉的结构示意图。图2为氧气喷嘴的结构示意图。图3为氧气喷嘴在炉体上的布置示意图。图4为电石出口的的结构示意图。图5为重质电石出口的结构示意图。图6为本专利技术提供的加压移动床氧热法电石煤气一体化生产设备的立面布置示意图。图中，1-第一炉体，2-第二炉体，3-布料筒，4-集气室，5-集气室出口，6-氧气喷嘴，7-炉缸，8-电石出口，9-重质电石出口，10-水冷夹套，11-倾斜折流隔板，12-料仓，13-旋风除尘装置，14-洗涤热回收装置，15-中心套管结构，16-中间结构，17-外层结构，18-定量料锁，19-双程水冷通道，20-视镜结构，21-中间结构水冷管，22-电石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加压移动床氧热法电石煤气一体化生产设备，其特征在于：包括电石气化炉，所述电石气化炉包括炉体，炉体为具有内腔体的立式压力容器，炉体腰部以上为第一炉体，腰部以下为第二炉体；/n所述第一炉体顶部为锥台体结构，锥台体结构中部纵向设置截面为双曲线型的布料筒，布料筒顶部开口为进料端，布料筒底部与第一炉体的炉腔相通；布料筒与所述锥台体结构内壁之间的空腔形成环形集气室，集气室底部与第一炉体的炉腔相连通，集气室顶部设置有用于向炉体外部输出电石炉煤气的集气室出口；/n若干个氧气喷嘴环绕布置于炉体腰部，第二炉体内部为用于容置液态电石的炉缸，第二炉体中部设置电石出口，第二炉体底部设置重质电石出口。/n

【技术特征摘要】
1.一种加压移动床氧热法电石煤气一体化生产设备，其特征在于：包括电石气化炉，所述电石气化炉包括炉体，炉体为具有内腔体的立式压力容器，炉体腰部以上为第一炉体，腰部以下为第二炉体；
所述第一炉体顶部为锥台体结构，锥台体结构中部纵向设置截面为双曲线型的布料筒，布料筒顶部开口为进料端，布料筒底部与第一炉体的炉腔相通；布料筒与所述锥台体结构内壁之间的空腔形成环形集气室，集气室底部与第一炉体的炉腔相连通，集气室顶部设置有用于向炉体外部输出电石炉煤气的集气室出口；
若干个氧气喷嘴环绕布置于炉体腰部，第二炉体内部为用于容置液态电石的炉缸，第二炉体中部设置电石出口，第二炉体底部设置重质电石出口。


2.根据权利要求1所述的电石气化炉，其特征在于：所述第一炉体的炉壁外侧设置有水冷夹套。


3.根据权利要求1或2所述的加压移动床氧热法电石煤气一体化生产设备，其特征在于：所述锥台体结构的腰部向外侧凸出、两端向内收缩，集气室内设置有倾斜折流隔板。


4.根据权利要求3所述的加压移动床氧热法电石煤气一体化生产设备，其特征在于：所述氧气喷嘴的喷射端外围设置有双程水冷通道。


5.根据权利要求4所述的加压移动床氧热法电石煤气一体化生产设备，其特征在于：所述的氧气喷嘴呈四...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔小迷，荆宏健，白明光，陆欢庆，程科峰，任大伟，
申请(专利权)人：山西诺凯化工技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14