專利名稱:一種電石的制備系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電石的制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：原料預處理單元、加水陳化單元、成型單元、干燥單元、熱解單元以及電石冶煉單元；其中，原料預處理單元，包括依次連接的破碎裝置、中間儲倉、螺旋輸送裝置；加水陳化單元，包括噴水裝置、攪拌裝置和陳化池，并設有中低階粉煤入口以及混合物料出口；成型單元，與所述陳化池的混合物料出口相連；干燥單元，為密閉輸送裝置，其入口與所述成型單元的出口相連，其出口與所述熱解單元的入口相連；熱解單元，為預熱爐，包括型煤入口、煙氣出口、油氣出口以及高溫型球半焦出口；電石冶煉單元，為電石爐，包括高溫型球半焦入口、塊狀生石灰入口、電石爐氣出口和電石出口。
【專利說明】
一種電石的制備系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及化工技術領域，尤其涉及一種電石的制備系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]離子液體作為一種新興的天然纖維素的綠色溶劑，因為其溶解能力強、不揮發(fā)、化學穩(wěn)定性好而備受關注。目前，以離子液體為溶劑制備再生纖維素功能膜的工藝已有專利報道，且已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。在該工藝中，纖維素在離子液體中溶解、制成纖維素膜后要經(jīng)過多次水洗以去除其中的離子液體，因此會產(chǎn)生大量的離子液體水溶液。尤其是在第二次以后的水洗過程中，產(chǎn)生的離子液體水溶液濃度較低，要通過減壓蒸餾的方式除水回收離子液體將耗費大量的電能，提高生產(chǎn)成本。因此，目前該部分離子液體廢水溶液基本上被直接排放，不僅對環(huán)境造成影響，且由于離子液體價格昂貴，存在巨大的浪費。
[0003]與此同時，隨著采煤工業(yè)現(xiàn)代化程度的發(fā)展，原煤中粉煤的比例高達70%_80%，但是目前煤炭的利用行業(yè)對煤的大小、形狀等均具有一定的要求，尤其是電石行業(yè)，只能以塊狀的蘭炭為原料，從而導致塊煤資源供應緊張，粉煤大量積壓。而中低階煤是指煤化程度較低的煤，其中的揮發(fā)份含量在10-40%，可分為長焰煤、氣煤、肥煤、焦煤、貧煤、瘦煤等。型煤技術可以高效利用粉煤，制備適合電石冶煉的碳基原料。目前型煤推廣過程中遇到的最大困難在于粘結劑的有效選擇，因此探索有效的粘結劑是解決電石生產(chǎn)原料，降低電石生產(chǎn)成本的關鍵。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型期望提供一種電石的制備系統(tǒng)，能降低粉煤成型成本，進而節(jié)約電石生產(chǎn)成本。
[0005]本實用新型實施例的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]本實用新型實施例提供一種電石的制備系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:原料預處理單元、加水陳化單元、成型單元、干燥單元、熱解單元以及電石冶煉單元;其中，
[0007]原料預處理單元，包括依次連接的破碎裝置、中間儲倉、螺旋輸送裝置，螺旋輸送裝置的出口與所述加水陳化單元的入口相連;用于將中低階煤進行破碎篩分后得到中低階粉煤；
[0008]加水陳化單元，包括噴水裝置、攪拌裝置和陳化池，并設有中低階粉煤入口以及混合物料出口 ；用于將所述中低階粉煤與離子液體廢水溶液混合陳化；
[0009]成型單元，與所述陳化池的混合物料出口相連；用于將經(jīng)過混合陳化后的產(chǎn)物制成預設形狀的煤團；
[0010]干燥單元，為密閉輸送裝置，其入口與所述成型單元的出口相連，其出口與所述熱解單元的入口相連；
[0011 ] 熱解單元，為預熱爐，包括型煤入口、煙氣出口、油氣出口以及高溫型球半焦出口 ；用于對進入的型煤進行熱解，得到油氣產(chǎn)品及高溫型球半焦；電石冶煉單元，為電石爐，包括高溫型球半焦入口、塊狀生石灰入口、電石爐氣出口和電石出口 ；用于將所述高溫型球半焦與生石灰混合，冶煉制得液體電石及電石爐氣。
[0012]上述方案中，所述系統(tǒng)還包括:
[0013]高溫輸送單元，該高溫輸送單元的入口與所述熱解單元的高溫型球半焦出口相連;該高溫輸送單元的出口與電石爐的高溫型球半焦入口連通。
[0014]上述方案中，所述煙氣出口與所述干燥單元相連通，使所述得預熱爐的加熱裝置燃燒所放出的煙氣作為所述干燥單元中的干燥介質，干燥溫度為150-200°C。
[0015]上述方案中，所述中低階粉煤的粒徑〈I毫米。
[0016]上述方案中，所述離子液體廢水溶液的離子液體類型為咪唑類離子液體。
[0017]上述方案中，所述預熱爐的熱解溫度為550_800°C。
【附圖說明】

[0018]圖1為本實用新型實施例提供的電石的制備方法的工藝流程示意圖；
[0019]圖2為本實用新型實施例提供的電石的制備系統(tǒng)的組成結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例和技術方案，下面將結合附圖及實施例對本實用新型的技術方案進行更詳細的說明，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部實施例?；诒緦嵱眯滦偷膶嵤├?，本領域普通技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0021]圖1為本實用新型實施例提供的電石的制備方法的工藝流程示意圖，如圖1所示，該方法包括:
[0022]第一步:原料預處理，即通過破碎裝置將中低階煤破碎至〈1mm;第二步:混合陳化:向煤粉中加入離子液體廢水溶液，加水量為煤粉質量的10%-50% ;其中，在本實用新型中所指離子液體類型主要為對生物質具有較強相容性的咪唑類離子液體，即:陽離子為N-甲基咪唑陽離子，陰離子為醋酸根離子、氯離子、磷酸三甲酯等酸根離子;離子液體廢水溶液中離子液體的含量為5%~30%；陳化時間為30-75分鐘；
[0023]第三步:成型，本實施例所用的成型裝置為普通的壓球裝置，壓力為1MPa;但本實用新型并不限制成型裝置的壓力和壓型形狀，可根據(jù)生產(chǎn)需要選擇合適的成型裝置；
[0024]第四步:干燥，本實施例中型球的干燥溫度為150_200°C，主要去除型球中游離的水，但該溫度未達到原煤揮發(fā)分提出的溫度;干燥用的介質可以采用后續(xù)預熱爐加熱裝置所放出的煙氣；
[0025]第五步:熱解，將干燥后的型球送入預熱爐進行熱解，得到高附加值的油氣產(chǎn)品及高溫型球半焦;其中，熱解溫度為550_800°C ；
[0026]第六步:高溫輸送，即熱解后所得的高溫型球半焦直接經(jīng)密封保溫罐或密封保溫鏈板輸送到電石冶煉單元，與生石灰混合，充分利用了煤熱解剩余固體產(chǎn)物的顯熱，降低了電石生產(chǎn)的電耗；
[0027]第七步:電石冶煉，高溫型球半焦及加入的塊狀生石灰在電石爐內(nèi)加熱到1900-2200°C，冶煉制得液體電石及電石爐氣。
[0028]由上述過程可知，在執(zhí)行完第四步之后，便可以獲得預設形狀的型煤，即本實用新型實施例實質還提供了一種型煤的制備方法，即:
[0029]將中低階煤進行破碎篩分后得到中低階粉煤；
[0030]將所述中低階粉煤加入陳化裝置中，與離子液體廢水溶液混合陳化；
[0031]將經(jīng)過混合陳化后的產(chǎn)物送入成型裝置，制成預設形狀的煤團；
[0032]將所述煤團進行干燥后，得到預設形狀的型煤。
[0033]上述型煤的制備方法中，所述中低階粉煤的粉末直徑〈I毫米。
[0034]上述型煤的制備方法中，所述離子液體廢水溶液的離子液體類型為咪唑類離子液體。
[0035]上述型煤的制備方法中，所述離子液體廢水溶液中離子液體的含量為5%_30%;
[0036]所述將所述中低階粉煤加入陳化裝置中與離子液體廢水溶液混合陳化包括:
[0037]所述離子液體廢水溶液按照所述中低階粉煤質量的10%_50%與所述中低階粉煤混合，陳化時間為30-75分鐘。
[0038]在上述方案中，向粉煤中加入離子液體廢水溶液，實質是加入水和離子液體，而水和離子液體的作用主要包括:
[0039]①水分對煤粉與石灰粉的成型過程起到較好的潤滑作用，提高粘結劑在物料中的分散性能；
[0040]②離子液體的熱穩(wěn)定性高，在脫水的過程中，能與原煤中的-OH，-COOH等形成氫鍵，起很好的交聯(lián)作用；
[0041]③離子液體是很好的潤滑劑，有利于煤粉與石灰粉的充分接觸，增強粘結作用；
[0042]④離子液體的粘度較大，可將煤粉與石灰粉粘結在一起，增強型球的抗摔、抗壓等機械強度。
[0043]除此以外，本方案采用離子液體廢水溶液作為型煤的粘合劑是對工業(yè)廢水的再利用，既可節(jié)約型煤以及電石的生產(chǎn)成本，還可以減少對環(huán)境的污染。再者，上述電石的制備方法中，先將型煤送入預熱爐進行熱解，還可以得到高附加值的油氣產(chǎn)品，并且預熱爐加熱產(chǎn)生的煙氣還可用來作為干燥成型煤團的干燥劑，不但提供了整個工藝的產(chǎn)品產(chǎn)值，也進一步節(jié)約了能源和成本。
[0044]圖2是本實用新型實施例提供的電石的制備系統(tǒng)的組成結構示意圖，如圖2所示，該系統(tǒng)包括:原料預處理單元1、加水陳化單元2、成型單元3、干燥單元4、熱解單元5、高溫輸送單元6以及電石冶煉單元7;其中，
[0045]原料預處理單元I包括中低階煤破碎裝置11、中低階煤中間儲倉12、中低階煤螺旋輸送裝置13;所述中低階煤破碎裝置11依次與中低階煤中間儲倉12和中低階煤螺旋輸送裝置13相連；
[0046]加水陳化單元2包括噴水裝置21、攪拌裝置22和陳化池23，并設有中低階煤入口24以及混合物料出口 25;其中所述中低階煤粉入口 24與中低階煤螺旋輸送裝置13的出口相連;噴水裝置21置入陳化池23的頂端，攪拌裝置22置于陳化池23的內(nèi)部；
[0047]成型單元3包括儲倉31和對擠雙輥32;其中，所述儲倉31的入口與陳化池的混合物料出口 25相連；
[0048]干燥單元4為型球輸送鏈板，是密閉輸送裝置，干燥單元4中所用干燥介質為熱解單元5產(chǎn)生的煙氣;型球輸送鏈板的入口與對擠雙輥32的出口相連；
[0049]熱解單元5所用裝置為預熱爐，包括型球入口 51、煙氣出口52、油氣出口 53以及高溫型球半焦出口 54;所述型球入口 51與干燥單元4的出口相連;所述煙氣出口 52與上述干燥單元4的出口相連;其中所述預熱爐內(nèi)部設置有上下兩層加熱的蓄熱式輻射管，其中每層所述蓄熱式輻射管包括多個平行且均勻分布的蓄熱式輻射管，所述上下兩層蓄熱式輻射管中的每一個蓄熱式輻射管平行并且沿所述煤熱解反應器的本體高度方向上錯開分布；
[0050]高溫輸送單元6的入口與熱解單元5的高溫型球半焦出口 54相連;高溫輸送單元6的出口與電石爐的高溫型球半焦入口 71聯(lián)通;所述高溫輸送裝置6可以是保溫桶或保溫鏈板中的一種；
[0051 ]電石爐7設有高溫型球半焦入口 71、塊狀生石灰入口 72、電石爐氣出口 73和電石出口 74。熔融的電石由電石液出口 74導出后經(jīng)冷卻形成電石產(chǎn)品；反應過程中產(chǎn)生的電石爐氣由電石爐氣出口 73導出后，經(jīng)凈化裝置凈化后用于SNG的制備。
[0052]本實用新型提供的電石制備系統(tǒng)，用于實現(xiàn)上述型煤和電石制備方法，因此具有與上述型煤和電石制備方法相同的有益效果。
[0053]實施例1
[0054]以長焰煤為原料，首先通過破碎裝置將原煤的粒度破碎到〈1mm，然后，將煤粉置入陳化池中，噴入煤粉質量50 %的離子液體廢水溶液，離子液體水溶液的濃度為8 %，離子液體的加入量為煤粉總質量的4.0 混合均勻后采用螺旋進料機輸送到壓球機進行成型。得到的型球在180°C的密閉保溫輸送裝置中進行邊輸送邊干燥，其中干燥介質來自于后續(xù)預熱爐的煙氣，并與型球逆向輸送，干燥后的型球攜帶熱量直接進入預熱爐，進行熱解，預熱爐的溫度為650 0C，獲得高品質的油氣產(chǎn)品以及高溫球團。高溫球團經(jīng)密封保溫輸送設備輸送進電石爐，與同時入爐的生石灰混合，生產(chǎn)電石。
[0055]實施例2
[0056]本實施例中的原煤為氣煤。首先通過破碎裝置將原煤的粒度破碎到〈1_;然后，將煤粉置入陳化池中，噴入煤粉質量15%的離子液體廢水溶液，并不斷攪拌，離子液體水溶液的濃度為25%，離子液體的加入量為煤粉總質量的3.75%，；混合均勻后采用螺旋進料機輸送到壓球機進行成型。得到的型球在180°C的密閉保溫輸送裝置中進行邊輸送邊干燥，其中干燥介質來自于后續(xù)預熱爐的煙氣，并與型球逆向輸送，干燥后的型球攜帶熱量直接進入預熱爐進行熱解，預熱爐的溫度為780°C，獲得高品質的油氣產(chǎn)品以及高溫球團。高溫活性球團經(jīng)密封保溫輸送設備輸送進電石爐，與同時入爐的生石灰混合，生產(chǎn)電石。
[0057]本實用新型是針對低濃度離子液體廢水溶液回收成本高、直接排放造成環(huán)境污染以及電石生產(chǎn)所需優(yōu)質塊狀蘭炭缺乏、粉煤成型工藝無有效粘結劑的問題，創(chuàng)造性的將離子液體廢水溶液引入粉煤成型工藝，有效利用離子液體高粘度、高分解溫度，且可與煤中的羥基、羧基等形成氫鍵，從而形成高粘度球團的性質，為粉煤成型提供了一種高效而價格低廉的粘結劑。本方案具有如下優(yōu)點:
[0058](I)使離子液體廢水溶液中離子液體得到有效利用，避免了離子液體廢水溶液排放產(chǎn)生的環(huán)境問題；
[0059](2)為粉煤成型提供了一種性能優(yōu)良的粘結劑，降低了粉煤成型的成本；
[0060](3)以離子液體廢水溶液為粘結劑，采取濕法成型工藝，不僅成球條件被大大降低，避免了干粉壓球對原料粒度，壓球壓力以及壓球溫度的要求，而且離子液體被水稀釋后，有利于其在粉煤中的充分分散，提高粘結劑與粉煤的接觸面積；
[0061](4)離子液體廢水溶液作為粉煤成型粘結劑的優(yōu)點:①離子液體的粘度較大，且可與纖維素、煤及其他生物質中的羥基或羧基等產(chǎn)生氫鍵，形成粘度極大的球團，起到粘結劑的作用；②離子液體的分解溫度一般較高，在脫水階段(<200°C)可起到良好的粘結劑作用，避免球團在干燥過程中破碎;在熱解階段，離子液體分解，而此時型球本身產(chǎn)生的膠粘質可起到粘結劑的作用，保證型球在整個過程中保持較低的粉化率，以滿足電石生產(chǎn)對原料粒度的要求；
[0062](5)熱解后所得的高溫球團采用密封保溫輸送設備輸入到電石爐中，充分利用熱解后高溫固體的顯熱，進一步降低電石生產(chǎn)的耗電量，達到降低電石的生產(chǎn)成本和節(jié)能的目的。
[0063]再次說明，以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，例如各實施例之間技術特征的相互結合，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種電石的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:原料預處理單元、加水陳化單元、成型單元、干燥單元、熱解單元以及電石冶煉單元;其中， 原料預處理單元，包括依次連接的破碎裝置、中間儲倉、螺旋輸送裝置，螺旋輸送裝置的出口與所述加水陳化單元的入口相連；用于將中低階煤進行破碎篩分后得到中低階粉煤； 加水陳化單元，包括噴水裝置、攪拌裝置和陳化池，并設有中低階粉煤入口以及混合物料出口 ；用于將所述中低階粉煤與離子液體廢水溶液混合陳化； 成型單元，與所述陳化池的混合物料出口相連；用于將經(jīng)過混合陳化后的產(chǎn)物制成預設形狀的煤團； 干燥單元，為密閉輸送裝置，其入口與所述成型單元的出口相連，其出口與所述熱解單元的入口相連； 熱解單元，為預熱爐，包括型煤入口、煙氣出口、油氣出口以及高溫型球半焦出口；用于對進入的型煤進行熱解，得到油氣產(chǎn)品及高溫型球半焦；電石冶煉單元，為電石爐，包括高溫型球半焦入口、塊狀生石灰入口、電石爐氣出口和電石出口；用于將所述高溫型球半焦與生石灰混合，冶煉制得液體電石及電石爐氣。2.根據(jù)權利要求1所述電石的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括: 高溫輸送單元，該高溫輸送單元的入口與所述熱解單元的高溫型球半焦出口相連;該高溫輸送單元的出口與電石爐的高溫型球半焦入口連通。3.根據(jù)權利要求1所述電石的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣出口與所述干燥單元相連通，使所述預熱爐的加熱裝置燃燒所放出的煙氣作為所述干燥單元中的干燥介質。4.根據(jù)權利要求1所述電石的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述離子液體廢水溶液的離子液體類型為咪唑類離子液體。
【文檔編號】C01B31/32GK205709884SQ201620386822
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】劉維娜, 路丙川, 許修強, 郭啟海, 張順利, 董賓, 丁力, 吳道洪
【申請人】神霧環(huán)保技術股份有限公司