[发明专利]一种氧热法电石生产过程原料预热系统及其应用方法

说明书

本发明涉及一种氧热法电石生产过程原料预热系统及其应用方法。该系统包括石灰石粉分解子系统、煤粉热解子系统和氧热电石反应器，石灰石粉分解子系统包括连接的石灰石粉—热介质混合器和氧化钙分离器，煤粉热解子系统包括依次连接的煤粉输送器、煤粉循环聚集器、半焦一级分离器、半焦输送器、半焦循环聚集器和半焦二级分离器，氧热电石反应器连接石灰石粉‑热介质混合器，氧化钙分离器连接氧热电石反应器和半焦输送器，半焦二级分离器连接氧热电石反应器。该系统适合氧热电石生产的各种反应器，原料可以直接采用煤粉和碳酸钙粉，减少煤热解炉和碳酸钙分解炉投资，气固换热时间可以灵活调节。

技术领域

本发明总地涉及传统煤化工电石生产领域，具体涉及一种氧热法电石生产过程原料预热系统及其应用方法。

背景技术

电石生产是以含碳原料(煤、焦炭、半焦等)和含钙原料(氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙等)在温度1800-2200℃条件下反应生成电石(CaC2)。按加热方式不同，电石生产方法一般分为电热法和氧热法两种。

电热法具有上百年的历史，传统的电热法电石生产工艺是利用电弧产生的热能使碳素原料与石灰在约2000-2200℃温度条件下反应生产成电石。电热法生产电石技术存在“高能耗、高投入、高污染、低产能”的弊端，关键原因是块状原料间的反应主要受热能传递过程控制，电能有效利用率仅为40％-60％，能量损耗严重。而且电热法生产电石受电极布置、电极间热量分布、以及把持器导电元件布置等方面的制约，其单台炉生产规模不会很大，对大型电石装置的占地和投资都存在局限性。

由于电热法生产电石存在弊端，国内外研究人员对氧热法电石生产进行了大量研究。氧热法以煤、重油或天然气等含碳原料燃烧提供热量生产电石。联邦德国早在1939年就建成了氧热法半工业化生产电石装置，采用甲烷氧热法、竖炉生产电石。国内近年也大力开发氧热法电石生产工艺和设备，并申请了很多专利。综合国内专利的技术内容可知，其主要特点为：1.氧和煤/煤气燃烧预热原料；2.氧和煤/煤气燃烧加热电石炉；3.反应器形式有固定床、流化床和气流床；4.单纯氧热或氧热辅助电热生产电石；5.原料粒度有颗粒、压块和粉料。

当采用气流床氧热法生产电石时，原料(碳素和钙素)以粉状形式喷入反应器，生产过程中产生大量的高温反应气体。如何利用该高温反应气体的显热和潜热来预热电石生产原料，降低生产能耗，增加固-固反应停留时间，加快反应速率，便成为研究人员首要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧热法电石生产过程原料预热系统及其应用方法。

本发明提供了一种氧热法电石生产过程原料预热系统，其中，所述系统包括石灰石粉分解子系统、煤粉热解子系统和氧热电石反应器。

所述石灰石粉热解子系统包括石灰石粉-热介质混合器和氧化钙分离器，所述石灰石粉-热介质混合器包括石灰石粉入口、高温尾气入口和混合物出口，所述氧化钙分离器包括混合物入口、氧化钙出口和热气体出口，所述石灰石粉-热介质混合器的混合物出口连接所述氧化钙分离器的混合物入口。