制備電石原料的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了制備電石原料的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括：快速熱解爐，所述快速熱解爐具有低階煤入口、半焦出口和熱解油氣出口，并且所述低階煤入口設(shè)置在所述快速熱解爐的頂部，所述半焦出口設(shè)置在所述快速熱解爐的底部，在所述半焦出口處設(shè)置有星型給料閥；混料裝置，所述混料裝置具有半焦入口、含有生石灰和粘結(jié)劑的物料入口、惰性氣體入口和混合物料出口，所述半焦入口與所述半焦出口相連；熱壓成型裝置，所述熱壓成型裝置具有混合物料入口和成型球團(tuán)出口，所述混合物料入口與所述混合物料出口相連。該系統(tǒng)不僅有效解決了快速熱解過程生成的大量粉末狀半焦物質(zhì)的后續(xù)無法高效利用的難題，而且較傳統(tǒng)的制備電石原料工藝相比可以顯著處理成本。
【專利說明】
制備電石原料的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及一種制備電石原料的系統(tǒng)和方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤炭快速熱解技術(shù)是將煤粉放入一定溫度的快速熱解裝置中，煤炭在很短的時間 內(nèi)經(jīng)過高溫?zé)峤膺^程，其體內(nèi)的有機(jī)質(zhì)成分變成氣體或煤焦油，剩下的固定碳含量變成半 焦的過程。伴隨煤炭快速熱解過程生成的大量粉末狀半焦物質(zhì)的后續(xù)利用途徑成為困擾快 速熱解技術(shù)快速推廣的瓶頸之一。
[0003] 傳統(tǒng)電石以塊狀煤炭和塊狀生石灰為原料進(jìn)行冶煉制備，這種方法使得電石制備 存在繁雜的石灰煅燒過程、塊狀煤炭和石灰接觸面積小、耗電量大、容易造成一定的原料浪 費和環(huán)境污染等問題。
[0004] 因此，采用粉末狀煤炭或者半焦與生石灰制備電石冶煉原料球團(tuán)成為目前電石行 業(yè)發(fā)展的趨勢之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個目的在于提出一種制備電石原料的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)不僅有效解決了快速熱解過程 生成的大量粉末狀半焦物質(zhì)的后續(xù)無法高效利用的難題，而且較傳統(tǒng)的制備電石原料工藝 相比可以顯著處理成本。
[0006] 在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種制備電石原料的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實 施例，該系統(tǒng)包括：
[0007] 快速熱解爐，所述快速熱解爐具有低階煤入口、半焦出口和熱解油氣出口，并且所 述低階煤入口設(shè)置在所述快速熱解爐的頂部，所述半焦出口設(shè)置在所述快速熱解爐的底 部，在所述半焦出口處設(shè)置有星型給料閥；
[0008] 混料裝置，所述混料裝置具有半焦入口、含有生石灰和粘結(jié)劑的物料入口、惰性氣 體入口和混合物料出口，所述半焦入口與所述半焦出口相連；
[0009] 熱壓成型裝置，所述熱壓成型裝置具有混合物料入口和成型球團(tuán)出口，所述混合 物料入口與所述混合物料出口相連。
[0010] 由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的制備電石原料的系統(tǒng)通過采用快速熱解爐對低階煤進(jìn) 行熱解處理得到熱解半焦，并將該熱解半焦供給至混料裝置中與含有粘結(jié)劑和生石灰的混 料進(jìn)行混合，該混料可以充分利用熱解半焦的余熱，使得混料中的粘結(jié)劑融化，從而發(fā)揮粘 附的作用，并且在混料過程中通入惰性氣體，不僅可以有效避免空氣進(jìn)入導(dǎo)致熱解半焦的 自燃，而且可以起到保溫的作用，避免熱解半焦溫度降低過快，同時可以保證所得混合物料 所攜帶的熱量滿足后續(xù)熱壓成型過程中的需要，從而在熱壓成型過程中不需要額外供給熱 量，進(jìn)而可以顯著降低能耗，另外，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不需要額外設(shè)置預(yù)熱裝置，從而不僅有 效解決了快速熱解過程生成的大量粉末狀半焦物質(zhì)的后續(xù)無法高效利用的難題，而且較傳 統(tǒng)的制備電石原料工藝相比可以顯著處理成本。
[0011] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的制備電石原料的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù) 特征：
[0012] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述制備電石原料的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:低階煤料倉;第 一進(jìn)料螺旋，所述第一進(jìn)料螺旋具有第一螺旋進(jìn)料口和第一螺旋出料口，所述第一螺旋進(jìn) 料口與所述低階煤料倉相連，所述第一螺旋出料口與所述低階煤入口相連。
[0013] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述制備電石原料的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:緩沖罐，所述緩 沖罐具有緩沖罐進(jìn)料口和緩沖罐出料口，所述緩沖罐進(jìn)料口與所述半焦出口相連;第二進(jìn) 料螺旋，所述第二進(jìn)料螺旋具有第二螺旋進(jìn)料口和第二螺旋出料口，所述第二螺旋進(jìn)料口 與所述緩沖罐出料口相連，所述第二螺旋出料口與所述半焦入口相連。
[0014] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述制備電石原料的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:物料料倉，所述 物料料倉具有粘結(jié)劑入口、生石灰入口和混料出口；第三進(jìn)料螺旋，所述第三進(jìn)料螺旋具有 第三螺旋進(jìn)料口和第三螺旋出料口，所述第三螺旋進(jìn)料口與所述混料出口相連，所述第三 螺旋出料口與所述含有生石灰和粘結(jié)劑的物料入口相連。
[0015] 在本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明提出了一種制備電石的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施 例，該方法包括：
[0016] (1)將低階煤從所述快速熱解爐頂部供給至所述快速熱解爐內(nèi)進(jìn)行快速熱解處 理，以便得到半焦和熱解油氣；
[0017] (2)將所述半焦、惰性氣體與含有生石灰和粘結(jié)劑的物料供給至混料裝置中進(jìn)行 混合，以便得到混合物料；
[0018] (3)將所述混合物料供給至所述熱壓成型裝置中進(jìn)行熱壓成型處理，以便得到成 型球團(tuán)。
[0019] 由此，根據(jù)本發(fā)明實施例的制備電石原料的方法通過采用快速熱解爐對低階煤進(jìn) 行熱解處理得到熱解半焦，并將該熱解半焦供給至混料裝置中與含有粘結(jié)劑和生石灰的混 料進(jìn)行混合，該混料可以充分利用熱解半焦的余熱，使得混料中的粘結(jié)劑融化，從而發(fā)揮粘 附的作用，并且在混料過程中通入惰性氣體，不僅可以有效避免空氣進(jìn)入導(dǎo)致熱解半焦的 自燃，而且可以起到保溫的作用，避免熱解半焦溫度降低過快，同時可以保證所得混合物料 所攜帶的熱量滿足后續(xù)熱壓成型過程中的需要，從而在熱壓成型過程中不需要額外供給熱 量，進(jìn)而可以顯著降低能耗，另外，該方法工藝簡單，不需要額外設(shè)置預(yù)熱步驟，從而不僅有 效解決了快速熱解過程生成的大量粉末狀半焦物質(zhì)的后續(xù)無法高效利用的難題，而且較傳 統(tǒng)的制備電石原料工藝相比可以顯著處理成本。
[0020] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的制備電石原料的方法還可以具有如下附加的技術(shù) 特征：
[0021] 在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述快速熱解處理的溫度為600~650攝 氏度，時間為2~10秒。由此，可以顯著提高低階煤的熱解效率。
[0022]在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟（2)中，所述混合物料的溫度為200~250攝氏 度。由此，在后續(xù)熱壓成型過程中不需要額外供給熱量，從而顯著降低能耗。
[0023]在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(2)中，所述半焦、所述生石灰和所述粘結(jié)劑的 質(zhì)量比為60:100: (8~32)。由此，可以顯著提高所得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
[0024] 在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟(2)中，將所述半焦與所述含有生石灰和粘結(jié)劑 的物料混合10~20分鐘。由此，可以進(jìn)一步提高所得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
[0025] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述粘結(jié)劑為瀝青粉末。由此，可以進(jìn)一步提高所得成 型球團(tuán)的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
[0026] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述瀝青粉末為高溫瀝青粉末。由此，可以進(jìn)一步提高 所得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
[0027] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述半焦的粒徑不高于3mm。由此，可以進(jìn)一步提高所 得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
[0028] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述生石灰的粒徑不高于150微米。由此，可以進(jìn)一步 提高所得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
[0029] 在本發(fā)明的一些實施例中，所述粘結(jié)劑的粒徑不高于150微米。由此，可以進(jìn)一步 提高所得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
[0030] 在本發(fā)明的一些實施例中，在步驟（3)中，所述成型處理是采用對輥成型機(jī)進(jìn)行 的，其中，所述成型處理的壓力為12~15MPa。由此，可以進(jìn)一步提高所得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng) 度和抗壓強(qiáng)度。
[0031] 本發(fā)明的附加方面和優(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，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0032] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得 明顯和容易理解，其中：
[0033] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備電石原料的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖2是根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的制備電石原料的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖3是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的制備電石原料的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖4是根據(jù)本發(fā)明又一個實施例的制備電石原料的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備電石原料的方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0038] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0039] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長度"、"寬度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底"、"內(nèi)"、"外"、"順時 針"、"逆時針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或 位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必 須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0040] 此外，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，"多個"的含義是至少兩個，例如兩個，三 個等，除非另有明確具體的限定。
[0041]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機(jī)械連 接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi) 部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0042]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0043] 在本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提出了一種制備電石原料的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實 施例，參考圖1，該系統(tǒng)包括:快速熱解爐1〇〇、混料裝置200和熱壓成型裝置300。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，快速熱解爐100具有低階煤入口 101、半焦出口 102和熱解油 氣出口 103,其中，低階煤入口 101設(shè)置在快速熱解爐100的頂部，半焦出口 102設(shè)置在快速熱 解爐100的底部，并且在快速熱解爐內(nèi)設(shè)置有多個輻射管11，優(yōu)選蓄熱式輻射管，且適于將 低階煤從快速熱解爐頂部供給至熱解爐內(nèi)，在輻射管提供熱量的作用下進(jìn)行快速熱解處 理，得到半焦和熱解煤氣。需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要對低階煤的粒 徑以及輻射管的布置方式進(jìn)行選擇。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，參考圖1，在半焦出口 102處可以設(shè)置有星型給料閥12， 從而可以控制后續(xù)混合過程中半焦與生石灰和粘結(jié)劑的混合配比。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，參考圖1，在快速熱解爐內(nèi)且位于低階煤入口 101的 下方設(shè)置有布料器13，且適于將從低階煤入口 101進(jìn)入快速熱解爐內(nèi)的低階煤打散，從而使 得低階煤在下落過程中在快速熱解爐內(nèi)均勻分散，進(jìn)而提高低階煤的熱解效率。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，快速熱解處理的條件并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，快速熱解處理的可以在溫度 為600~650攝氏度下進(jìn)行2~10秒。由此，不僅可以顯著提高低階煤的熱解效率，而且可以 保證所得熱解半焦所攜帶的余熱可以滿足后續(xù)的混合和熱壓成型過程。
[0048] 根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，半焦的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明具體實施例，半焦的粒徑可以不高于3_。由此，可以使 得半焦與粘結(jié)劑和生石灰充分接觸，不僅可以顯著提高所得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng) 度，而且可以保證所得成型球團(tuán)用于制備電石過程中具有較高的產(chǎn)率。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的實施例，混料裝置200具有半焦入口 201、含有生石灰和粘結(jié)劑的物 料入口 202、惰性氣體入口 203和混合物料出口 204，半焦入口 201與半焦出口 102相連，且適 于在惰性氣氛下將半焦與含有生石灰和粘結(jié)劑的物料進(jìn)行混合，充分利用熱解半焦的余 熱，使得物料中的粘結(jié)劑融化，從而發(fā)揮粘附的作用，并且在混料過程中通入惰性氣體，不 僅可以有效避免空氣進(jìn)入導(dǎo)致熱解半焦的自燃，而且可以起到保溫的作用，避免熱解半焦 溫度降低過快，同時可以保證所得混合物料所攜帶的熱量滿足后續(xù)熱壓成型過程中的需 要，從而在熱壓成型過程中不需要額外供給熱量，進(jìn)而可以顯著降低能耗。
[0050] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，半焦與生石灰和粘結(jié)劑的混合比例并不受特別限制， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，半焦、生石灰和粘 結(jié)劑可以按照質(zhì)量比為60:100: (8~32)進(jìn)行混合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該混合配比下所得成型球 團(tuán)具有較高的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，并且在用于生產(chǎn)電石過程中具有較高的產(chǎn)率。
[0051] 根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，生石灰的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，生石灰的粒徑可以為不高于150微 米。由此，可以保證所得成型球團(tuán)的具有較高的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，粘結(jié)劑的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，粘結(jié)劑的粒徑可以不高于150微米。 由此，可以進(jìn)一步提高所得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，粘結(jié)劑的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，粘結(jié)劑可以為瀝青粉末，例如可 以為高溫瀝青粉末。需要說明的是，高溫瀝青指軟化點為95~120 °C的瀝青。由此，該瀝青粉 末在熱解半焦余熱的作用下融化，從而發(fā)揮其粘附作用。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，將半焦與含有生石灰和粘結(jié)劑的物料混合10~20分 鐘。由此，不僅可以充分利用熱解半焦的余熱，而且可以進(jìn)一步提高所得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng) 度和抗壓強(qiáng)度。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，混合物料的溫度可以為200~250攝氏度。由此，在后 續(xù)熱壓成型過程中不需要額外供給熱量，從而顯著降低能耗。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，惰性氣體的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，例如惰性氣體可以為氮氣。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在混料過程中通 入該類惰性氣體，不僅可以有效避免空氣進(jìn)入導(dǎo)致熱解半焦的自燃，而且可以起到保溫的 作用，避免熱解半焦溫度降低過快。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的實施例，熱壓成型裝置300具有混合物料入口 301和成型球團(tuán)出口 302，混合物料入口 301與混合物料出口 204相連，且適于將混合物料供給至熱壓成型裝置中 進(jìn)行熱壓成型處理，從而可以得到成型球團(tuán)。由此，通過將上述所得混合物料進(jìn)行熱壓成型 處理，混合物料所攜帶的熱量可以滿足熱壓成型過程中的需要，從而在熱壓成型過程中不 需要額外供給熱量，進(jìn)而可以顯著降低能耗。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，熱壓成型處理壓力并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，成型處理的壓力可以為12~ 15MPa。由此，可以保證所得成型球團(tuán)具有較高的抗摔性能和抗壓強(qiáng)度。
[0059]根據(jù)本發(fā)明實施例的制備電石原料的系統(tǒng)通過采用快速熱解爐對低階煤進(jìn)行熱 解處理得到熱解半焦，并將該熱解半焦供給至混料裝置中與含有粘結(jié)劑和生石灰的混料進(jìn) 行混合，該混料可以充分利用熱解半焦的余熱，使得混料中的粘結(jié)劑融化，從而發(fā)揮粘附的 作用，并且在混料過程中通入惰性氣體，不僅可以有效避免空氣進(jìn)入導(dǎo)致熱解半焦的自燃， 而且可以起到保溫的作用，避免熱解半焦溫度降低過快，同時可以保證所得混合物料所攜 帶的熱量滿足后續(xù)熱壓成型過程中的需要，從而在熱壓成型過程中不需要額外供給熱量， 進(jìn)而可以顯著降低能耗，另外，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不需要額外設(shè)置預(yù)熱裝置，從而不僅有效 解決了快速熱解過程生成的大量粉末狀半焦物質(zhì)的后續(xù)無法高效利用的難題，而且較傳統(tǒng) 的制備電石原料工藝相比可以顯著處理成本。
[0060]參考圖2,根據(jù)本發(fā)明實施例的制備電石原料的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:低階煤料倉400 和第一進(jìn)料螺旋500。
[0061 ]根據(jù)本發(fā)明的實施例，低階煤料倉400適于存儲低階煤。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的實施例，第一進(jìn)料螺旋500具有第一螺旋進(jìn)料口 501和第一螺旋出料 口 502，第一螺旋進(jìn)料口 501與低階煤料倉400相連，第一螺旋出料口 502與低階煤入口 101相 連，且適于將存儲在低階煤料倉中的低階煤供給至快速熱解爐中。
[0063]參考圖3,根據(jù)本發(fā)明實施例的制備電石原料的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:緩沖罐600和第 二進(jìn)料螺旋700。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的實施例，緩沖罐600具有緩沖罐進(jìn)料口 601和緩沖罐出料口 602,緩沖 罐進(jìn)料口 601與半焦出口 102相連，且適于將快速熱解爐中得到的熱解半焦經(jīng)半焦出口存儲 在緩沖罐中。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的實施例，第二進(jìn)料螺旋700具有第二螺旋進(jìn)料口 701和第二螺旋出料 口 702，第二螺旋進(jìn)料口 701與緩沖罐出料口 602相連，第二螺旋出料口 702與半焦入口 201相 連，且適于將緩沖罐中的熱解半焦供給至混料裝置中。
[0066]參考圖4，根據(jù)本發(fā)明實施例的制備電石原料的系統(tǒng)進(jìn)一步包括:物料料倉800和 第三進(jìn)料螺旋900。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的實施例，物料料倉800具有粘結(jié)劑入口 801、生石灰入口 802和混料出 口 803,且適于存儲含有粘結(jié)劑和生石灰的混料。
[0068]根據(jù)本發(fā)明的實施例，第三進(jìn)料螺旋900具有第三螺旋進(jìn)料口 901和第三螺旋出料 口 902，第三螺旋進(jìn)料口 901與混料出口 803相連，第三螺旋出料口 902與含有生石灰和粘結(jié) 劑的物料入口 202相連，且適于將含有生石灰和粘結(jié)劑的物料供給至混料裝置中與半焦進(jìn) 行混合。
[0069]在本發(fā)明的再一個方面，本發(fā)明提出了一種制備電石原料的方法。根據(jù)本發(fā)明的 實施例，該方法是采用上述的制備電石原料的系統(tǒng)進(jìn)行的。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，該方 法包括：（1)將低階煤從所述快速熱解爐頂部供給至所述快速熱解爐內(nèi)進(jìn)行快速熱解處理， 以便得到半焦和熱解油氣；（2)將所述半焦、惰性氣體與含有生石灰和粘結(jié)劑的物料供給至 混料裝置中進(jìn)行混合，以便得到混合物料；（3)將所述混合物料供給至所述熱壓成型裝置中 進(jìn)行熱壓成型處理，以便得到成型球團(tuán)。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過采用快速熱解爐對低階煤進(jìn)行熱 解處理得到熱解半焦，并將該熱解半焦供給至混料裝置中與含有粘結(jié)劑和生石灰的混料進(jìn) 行混合，該混料可以充分利用熱解半焦的余熱，使得混料中的粘結(jié)劑融化，從而發(fā)揮粘附的 作用，并且在混料過程中通入惰性氣體，不僅可以有效避免空氣進(jìn)入導(dǎo)致熱解半焦的自燃， 而且可以起到保溫的作用，避免熱解半焦溫度降低過快，同時可以保證所得混合物料所攜 帶的熱量滿足后續(xù)熱壓成型過程中的需要，從而在熱壓成型過程中不需要額外供給熱量， 進(jìn)而可以顯著降低能耗，另外，該方法工藝簡單，不需要額外設(shè)置預(yù)熱步驟，從而不僅有效 解決了快速熱解過程生成的大量粉末狀半焦物質(zhì)的后續(xù)無法高效利用的難題，而且較傳統(tǒng) 的制備電石原料工藝相比可以顯著處理成本。需要說明的是，上述針對制備電石原料的系 統(tǒng)所描述的特征和優(yōu)點同樣適用于該制備電石原料的方法，此處不再贅述。
[0070] 下面參考圖5對本發(fā)明實施例的制備電石原料的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。根據(jù)本發(fā)明 的實施例，該方法包括：
[0071] S100:將低階煤從快速熱解爐頂部供給至快速熱解爐內(nèi)進(jìn)行快速熱解處理
[0072] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，將低階煤從快速熱解爐頂部供給至熱解爐內(nèi)，在輻射管提 供熱量的作用下進(jìn)行快速熱解處理，得到半焦和熱解煤氣。需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以根據(jù)實際需要對低階煤的粒徑以及輻射管的布置方式進(jìn)行選擇。
[0073] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以通過設(shè)置在半焦出口處的星型給料閥控制后續(xù)混 合過程中半焦與生石灰和粘結(jié)劑的混合配比。
[0074] 根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，快速熱解處理的條件并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，快速熱解處理的可以在溫度 為600~650攝氏度下進(jìn)行2~10秒。由此，不僅可以顯著提高低階煤的熱解效率，而且可以 保證所得熱解半焦所攜帶的余熱可以滿足后續(xù)的混合和熱壓成型過程。
[0075] 根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，半焦的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以 根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明具體實施例，半焦的粒徑可以不高于3_。由此，可以使 得半焦與粘結(jié)劑和生石灰充分接觸，不僅可以顯著提高所得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng) 度，而且可以保證所得成型球團(tuán)用于制備電石過程中具有較高的產(chǎn)率。
[0076] S200:將半焦、惰性氣體與含有生石灰和粘結(jié)劑的物料供給至混料裝置中進(jìn)行混 合
[0077]根據(jù)本發(fā)明的實施例，將所述半焦、惰性氣體與含有生石灰和粘結(jié)劑的物料供給 至混料裝置中進(jìn)行混合，充分利用熱解半焦的余熱，使得物料中的粘結(jié)劑融化，從而發(fā)揮粘 附的作用，并且在混料過程中通入惰性氣體，不僅可以有效避免空氣進(jìn)入導(dǎo)致熱解半焦的 自燃，而且可以起到保溫的作用，避免熱解半焦溫度降低過快，同時可以保證所得混合物料 所攜帶的熱量滿足后續(xù)熱壓成型過程中的需要，從而在熱壓成型過程中不需要額外供給熱 量，進(jìn)而可以顯著降低能耗。
[0078] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，半焦與生石灰和粘結(jié)劑的混合比例并不受特別限制， 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，半焦、生石灰和粘 結(jié)劑可以按照質(zhì)量比為60:100: (8~32)進(jìn)行混合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，該混合配比下所得成型球 團(tuán)具有較高的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，并且在用于生產(chǎn)電石過程中具有較高的產(chǎn)率。
[0079] 根據(jù)本發(fā)明的再一個實施例，生石灰的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，生石灰的粒徑可以為不高于150微 米。由此，可以保證所得成型球團(tuán)的具有較高的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
[0080] 根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，粘結(jié)劑的粒徑并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，粘結(jié)劑的粒徑可以不高于150微米。 由此，可以進(jìn)一步提高所得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
[0081] 根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，粘結(jié)劑的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，粘結(jié)劑可以為瀝青粉末，例如可 以為高溫瀝青粉末。需要說明的是，高溫瀝青指軟化點為95~120 °C的瀝青。由此，該瀝青粉 末在熱解半焦余熱的作用下融化，從而發(fā)揮其粘附作用。
[0082]根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，將半焦與含有生石灰和粘結(jié)劑的物料混合10~20分 鐘。由此，不僅可以充分利用熱解半焦的余熱，而且可以進(jìn)一步提高所得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng) 度和抗壓強(qiáng)度。
[0083] 根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，混合物料的溫度可以為200~250攝氏度。由此，在后 續(xù)熱壓成型過程中不需要額外供給熱量，從而顯著降低能耗。
[0084] 根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例，惰性氣體的具體類型并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，例如惰性氣體可以為氮氣。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在混料過程中通 入該類惰性氣體，不僅可以有效避免空氣進(jìn)入導(dǎo)致熱解半焦的自燃，而且可以起到保溫的 作用，避免熱解半焦溫度降低過快。
[0085] S300:將混合物料供給至熱壓成型裝置中進(jìn)行熱壓成型處理
[0086] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，將上述所得到的混合物料供給至熱壓成型裝置中進(jìn)行熱壓 成型處理，從而可以得到成型球團(tuán)。由此，通過將上述所得混合物料進(jìn)行熱壓成型處理，混 合物料所攜帶的熱量可以滿足熱壓成型過程中的需要，從而在熱壓成型過程中不需要額外 供給熱量，進(jìn)而可以顯著降低能耗。
[0087] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，熱壓成型處理壓力并不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員 可以根據(jù)實際需要進(jìn)行選擇，根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，成型處理的壓力可以為12~ 15MPa。由此，可以保證所得成型球團(tuán)具有較高的抗摔性能和抗壓強(qiáng)度。
[0088] 根據(jù)本發(fā)明實施例的制備電石原料的方法通過采用快速熱解爐對低階煤進(jìn)行熱 解處理得到熱解半焦，并將該熱解半焦供給至混料裝置中與含有粘結(jié)劑和生石灰的混料進(jìn) 行混合，該混料可以充分利用熱解半焦的余熱，使得混料中的粘結(jié)劑融化，從而發(fā)揮粘附的 作用，并且在混料過程中通入惰性氣體，不僅可以有效避免空氣進(jìn)入導(dǎo)致熱解半焦的自燃， 而且可以起到保溫的作用，避免熱解半焦溫度降低過快，同時可以保證所得混合物料所攜 帶的熱量滿足后續(xù)熱壓成型過程中的需要，從而在熱壓成型過程中不需要額外供給熱量， 進(jìn)而可以顯著降低能耗，另外，該方法工藝簡單，不需要額外設(shè)置預(yù)熱步驟，從而不僅有效 解決了快速熱解過程生成的大量粉末狀半焦物質(zhì)的后續(xù)無法高效利用的難題，而且較傳統(tǒng) 的制備電石原料工藝相比可以顯著處理成本。
[0089] 下面參考具體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述 性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。
[0090] 實施例1
[0091 ]將低階煤供給至快速熱解爐中在600 °C下快速熱解2秒，得到半焦和熱解油氣，然 后將所得半焦(溫度為600°C，粒徑在3_以下)供給至混料裝置中，在氮氣氣氛下，將含有高 溫瀝青粉末和生石灰粉的物料(高溫瀝青粉末和生石灰粒徑均為100目以下）均勻混合攪拌 10分鐘，得到混合物料，使混合物料溫度保持在250°C左右;其中，半焦、生石灰粉與高溫瀝 青粉末的質(zhì)量比為60:100:16，接著將上述所得混合物料放入對輥成型壓球機(jī)中壓制成型， 對輥成型機(jī)的壓力設(shè)定為15MPa，得到成型球團(tuán)。
[0092] 實施例2
[0093]將低階煤供給至快速熱解爐中在650 °C下快速熱解4秒，得到半焦和熱解油氣，然 后將所得半焦(溫度為650°C，粒徑在3_以下)供給至混料裝置中，在氮氣氣氛下，將含有高 溫瀝青粉末和生石灰粉的物料(高溫瀝青粉末和生石灰粒徑均為200目以下）均勻混合攪拌 15分鐘，得到混合物料，使混合物料溫度保持在220°C左右;其中，半焦、生石灰粉與高溫瀝 青粉末的質(zhì)量比為60:100:10，接著將上述所得混合物料放入對輥成型壓球機(jī)中壓制成型， 對輥成型機(jī)的壓力設(shè)定為13MPa，得到成型球團(tuán)。
[0094] 實施例3
[0095]將低階煤供給至快速熱解爐中在620 °C下快速熱解5秒，得到半焦和熱解油氣，然 后將所得半焦(溫度為620°C，粒徑在3_以下)供給至混料裝置中，在氮氣氣氛下，將含有高 溫瀝青粉末和生石灰粉的物料(高溫瀝青粉末粒徑200目以下，生石灰粒徑為100目以下)均 勻混合攪拌10分鐘，得到混合物料，使混合物料溫度保持在200°C左右;其中，半焦、生石灰 粉與高溫瀝青粉末的質(zhì)量比為60:100:20,接著將上述所得混合物料放入對輥成型壓球機(jī) 中壓制成型，對輥成型機(jī)的壓力設(shè)定為12MPa，得到成型球團(tuán)。
[0096] 評價：
[0097] 1、分別對實施例1-3所得成型球團(tuán)的抗摔強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度進(jìn)行評價。
[0098] 2、評價指標(biāo)和測試方法：
[0099]抗摔強(qiáng)度的測試:取10個樣品稱重，裝在箱底可以打開的箱子里，在離地2.0m高處 打開箱底，讓樣品自由跌落到12mm厚的鋼板上，反復(fù)跌落三次后，用篩子篩分，取>5mm的重 量百分?jǐn)?shù)作為球團(tuán)的抗摔強(qiáng)度的指標(biāo)。。
[0100]成型球團(tuán)抗壓強(qiáng)度:將球團(tuán)置于型號為LDS-Y10A球團(tuán)壓力試驗機(jī)上測定的，壓力 試驗機(jī)施載速度為l〇mm/min。
[0101] 測試結(jié)果如表1所示：
[0102] 表1壓塊球團(tuán)性能對比
[0103]
[0104] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任 一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié) 合和組合。
[0105] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述 實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項】
1. 一種制備電石原料的系統(tǒng)，其特征在于，包括： 快速熱解爐，所述快速熱解爐具有低階煤入口、半焦出口和熱解油氣出口，并且所述低 階煤入口設(shè)置在所述快速熱解爐的頂部，所述半焦出口設(shè)置在所述快速熱解爐的底部，在 所述半焦出口處設(shè)置有星型給料閥； 混料裝置，所述混料裝置具有半焦入口、含有生石灰和粘結(jié)劑的物料入口、惰性氣體入 口和混合物料出口，所述半焦入口與所述半焦出口相連； 熱壓成型裝置，所述熱壓成型裝置具有混合物料入口和成型球團(tuán)出口，所述混合物料 入口與所述混合物料出口相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括： 低階煤料倉； 第一進(jìn)料螺旋，所述第一進(jìn)料螺旋具有第一螺旋進(jìn)料口和第一螺旋出料口，所述第一 螺旋進(jìn)料口與所述低階煤料倉相連，所述第一螺旋出料口與所述低階煤入口相連。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括： 緩沖罐，所述緩沖罐具有緩沖罐進(jìn)料口和緩沖罐出料口，所述緩沖罐進(jìn)料口與所述半 焦出口相連； 第二進(jìn)料螺旋，所述第二進(jìn)料螺旋具有第二螺旋進(jìn)料口和第二螺旋出料口，所述第二 螺旋進(jìn)料口與所述緩沖罐出料口相連，所述第二螺旋出料口與所述半焦入口相連。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括： 物料料倉，所述物料料倉具有粘結(jié)劑入口、生石灰入口和混料出口； 第三進(jìn)料螺旋，所述第三進(jìn)料螺旋具有第三螺旋進(jìn)料口和第三螺旋出料口，所述第三 螺旋進(jìn)料口與所述混料出口相連，所述第三螺旋出料口與所述含有生石灰和粘結(jié)劑的物料 入口相連。5. -種利用權(quán)利要求1-4任一項所述的系統(tǒng)制備電石原料的方法，其特征在于，包括： (1) 將低階煤從所述快速熱解爐頂部供給至所述快速熱解爐內(nèi)進(jìn)行快速熱解處理，以 便得到半焦和熱解油氣； (2) 將所述半焦、惰性氣體與含有生石灰和粘結(jié)劑的物料供給至混料裝置中進(jìn)行混合， 以便得到混合物料； (3) 將所述混合物料供給至所述熱壓成型裝置中進(jìn)行熱壓成型處理，以便得到成型球 團(tuán)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟（1)中，所述快速熱解處理的溫度為 600~650攝氏度，時間為2~10秒。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述混合物料的溫度為 200~250攝氏度。8. 根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述半焦、所述 生石灰和所述粘結(jié)劑的質(zhì)量比為60:100:(8~32)， 任選的，在步驟（2)中，將所述半焦與所述含有生石灰和粘結(jié)劑的物料混合10~20分 鐘。9. 根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項所述的方法，其特征在于，所述粘結(jié)劑為瀝青粉末， 任選的，所述瀝青粉末為高溫瀝青粉末， 任選的，所述半焦的粒徑不高于3_， 任選的，所述生石灰的粒徑不高于150微米， 任選的，所述粘結(jié)劑的粒徑不高于150微米。10.根據(jù)權(quán)利要求5-9中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述成型處理 是采用對輥成型機(jī)進(jìn)行的，其中，所述成型處理的壓力為12~15MPa。
【文檔編號】C10L5/16GK105907436SQ201610405070
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】夏碧華, 鄧鑫, 薛遜, 吳道洪
【申請人】北京神霧環(huán)境能源科技集團(tuán)股份有限公司