一种电石液成型耦合制备高还原势气体的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种电石液成型耦合制备高还原势气体的系统及方法，所述系统包括：气体混合预热装置，用于对混合后的原料气体进行预热，同时通过压缩喷吹和吹扫气方式将预热后的还原势气体送至电石液冷却及重整装置；电石液冷却及重整装置，用于对熔融电石液进行冷却，同时将预热混合气体并重整制备高还原势气体；电石颗粒收集装置，用于收集冷却重整后的电石颗粒；还原气收集装置，用于收集高还原势气体；状态监测调控装置，用于采集并监测气体混合预热装置、电石液冷却及重整装置、电石颗粒收集装置及还原气收集装置内的状态数据，本发明专利技术既利用了电石显热，又增加电石产品的附加值，降低企业生产成本。低企业生产成本。低企业生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种电石液成型耦合制备高还原势气体的系统及方法


[0001]本专利技术涉及余热利用
，尤其涉及一种电石液成型耦合制备高还原势气体的系统及方法。

技术介绍

[0002]电石生产工艺有电热法、旋转电弧炉法、氧热法、电热
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氧热耦合法、等离子体法、催化法等，但传统的电热还原法仍然是当前最为成熟的电石生产方法。其过程为生石灰(CaO)和焦炭/半焦(C)在埋弧式电石炉内，在1800℃～2200℃的高温下反应制得，同时生成副产品一氧化碳。冶炼完成的电石产品每隔一小时左右从炉口排出，熔融电石流入牵引小车上的电石锅内，并通过卷扬机、桥式起重机等运输设备将电石锅运输放置在“热锅预冷区”进行冷却降温，冷却两小时后，将电石砣从锅内吊出放置在冷却区继续冷却。而目前传统的高温电石冷却方式有自然冷却和风冷等方式，上述方式将电石的温度由2000℃冷却到80℃，占总能耗约30％的显热直接散失，造成严重的热能浪费；同时这部分热能散发到车间，污染了生产环境、提高了工作环境温度，给生产工人的身体造成了巨大的伤害。
[0003]目前，国内关于电石热回收的资料基本处于空白，相关文献很少，在2014年之后集中出现了一系列专利。中国专利CN105066715B提供了一种电石冷却过程余热回收用的集热装置，采用隧道窑热回收技术路线的方案需要增设隧道窑，在电石锅置于隧道窑时换取热量。中国专利CN109084588B提供了一种用于电石显热发电的出炉系统，包括输送轨道、出炉车组、移动平台、机械手、牵引轨道、牵引车、卷扬机和隧道窑，可实现电石锅的连续运输置于隧道窑卸料和移出，降低电石输送过程的热量损耗。以上的设备都存在一个突出的问题，高温熔融电石暴露在空气中进行冷却，空气中的N2和O2与热态电石反应生成氰氨基化钙和氧化钙，降低了电石产品的质量。专利CN106276905B公开了一种熔融电石粒化方法，粒化过程所用冷却气体是氖或氩等惰性气体，一方面回收了热量，另一方面粒化后的电石无需再粉碎。然而，该方法使用氖或氩作为热交换的气体，用气成本较高，不利于降低企业生产成本。专利CN104792184A提供了一种在熔融态电石余热回收系统及方法，采用N2或CO2对处于电石成型链和冷却链的热态电石进行冷却，之后使用高温气体加热蒸汽进行发电，然而该方法中的电石以大块固体方式进行冷却，难以保证其冷却速率，并且高温气体热能
→
热态蒸汽
→
电能的过程中能量损失较大，并且水的存在使得系统运行存在一定风险。
[0004]随着近年来电石生产的工艺装备水平、自动化程度和安全环保水平的提高、能耗的下降以及新的清洁工艺开发，电石产能迅速增长，随之带来的巨大显热能源损失的问题日益凸显。开发在熔融状电石排放过程中，既能高效回收余热，又能安全清洁低能耗制取高附加值产品的技术和装备，将成为电石行业完成节能降耗和安全环保任务、实现可持续发展的必然选择。同时，我国富煤缺油少气的资源特征限制着许多行业的发展，若能将电石行业的余热回收与还原气制备技术有机融合，对缓解受还原气资源限制的工业企业发展和推进我国双碳目标的实现具有积极作用。因此，现在亟需一种安全平稳、运行成本低、冷却效率良好、结构紧凑、操作简便的电石液成型耦合制备高还原势气体的系统及方法。
[0005]因此，有必要研究一种电石液成型耦合制备高还原势气体的系统及方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种电石液成型耦合制备高还原势气体的系统及方法，既利用了电石显热，又增加电石产品的附加值，降低企业生产成本。
[0007]一方面，本专利技术提供一种电石液成型耦合制备高还原势气体的系统，所述系统包括：
[0008]气体混合预热装置，用于对混合气体进行预热，同时通过压缩喷吹和吹扫气方式将预热后的混合气体送至电石液冷却及重整装置；
[0009]电石液冷却及重整装置，用于对熔融电石液进行冷却和重整，同时将预热后的混合气体制备为高还原势气体；
[0010]电石颗粒收集装置，用于收集冷却重整后的电石颗粒；
[0011]还原气收集装置，用于收集高还原势气体；
[0012]状态监测调控装置，用于采集并监测气体混合预热装置、电石液冷却及重整装置、电石颗粒收集装置及还原气收集装置内的状态数据；
[0013]所述气体混合预热装置与电石液冷却及重整装置相接，电石颗粒收集装置设置于电石液冷却及重整装置下方并延伸至电石液冷却及重整装置内部，电石液冷却及重整装置的出气口与还原气收集装置连接，状态监测调控装置同时连接气体混合预热装置、电石液冷却及重整装置、电石颗粒收集装置及还原气收集装置。
[0014]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述气体混合预热装置包括混气预热区、压缩喷吹单元和吹扫气单元，所述混气预热区同时通过压缩喷吹单元和吹扫气单元连通电石液冷却及重整装置，其中；
[0015]压缩喷吹单元连通在电石液冷却及重整装置内的电石液入口处，用于对熔融电石液进行喷吹，获得高温电石颗粒；
[0016]吹扫气单元连通在电石液冷却及重整装置底部，用于在电石颗粒与冷却回转窑壁面形成气膜，防止电石颗粒与壁面粘结。
[0017]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述气体混合预热装置还包括多条输气通道和第一传感器，多条输气通道均通过混气预热区同时连接压缩喷吹单元和吹扫气单元，每条输气通道与混气预热区之间均设有流量计，所述第一传感器设置在混气预热区内，所述第一传感器和流量计均连接状态监测调控装置。
[0018]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电石液冷却及重整装置包括电石液中间包、电石液入口、冷却回转窑、传动底座和大齿圈，所述传动底座通过大齿圈可转动冷却回转窑，所述电石液中间包通过电石液入口同时连接冷却回转窑和压缩喷吹单元，所述传动底座与状态监测调控装置连接。
[0019]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述冷却回转窑内部设置有导料螺纹，所述冷却回转窑包括回转窑入口端和回转窑出口端，所述回转窑入口端同时连接电石液入口、压缩喷吹单元和吹扫气单元，回转窑出口端同时连接还原气体收集装置和电石颗粒收集装置。
[0020]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电石液冷却及重整装置还包括红外热像仪，所述红外热像仪设置在回转窑出口端处。
[0021]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述还原气体收集装置包括除尘器、第二传感器、储存通道和应用通道，所述除尘器一端连通回转窑出口端，另一端同时连通储存通道和应用通道，所述储存通道和应用通道与除尘器连接的中间均设置有第二传感器，所述第二传感器连接状态监测调控装置。
[0022]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种电石液成型耦合制备高还原势气体的方法，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电石液成型耦合制备高还原势气体的系统，其特征在于，所述系统包括：气体混合预热装置，用于对还原势气体进行预热，同时通过压缩喷吹和吹扫气方式将预热后的混合气体送至电石液冷却及重整装置；电石液冷却及重整装置，用于对熔融电石液进行粒化冷却，同时预热混合气体并重整制备为高还原势气体；电石颗粒收集装置，用于筛分收集冷却后的电石颗粒；还原气收集装置，用于收集高还原势气体；状态监测调控装置，用于采集并监测气体混合预热装置、电石液冷却及重整装置、电石颗粒收集装置及还原气收集装置内的状态数据；所述气体混合预热装置与电石液冷却及重整装置相接，电石颗粒收集装置设置于电石液冷却及重整装置下方并延伸至电石液冷却及重整装置内部，电石液冷却及重整装置的出气口与还原气收集装置连接，状态监测调控装置同时连接气体混合预热装置、电石液冷却及重整装置、电石颗粒收集装置及还原气收集装置。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气体混合预热装置包括混气预热区、压缩喷吹单元和吹扫气单元，所述混气预热区同时通过压缩喷吹单元和吹扫气单元连通电石液冷却及重整装置，其中；压缩喷吹单元连通在电石液冷却及重整装置内的电石液入口处，用于对熔融电石液进行喷吹，获得高温电石颗粒；吹扫气单元连通在电石液冷却及重整装置底部，用于在电石颗粒与冷却回转窑壁面形成气膜，防止电石颗粒与壁面粘结。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述气体混合预热装置还包括多条输气通道和第一传感器，多条输气通道均通过混气预热区同时连接压缩喷吹单元和吹扫气单元，每条输气通道与混气预热区之间均设有流量计，所述第一传感器设置在混气预热区内，所述第一传感器和流量计均连接状态监测调控装置。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电石液冷却及重整装置包括电石液中间包、电石液入口、冷却回转窑、传动底座和大齿圈，所述传动底座通过大齿圈可转动冷却回转窑，所述电石液中间包通过电石液入口同时连接冷却回转窑和压缩喷吹单元，所述传动底座与状态监测调控装置连接。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述冷却回转窑内部设置有导料螺纹，所述冷却回转窑包括回转窑入口端和回转窑出口端，所述回转窑入口端同...

【专利技术属性】
技术研发人员：左海滨，庞焯刚，王静松，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：