一種處理煤粉和鈣基原料的系統(tǒng)技術(shù)方案

本實用新型專利技術(shù)公開了一種處理煤粉和鈣基原料的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括熱解單元、氣體凈化單元、加氫氣化單元以及電石冶煉單元；熱解單元包括煤粉與鈣基原料混合型球入口、荒煤氣出口和熱解固體球團出口；氣體凈化單元包括荒煤氣入口和凈煤氣出口，荒煤氣入口和所述荒煤氣出口相連；加氫氣化單元包括煤粉噴嘴、凈煤氣噴嘴、焦渣出口以及油氣出口，凈煤氣噴嘴和凈煤氣出口相連；電石冶煉單元包括高溫固體球團入口、電石爐氣出口和電石出口，高溫固體球團入口和熱解固體球團出口相連。本實用新型專利技術(shù)利用煤與生石灰在預(yù)熱爐中共熱解所得熱解氣品質(zhì)高、含氫量高的優(yōu)勢，在生產(chǎn)電石的同時，可作為煤加氫氣化的氫氣來源，降低了氫氣來源的成本，提高系統(tǒng)熱效率。

A system for treating pulverized coal and calcium based feedstocks

The utility model discloses a system for treating pulverized coal and calcium based raw materials. The system includes a pyrolysis unit, gas purification unit, hydro gasification unit and calcium carbide smelting unit; pyrolysis unit including coal and calcium based materials mixed type ball entrance and gas exports and export of solid pellet pyrolysis; gas purification unit includes a gas entrance and a clean gas outlet, a gas entrance and the gas outlet. Hydrogenation; gasification unit including pulverized coal nozzle, net gas nozzle, coke slag outlet and oil and gas exports, net gas nozzle and a clean gas outlet; calcium carbide smelting unit comprises a high temperature solid pellet entrance, furnace gas exports and export of calcium carbide, high temperature solid pellet pyrolysis solid pellet entrance and outlet. The utility model uses coal and lime in the preheating furnace of pyrolysis from pyrolysis of high quality, high hydrogen content in calcium carbide production advantages, at the same time, can be used as hydrogen source of coal hydrogasification, reduce the cost of hydrogen sources, improve the thermal efficiency of the system.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種處理煤粉和鈣基原料的系統(tǒng)
本技術(shù)屬于化工
，尤其涉及一種處理煤粉和鈣基原料的系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
煤加氫氣化是指使原煤粉與含氫反應(yīng)氣體在高溫、高壓條件下(800℃～1000℃，3MPa～8MPa)反應(yīng)生成富含甲烷的氣體以及輕質(zhì)油品的過程。與傳統(tǒng)的煤氣化相比，煤加氫氣化具有工藝簡單、熱效率高、污染小的特點，因而受到廣泛地關(guān)注和應(yīng)用。但是，氫氣的價格昂貴，因此尋找氫氣的可替代氣氛成為許多研究者的關(guān)注點。現(xiàn)有技術(shù)報道，粉狀的中低階煤與粉狀生石灰混合壓球后經(jīng)預(yù)熱爐熱解可得高溫活性球團，直接熱送進電石爐進行電石生產(chǎn)。在該工藝中，原料為粉狀的中低階煤和粉狀生石灰、混合球團在預(yù)熱爐中的熱解屬于無熱載體熱解、高溫球團的輸送屬于高溫密閉輸送，因此可極大的降低電石生產(chǎn)的原料成本、提高熱解氣的品質(zhì)和系統(tǒng)的熱效率、降低生產(chǎn)能耗。值得關(guān)注的是，氧化鈣與煤在預(yù)熱爐內(nèi)共熱解時，氧化鈣作為催化劑可極大的提高熱解氣中的氫氣含量高，達50v％以上，若能將煤與生石灰混合熱解產(chǎn)生的熱解氣作為煤粉加氫氣化的氫氣來源，可極大的降低煤加氫氣化的成本。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是將煤粉與鈣基原料混合型球在預(yù)熱爐內(nèi)熱解產(chǎn)生的油氣產(chǎn)品以及熱解固體在高溫下直接利用，以提高系統(tǒng)的熱利用率。為實現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提出了一種處理煤粉和鈣基原料的系統(tǒng)，包括熱解單元、氣體凈化單元、加氫氣化單元以及電石冶煉單元；其中，所述熱解單元包括煤粉與鈣基原料混合型球入口、荒煤氣出口和熱解固體球團出口，所述熱解單元用于煤粉與鈣基原料混合型球的高溫?zé)峤猓凰鰵怏w凈化單元包括荒煤氣入口和凈煤氣出口，所述荒煤氣入口和所述荒煤氣出口相連，所述氣體凈化單元用于對荒煤氣除塵、并使荒煤氣中的焦油催化裂解；所述加氫氣化單元包括煤粉噴嘴、凈煤氣噴嘴、焦渣出口以及油氣出口，所述凈煤氣噴嘴和所述凈煤氣出口相連，在所述加氫氣化單元，所述凈煤氣作為氫源與煤發(fā)生加氫氣化反應(yīng)；所述電石冶煉單元包括高溫固體球團入口、電石爐氣出口和電石出口，所述高溫固體球團入口和所述熱解固體球團出口相連，所述電石冶煉單元用于對熱解產(chǎn)生的高溫固體球團進行冶煉。進一步地，所述系統(tǒng)還包括煤粉與鈣基原料預(yù)處理單元，所述煤粉與鈣基原料預(yù)處理單元包括煤粉與鈣基原料入口和煤粉與鈣基原料混合型球出口，所述煤粉與鈣基原料混合型球出口和所述煤粉與鈣基原料混合型球入口相連，所述煤粉與鈣基原料預(yù)處理單元用于將煤粉與鈣基原料進行處理得到煤粉與鈣基原料混合型球。進一步地，所述熱解單元使用的裝置為無熱載體蓄熱式預(yù)熱爐。所述無熱載體蓄熱式預(yù)熱爐中設(shè)置有上下兩層蓄熱式輻射管，平行均勻分布在料層的上方和下方，且相鄰的上層輻射管與下層輻射管錯開分布。所述氣體凈化單元使用的裝置為凈化反應(yīng)器。所述加氫氣化單元使用的裝置為氣化爐。所述電石冶煉單元使用的裝置為電石爐。進一步地，所述凈化反應(yīng)器內(nèi)部有設(shè)在最下層的氣體分布器以及從下往上依次排列的過濾層和焦油催化裂解催化劑層。具體地，所述過濾層為陶瓷過濾板，用于除去所述荒煤氣中的灰塵以及蓄熱。所述焦油催化裂解催化劑層為CaO，用于將所述荒煤氣中的焦油充分催化獲取熱解氣以及輕質(zhì)焦油。優(yōu)選地，所述凈煤氣噴嘴個數(shù)為偶數(shù)個，對稱排列在所述煤粉噴嘴的四周。進一步地，所述系統(tǒng)還包括保溫輸送裝置，所述高溫固體球團入口通過所述保溫輸送裝置與所述熱解固體球團出口相連；所述高溫輸送裝置為保溫桶或保溫鏈板。本技術(shù)將煤與鈣基原料混合球團熱解與煤加氫氣化和電石生產(chǎn)工藝相耦合，利用煤與鈣基原料在預(yù)熱爐中共熱解所得熱解氣品質(zhì)高、含氫量高的優(yōu)勢，在生產(chǎn)電石的同時，可作為煤加氫氣化的氫氣來源，降低了氫氣來源的成本，并利用高溫?zé)峤鈿獾娘@熱，提高了系統(tǒng)熱效率。采用本技術(shù)的系統(tǒng)，取得了以下效果：(1)采用無熱載體蓄熱式預(yù)熱爐進行熱解，不僅可以提高熱利用率，還可提高熱解氣體的品質(zhì)；(2)預(yù)熱爐熱解產(chǎn)生的荒煤氣直接輸入氣體凈化單元，利用其部分顯熱將其中攜帶的焦油在催化劑作用下裂解為氣體及輕質(zhì)焦油，提高產(chǎn)品的附加值；并再次在高溫下送入加氫氣化爐，充分利用荒煤氣的顯熱；(3)氣體凈化單元的焦油裂解催化劑床層(CaO床層)在凈化氣體后可直接回用，作為混料球團的原料，避免產(chǎn)生固廢，并再次熱解，將粘附在床層的焦油等再次裂解，避免浪費；(4)熱解產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)高溫凈化后直接作為加氫熱解單元的氫氣來源，不僅降低了氫源的成本，還可減少氫氣的預(yù)熱，降低加氫單元的反應(yīng)能耗；(5)熱解產(chǎn)生的高溫固體球團經(jīng)密閉保溫輸送裝置，直接入電石爐，可充分利用熱解固體的顯熱，進一步降低電石生產(chǎn)的能耗。本技術(shù)的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實踐了解到。附圖說明圖1是本技術(shù)的生產(chǎn)工藝流程圖；圖2是本技術(shù)的生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖和實施例，對本技術(shù)的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本技術(shù)的方案及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本技術(shù)的限制。本技術(shù)提出了一種煤熱解、加氫氣化及電石生產(chǎn)耦合的方法，如圖1，包括以下步驟：第一步：煤粉與鈣基原料混合球團熱解：即將煤粉與鈣基原料混合球團通過皮帶輸送機送入預(yù)熱爐，高溫?zé)峤獾玫矫簾峤猱a(chǎn)物荒煤氣及高溫固體球團；其中，熱解反應(yīng)器為無熱載體蓄熱式預(yù)熱爐；熱解溫度為800-1000℃，熱解時間為15-30min；所述煤粉與鈣基原料混合型球的制備方法如下：首先將中低階煤與鈣基原料進行破碎篩分，將中低階煤破碎至<1mm；鈣基原料破碎至<3mm；然后將煤粉、鈣基原料及粘結(jié)劑混合，并壓制成型；粘結(jié)劑的加入量為混合物料1.0wt％-10.0wt％；鈣基原料與煤粉的加入質(zhì)量比為0.8-1.2:1；第二步：荒煤氣凈化：熱解產(chǎn)生的荒煤氣進入氣體凈化單元，經(jīng)過固體床層過濾、焦油催化裂解得到凈煤氣；所述焦油催化裂解催化劑床層為CaO；焦油催化裂解的溫度為700-900℃；第三步：煤加氫氣化：以凈化單元送來的凈煤氣作為氫源，與煤粉發(fā)生加氫氣化反應(yīng)，得到富甲烷氣和輕質(zhì)焦油。加氫氣化的反應(yīng)器為氣化爐；氣化溫度為800-1000℃；氣化時間小于2s；第四步：電石生產(chǎn)：預(yù)熱爐熱解產(chǎn)生的高溫固體球團經(jīng)保溫密閉輸送裝置送入電石爐，在電石爐內(nèi)加熱到1800-2200℃，冶煉制得液態(tài)電石及電石爐氣。本技術(shù)提出了一種煤熱解、加氫氣化及電石生產(chǎn)耦合的系統(tǒng)，如圖2：本技術(shù)所描述的電石生產(chǎn)系統(tǒng)由預(yù)熱爐熱解單元1、荒煤氣凈化單元2、煤加氫氣化單元3以及電石冶煉單元4組成。預(yù)熱爐熱解單元的裝置可以是無熱載體蓄熱式預(yù)熱爐，包括煤粉與鈣基原料混合型球入口11、荒煤氣出口12和熱解固體球團出口13；所述煤粉與鈣基原料混合型球入口與型球輸送皮帶相連；氣體凈化單元2的裝置可以是凈化反應(yīng)器，設(shè)有荒煤氣入口21和凈煤氣出口25；所述荒煤氣入口21與預(yù)熱爐熱解單元1的荒煤氣出口12相連。所述凈化反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有氣體分布器22、以及從下往上依次排列的過濾層23和焦油催化裂解催化劑層24；所述過濾層為陶瓷過濾板，目的是除去荒煤氣中的灰塵并起到蓄熱的作用；所述焦油催化裂解催化劑層的目的是將荒煤氣中的焦油充分催化獲取熱解氣以及輕質(zhì)焦油；本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種處理煤粉和鈣基原料的系統(tǒng)，包括熱解單元、氣體凈化單元、加氫氣化單元以及電石冶煉單元；其中，所述熱解單元包括煤粉與鈣基原料混合型球入口、荒煤氣出口和熱解固體球團出口，所述熱解單元用于煤粉與鈣基原料混合型球的高溫?zé)峤猓凰鰵怏w凈化單元包括荒煤氣入口和凈煤氣出口，所述荒煤氣入口和所述荒煤氣出口相連，所述氣體凈化單元用于對荒煤氣進行處理得到凈煤氣；所述加氫氣化單元包括煤粉噴嘴、凈煤氣噴嘴、焦渣出口以及油氣出口，所述凈煤氣噴嘴和所述凈煤氣出口相連，在所述加氫氣化單元，所述凈煤氣作為氫源與煤發(fā)生加氫氣化反應(yīng)；所述電石冶煉單元包括高溫固體球團入口、電石爐氣出口和電石出口，所述高溫固體球團入口和所述熱解固體球團出口相連，所述電石冶煉單元用于對熱解產(chǎn)生的高溫固體球團進行冶煉。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種處理煤粉和鈣基原料的系統(tǒng)，包括熱解單元、氣體凈化單元、加氫氣化單元以及電石冶煉單元；其中，所述熱解單元包括煤粉與鈣基原料混合型球入口、荒煤氣出口和熱解固體球團出口，所述熱解單元用于煤粉與鈣基原料混合型球的高溫?zé)峤猓凰鰵怏w凈化單元包括荒煤氣入口和凈煤氣出口，所述荒煤氣入口和所述荒煤氣出口相連，所述氣體凈化單元用于對荒煤氣進行處理得到凈煤氣；所述加氫氣化單元包括煤粉噴嘴、凈煤氣噴嘴、焦渣出口以及油氣出口，所述凈煤氣噴嘴和所述凈煤氣出口相連，在所述加氫氣化單元，所述凈煤氣作為氫源與煤發(fā)生加氫氣化反應(yīng)；所述電石冶煉單元包括高溫固體球團入口、電石爐氣出口和電石出口，所述高溫固體球團入口和所述熱解固體球團出口相連，所述電石冶煉單元用于對熱解產(chǎn)生的高溫固體球團進行冶煉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括煤粉與鈣基原料預(yù)處理單元，所述煤粉與鈣基原料預(yù)處理單元包括煤粉與鈣基原料入口和煤粉與鈣基原料混合型球出口，所述煤粉與鈣基原料混合型球出口和所述煤粉與鈣基原料混合型球入口相連，所述煤粉與鈣基...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉維娜，丁力，郭啟海，趙小楠，吳道洪，
申請(專利權(quán))人：神霧環(huán)保技術(shù)股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京,11