[发明专利]一种等离子体煤制乙炔和燃气系统

说明书

技术领域

本发明属于等离子技术领域，具体涉及一种等离子体煤制乙炔和燃气系统。

背景技术

乙炔是有机合成工业的重要基本原料，可制取聚氯乙烯、氯丁橡胶、聚乙烯醇、乙炔炭黑、三氯乙烯、甲基丁炔醇、丙炔纯等，也作钢铁的脱硫剂，还用于金属切割和焊接气体。

我国是世界上第一大乙炔生产国，主要通过电石法得到乙炔产品。我国共有电石生产企业450多家，2010年电石产能2200万吨，产量1500万吨。仅按密闭式电石产量1000万吨计，每年共产生电石炉尾气40亿Nm3以上，有53万吨粉尘、6000吨焦油、1810吨磷化物、6500吨硫化物等有毒物排入大气。

与电石乙炔法相比，等离子体煤制乙炔单位综合能耗下降20％～30％，资源消耗量下降50％，且技术过程清洁，环境友好，是电石乙炔产业升级的发展方向，有望成为今后替代电石法获取乙炔的重要途径。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种等离子体煤制乙炔和燃气系统，利用水介质等离子体对等离子热解炉中产生的多孔煤粉进行气化，令煤得到了充分有效地利用；利用高温燃气换热后形成的高温水蒸气作为等离子介质对多孔煤粉进行气化，充分利用了高温燃气冷却过程中的余热。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种等离子体煤制乙炔和燃气系统，包括：等离子热解炉、等离子气化炉、换热器和气体分离提取装置，其中，

所述等离子热解炉与所述等离子气化炉连接，将热解后的多孔煤粉送至所述等离子气化炉中进行气化；

所述换热器分别与所述等离子热解炉和等离子气化炉连接，将所述等离子热解炉排出的燃气与所述换热器中的冷却水换热产生水蒸气，并将所述水蒸气送至所述等离子气化炉中作为等离子介质；

所述气体分离提取装置与所述换热器连接，将换热后的燃气进行处理，分别得到氢气、乙炔、一氧化碳和烃类。

进一步的，还包括分别与所述气体分离提取装置连接的氢气储气罐、乙炔储气罐、一氧化碳储气罐和烃类储气罐。

进一步的，所述等离子热解炉的介质入口分别与所述氢气储气罐、等离子气化炉的气化气出口连接。

进一步的，还包括：给水泵，所述给水泵与所述换热器连接，为所述换热器提供冷却水。

进一步的，还包括：气化炉进料漏斗，所述气化炉进料漏斗垂直设置于所述等离子气化炉的进料口上，所述气化炉进料漏斗与所述等离子热解炉连接。

进一步的，还包括：进料装置，所述进料装置与所述等离子热解炉的进料口连接。

进一步的，所述等离子热解炉包括：热解等离子枪和热解炉体，所述热解等离子枪插入所述热解炉体内，所述热解等离子枪的介质气体为氢气。

进一步的，所述等离子气化炉包括：气化等离子枪和气化炉体，所述气化等离子枪插入所述气化炉体中，所述气化等离子枪的介质气体为水蒸气。

一种等离子体煤制乙炔和燃气系统系统制备乙炔和燃气的方法，包括以下步骤：

1）向等离子热解炉的等离子枪之中通入氢气，向热解炉体内加入煤，使等离子枪产生高温氢气介质等离子体对煤进行热解；

2）煤热解形成大量燃气，燃气流经换热器换热，燃气温度降低，冷却水加热成水蒸气，水蒸气进入等离子气化炉的等离子枪中作为介质；

3）换热后的燃气进入气体分离提取装置，分离成烃类、一氧化碳、氢气及乙炔并分别储存在储气罐之中；

4）启动等离子气化炉的等离子电源，使等离子枪产生高温水蒸气为介质的等离子体，水蒸气介质等离子体与等离子热解炉产生的多孔煤粉进行反应生成一氧化碳和氢气。

进一步的，所述步骤4）中产生的一氧化碳跟和氢气进入等离子热解炉中的等离子枪之中作为等离子介质形成高温等离子体对煤进行热解。

本发明的有益效果在于：

（1）利用水介质等离子体对等离子热解炉中产生的多孔煤粉进行气化，令煤得到了充分有效地利用；

（2）利用高温燃气换热后形成的高温水蒸气作为等离子介质对多孔煤粉进行气化，充分利用了高温燃气冷却过程中的余热；

（3）利用等离子气化多孔煤粉生成的高温燃气作为等离子热解的等离子介质，节省了燃气从室温到高温所需要的能量，并且有利于气体电离，降低了形成等离子所需要的电能；

（4）有效地利用余热、节省电能消耗。

附图说明

图1为本发明等离子体煤制乙炔和燃气系统结构示意图。