[发明专利]联产乙炔和硅铁的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体而言，本发明涉及联产乙炔和硅铁的系统及方法。

背景技术

我国能源结构特点是“富煤贫油少气”，资源禀赋现状决定了我国必须要发展煤化工，以实现通过煤头获得化工产品，实现对石油和天然气的部分替代，以保障我国经济发展和能源安全。现代煤化工以煤气化为龙头，将煤炭在一定条件下转化为合成气(H₂和CO)，然后通过合成气生产下游各种化工产品。我国煤化工事业经过几十年的发展，目前已经取得了可喜的成绩，但是现代煤化工依然普遍存在着“投资大、污染严重、能耗高、水耗高”等问题。

因此，现有煤化工技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种联产乙炔和硅铁的系统及方法，采用该系统可以同时制备得到乙炔和硅铁，并且过程投资小、能耗低，有利于提高整个系统的经济性。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种联产乙炔和硅铁的系统。根据本发明的实施例，所述系统包括：

混料装置，所述混料装置具有铁质原料入口、钙基原料入口、碳基原料入口和混合物料出口；

成型装置，所述成型装置具有混合物料入口和混合球团出口，所述混合物料入口与所述混合物料出口相连；

热解装置，所述热解装置具有混合球团入口、热解油气出口和热解固体产物出口，所述混合球团入口与所述混合球团出口相连；

冶炼装置，所述冶炼装置具有热解固体产物入口、液态电石出口和冶炼尾气出口，所述热解固体产物入口与所述热解固体产物出口相连；

冷却装置，所述冷却装置具有液态电石入口和固态电石出口，所述液态电石入口与所述液态电石出口相连；

乙炔发生装置，所述乙炔发生装置具有固态电石入口、乙炔出口和固体渣出口，所述固态电石入口与所述固态电石出口相连；

磁选装置，所述磁选装置具有固体渣入口、硅铁出口和尾渣出口，所述固体渣入口与所述固体渣出口相连，所述尾渣出口与所述混料装置相连。

由此，根据本发明实施例的联产乙炔和硅铁的系统通过将铁质原料与碳基原料、钙基原料混合成型后供给至热解装置中进行热解，添加的铁质原料可以增加混合物料的导热系数，从而增强混合球团在热解过程中的传热能力，进而促进热解反应的进行，同时因铁质原料中混杂有二氧化硅，钙基原料和碳基原料中也含有杂质二氧化硅，在冶炼装置中，混合物料中的碳元素会还原铁质原料中铁的氧化物，将铁的氧化物还原为单质铁，单质铁与混合物料中的二氧化硅原料发生反应，生成硅铁。由此，该系统可以同时制备得到乙炔和硅铁，并且过程投资小、能耗低，有利于提高整个系统的经济性。

另外，根据本发明上述实施例的联产乙炔和硅铁的系统，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述热解装置为旋转床热解炉。由此，可以避免产生二次污染物，同时达到较高的热解速率。

在本发明的一些实施例中，所述冶炼装置为密闭电石炉。由此，有利于提高硅铁和乙炔的生产效率。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种采用上述联产乙炔和硅铁的系统联产乙炔和硅铁的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将铁质原料、钙基原料与碳基原料供给至所述混料装置中进行混合，以便得到混合物料；

(2)将所述混合物料供给至所述成型装置中进行成型处理，以便得到混合球团；

(3)将所述混合球团供给至所述热解装置中进行热解处理，以便得到热解油气和热解固体产物；

(4)将所述热解固体产物供给至所述冶炼装置中进行冶炼处理，以便得到液态电石和冶炼尾气；

(5)将所述液态电石供给至所述冷却装置中进行冷却处理，以便得到固态电石；

(6)将所述固态电石供给至所述乙炔发生装置中，以便得到乙炔和固体渣；

(7)将所述固体渣供给至所述磁选装置中进行磁选处理，以便得到硅铁和尾渣，并将所述尾渣返回至所述混料装置中。