制備合成氣的方法和電石爐和豎爐聯(lián)用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及制備合成氣的方法和電石爐和豎爐聯(lián)用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中國電石行業(yè)的發(fā)展已有50多年的歷史，取得了舉世矚目的成績，產(chǎn)能、產(chǎn)量躍居世界首位，并呈高速上升趨勢。近年來，由于過度投資、盲目發(fā)展，加之受到市場、原料、能源、環(huán)保等多方面的制約，2013年電石產(chǎn)量占世界電石產(chǎn)能90%以上。當(dāng)前電石生產(chǎn)存在的主要問題是能耗高、污染嚴(yán)重、資源浪費、成本高、經(jīng)濟效益差經(jīng)濟指標(biāo)落后。生產(chǎn)技術(shù)先進化、產(chǎn)品性能穩(wěn)定化、能量利用最優(yōu)化應(yīng)成為電石生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)前追求的目標(biāo)。
[0003]電石爐從爐型上來說分為開放式電石爐、半密閉(內(nèi)燃式)電石爐和全密閉電石爐3種.爐型不同，其煙氣性質(zhì)完全不同。開放式電石爐煙氣量大，煙溫低，一般不超過200°C ;半密閉電石爐煙溫較高，一般達到400°C以上，煙氣量大幅降低;全密閉電石爐煙溫最高，達600?I 000°C。密閉式電石爐生產(chǎn)It電石一般副產(chǎn)電石爐氣(也稱合成氣)400m3，其主要成分:一氧化碳占65-85%，氫氣占7-12%，能源損失大，煙氣量低，合成氣主要當(dāng)做燃料燒鍋爐或發(fā)電，合成氣用戶單一且不經(jīng)濟。此外，現(xiàn)有合成氣利用技術(shù):凈化脫硫脫碳變換后用于化工生產(chǎn)，合成氣產(chǎn)量低，主要成分為一氧化碳，而氫氣來源于制氫裝置，工藝設(shè)備投資高，占地面積大。
[0004]由此，用于調(diào)節(jié)合成氣的產(chǎn)量和成份的方法有待研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種制備合成氣的方法，通過調(diào)節(jié)噴吹煤量、水蒸汽、氧氣量來提高電石爐爐氣(合成氣)的產(chǎn)量、成分，方法簡單、易操作，投資成本低。
[0006]因而，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種制備合成氣的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述合成氣包括氫氣、一氧化碳和二氧化碳及碳氫化合物，利用電石爐制備所述合成氣，其中，所述電石爐包括:爐體，所述爐體內(nèi)限定出合成氣生產(chǎn)空間；多個電極，所述多個電極從所述爐體嵌入到所述合成氣生產(chǎn)空間中；多個噴槍，所述多個噴槍從所述爐體的頂壁和/或側(cè)壁嵌入到所述合成氣生產(chǎn)空間中，用于向所述合成氣生產(chǎn)空間中提供水蒸汽、氧氣和煤粉，其中，制備合成氣的方法包括:
[0007](I)將碳基原料和鈣基原料進行混合處理，以便得到爐料；(2)將所述爐料加入所述合成氣生產(chǎn)空間中；(3)利用所述多個電極對所述合成氣生產(chǎn)空間中的所述爐料進行加熱，并利用所述多個噴槍向所述合成氣生產(chǎn)空間中供給所述氧氣、所述水蒸汽和所述煤粉，所述煤粉與所述氧氣和所述水蒸汽反應(yīng)，以便獲得電石和合成氣。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實施例的制備合成氣的方法，通過在爐體上設(shè)置噴槍，利用噴槍提供反應(yīng)原料，在制備電石的同時，也提高合成氣的產(chǎn)量。并且，在利用噴槍提供煤粉和氧氣的基礎(chǔ)上，進一步提供水蒸汽，水蒸汽與煤粉反應(yīng)生成大量的一氧化碳和氫氣，便于合成氣的后續(xù)利用。
[0009]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的制備合成氣的方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實施例，通過調(diào)節(jié)所述水蒸汽、所述氧氣和所述煤粉的比例，以便控制所述合成氣中氫氣、一氧化碳、二氧化碳和碳氫化合物的比例。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述氧氣、所述水蒸汽和所述煤粉的比例為:(O?2.5): (O?2.88):(0?2.88)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實施例，步驟(3)中進一步包括:利用所述多個電極對所述合成氣生產(chǎn)空間中的所述爐料進行加熱，以便得熔融物料；以及向所述合成氣生產(chǎn)空間中繼續(xù)加入所述爐料，并利用所述噴槍向所述合成氣生產(chǎn)空間中供給所述氧氣、所述水蒸汽和所述煤粉，所述煤粉與所述氧氣和所述水蒸汽反應(yīng)，以便獲得合成氣。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在所述熔融物料出現(xiàn)電極穿井現(xiàn)象時，向所述熔融物料中繼續(xù)加入所述爐料。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述噴槍中煤粉的載氣為凈化壓縮煙氣或C02。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述煤粉與所述載氣的質(zhì)量比為40:(0.5-3)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述煤粉選自蘭炭、褐煤、長焰煤、煙煤和無煙煤的至少之
O
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種電石爐和豎爐聯(lián)用的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，利用電石爐為豎爐提供合成氣，其中，所述電石爐包括:爐體，所述爐體內(nèi)限定出合成氣生產(chǎn)空間；多個電極，所述多個電極與所述爐體相連并且伸入所述合成氣生產(chǎn)空間中；多個噴槍，所述多個噴槍從所述爐體的頂壁和/或側(cè)壁嵌入到所述合成氣生產(chǎn)空間中，用于向所述合成氣生產(chǎn)空間中提供水蒸汽、氧氣和煤粉，其中，所述電石爐和所述豎爐聯(lián)用的工藝包括:將爐料加入到所述合成氣生產(chǎn)空間中；利用所述多個電極對所述合成氣生產(chǎn)空間中的所述爐料進行加熱，并利用所述多個噴槍向所述合成氣生產(chǎn)空間中供給所述氧氣、所述水蒸汽和所述煤粉，所述煤粉與所述氧氣和所述水蒸汽反應(yīng)，以便獲得電石和合成氣;將所述合成氣進行凈化處理，以便得到潔凈的合成氣；以及將所述潔凈的合成氣輸送至所述豎爐，所述豎爐利用所述潔凈的合成氣進行反應(yīng)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明實施例的制備合成氣的方法，將本發(fā)明的電石爐在制備電石的過程中產(chǎn)生的合成氣經(jīng)凈化后為豎爐提供還原劑，實現(xiàn)廢物利用，并且，節(jié)省了制備合成氣的系統(tǒng)投資，降低了豎爐產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述氧氣、所述水蒸汽和所述煤粉的比例為:(O?2.5): (O?2.88):(0?2.88)。
[0020]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】
[0021]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:
[0022]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電石爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的制備合成氣的方法的流程示意圖；
[0024]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電石爐和豎爐聯(lián)用的方法的流程示意。
【具體實施方式】
[0025]下面詳細描述本發(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，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0026]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”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)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0027]需要說明的是，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一個或者更多個該特征。進一步地，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供了一種制備合成氣的方法。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述合成氣可以包括氫氣、一氧化碳和二氧化碳等成份，利用電石爐制備所述合成氣。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實施例，對電石爐的結(jié)構(gòu)進行解釋說明，電石爐包括:爐體100、多個電極200和多個噴槍300，其中，爐體100內(nèi)限定出合成氣生產(chǎn)空間；多個電極200從爐體100嵌入到合成氣生產(chǎn)空間中；多個噴槍300從爐體100的頂壁和/或側(cè)壁嵌入到合成氣生產(chǎn)空間中，用于向合成氣生產(chǎn)空間中提供水蒸汽、氧氣和煤粉。參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的實施例，制備合成氣的方法包括:
[0029]SlOO碳基原料和鈣基原料進行混合處理得到爐料
[0030]根據(jù)本發(fā)明的實施例，將碳基原料和鈣基原料進行混合處理，得到爐料。根據(jù)本發(fā)明的具體實施例，碳基顆粒和鈣基顆粒的