一种水煤气制乙炔联产一氧化碳的系统以及利用该系统制乙炔联产一氧化碳的方法

本发明专利属于煤化工，更进一步涉及一种水煤气制乙炔联产一氧化碳的系统以及利用该系统制乙炔联产一氧化碳的方法。

背景技术：

1、我国是一个富煤、贫油、少气的国家。迄今为止，我国能源一直是以煤为主的多元化结构，油气资源已经严重不足。煤炭储量比较丰富，累计探明储存量已超过 1万亿吨，占世界总储存量的11.6％，同时我国又是煤炭资源消费大国，2015年我国煤炭产量37.5亿吨，煤炭消费量为39.65亿吨，煤炭消费占全世界一半，其中 80％的煤炭通过直接燃烧方式利用，不仅煤炭资源得不到合理利用，而且较低的能效也造成了一定的环境污染。因此，如何清洁高效利用煤炭资源，解决和缓解当前能源危机，实现石油供应多元化和保证能源安全供应，促进经济持续快速稳定发展具有重要意义，特别是利用煤炭深加工制取乙炔等高附加值化学品具有非常显著的意义。

技术实现思路

1、为实现利用煤炭深加工制取乙炔等高附加值化学品的目的，同时解决现有技术中资源浪费、原料利用率不高的问题，本发明提出了一种水煤气制乙炔联产一氧化碳的系统以及利用该系统制乙炔联产一氧化碳的方法。

2、首先，本发明提供的水煤气制乙炔联产一氧化碳的系统包括：通过管道依次连接的煤热转化单元、一氧化碳生产单元、乙炔生产单元、碳酸钙生产单元和氧化钙生产单元；

3、其中，所述碳酸钙生产单元与所述乙炔生产单元之间通过管道形成液体通路；所述氧化钙生产单元与所述碳酸钙生产单元之间通过管道形成气体通路；所述氧化钙生产单元与所述一氧化碳生产单元之间通过管道形成输送通路。

4、在本发明的一个实施例中，所述系统还包括：形成于所述一氧化碳生产单元的一氧化碳出口，以及形成于所述乙炔生产单元的乙炔出口。

5、在本发明的一个实施例中，所述煤热转化单元被配置为用以添加原料煤；所述一氧化碳生产单元被配置为用以添加氧化钙；所述乙炔生产单元被配置为用以添加水；所述碳酸钙生产单元被配置为用以添加二氧化碳。

6、在本发明的一个实施例中，所述煤热转化单元包括有煤渣出口和有机质出口。

7、在本发明的一个实施例中，所述系统还包括一氧化碳收集单元或者一氧化碳燃烧单元；所述一氧化碳收集单元或者所述一氧化碳燃烧单元连接于所述一氧化碳出口。

8、在本发明的一个实施例中，所述系统还包括乙炔收集单元，所述乙炔收集单元连接于所述乙炔出口。

9、在本发明的一个实施例中，所述煤热转化单元、一氧化碳生产单元和氧化钙生产单元均设置有加热装置。

10、此外，本发明提供的利用上述的系统制乙炔联产一氧化碳的方法，包括以下步骤：

11、步骤一：在煤热转化单元中添加原料煤，通过加热反应，产生碳、煤渣和有机质，将碳通过管道输送至一氧化碳生产单元；

12、步骤二：在一氧化碳生产单元中添加氧化钙，通过加热反应，产生一氧化碳和碳化钙，将碳化钙通过管道输送至乙炔生产单元；

13、步骤三：在乙炔生产单元中加水，碳化钙与水发生反应产生氢氧化钙和乙炔，将氢氧化钙通过管道输送至碳酸钙生产单元；

14、步骤四：在碳酸钙生产单元中鼓入二氧化碳，氢氧化钙和二氧化碳发生反应产生碳酸钙和水，其中，将碳酸钙通过管道输送至氧化钙生产单元，水通过管道输送回乙炔生产单元；

15、步骤五：碳酸钙在氧化钙生产单元通过加热反应产生氧化钙和二氧化碳，将氧化钙通过管道输送回到一氧化碳生产单元，二氧化碳通过管道输送回到碳酸钙生产单元。

16、在本发明的一个实施例中，还包括重复步骤一至步骤五。

17、在本发明的一个实施例中，步骤一中，所述加热反应的温度为300℃-700℃；

18、步骤二中，所述加热反应的温度为800℃-2100℃；

19、步骤五中，所述加热的温度为800℃-1000℃。

20、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

21、利用本发明提供的系统可以制取乙炔，同时联产一氧化碳气体。该系统投入原料少，并且部分中间产物可作为循环介质使用，节能降耗，有效提高了原料利用率及工艺流程的经济性。

技术特征：

1.一种水煤气制乙炔联产一氧化碳的系统，其特征在于，所述系统包括：通过管道依次连接的煤热转化单元、一氧化碳生产单元、乙炔生产单元、碳酸钙生产单元和氧化钙生产单元；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：形成于所述一氧化碳生产单元的一氧化碳出口，以及形成于所述乙炔生产单元的乙炔出口。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述煤热转化单元被配置为用以添加原料煤；所述一氧化碳生产单元被配置为用以添加氧化钙；所述乙炔生产单元被配置为用以添加水；所述碳酸钙生产单元被配置为用以添加二氧化碳。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述煤热转化单元包括有煤渣出口和有机质出口。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括一氧化碳收集单元或者一氧化碳燃烧单元；所述一氧化碳收集单元或者所述一氧化碳燃烧单元连接于所述一氧化碳出口。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括乙炔收集单元，所述乙炔收集单元连接于所述乙炔出口。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述煤热转化单元、一氧化碳生产单元和氧化钙生产单元均设置有加热装置。

8.一种利用权利要求1-7任一所述的系统制乙炔联产一氧化碳的方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括重复步骤一至步骤五。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤一中，所述加热反应的温度为300℃-700℃；

技术总结本发明提供一种水煤气制乙炔联产一氧化碳的系统以及利用该系统制乙炔联产一氧化碳的方法，所述系统包括：通过管道依次连接的煤热转化单元、一氧化碳生产单元、乙炔生产单元、碳酸钙生产单元和氧化钙生产单元；其中，所述碳酸钙生产单元与所述乙炔生产单元之间通过管道形成液体通路；所述氧化钙生产单元与所述碳酸钙生产单元之间通过管道形成气体通路；所述氧化钙生产单元与所述一氧化碳生产单元之间通过管道形成输送通路。该系统制取乙炔的同时联产一氧化碳气体，并且投入原料少，部分中间产物可作为循环介质使用，节能降耗，提高了工艺流程的经济性。技术研发人员：马望京,靳志强,徐志成,宫清涛,罗澜,张磊,张路,赵濉受保护的技术使用者：中国科学院理化技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/16