一种基于煤炭碳氢组分分级气化的替代燃料/化工产品生产系统技术方案

本发明专利技术公开了一种替代燃料/化工产品生产系统，耦合了煤炭碳氢组分分级气化和传统化工工艺，包括气化岛和化工岛,利用化工岛变换单元和CO2分离单元产生的CO2，用以气化岛焦炭气化，从而淘汰了原气化岛所需的水煤气变换与CO2分离单元，降低了能耗及设备投资；从气化岛得到的富氢焦炉煤气、富CO气化煤气、氢气按一定比例混合后，得到合适H2/CO比的合成反应新气，满足替代燃料/化工产品生产的要求，实现了有效成分的组分对口、梯级利用；气化岛焦炉煤气、气化煤气显热回收得到的蒸汽用于化工岛汽轮机发电，化工岛富产的电力一部分用于气化岛所需CO2的压缩，实现了气化岛和化工岛的能量利用高效集成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源动力与煤化工领域，涉及煤炭的高效、清洁利用，尤其涉及一种基于“煤炭碳氢组分分级气化”的替代燃料/化工产品生产系统。
技术介绍
现有的替代燃料/化工产品生产工艺大多基于传统煤气化技术，如壳牌煤气化、GE煤气化等。而传统的煤气化工艺(如图1所示)是以O2或O2与水蒸气的混合物为气化剂，需要消耗大量纯氧，而氧气制备会造成大量的电力消耗(一般而言，空分单元电耗占煤化工厂总电耗的约60％-70％)以及额外的设备投资。为了匹配全厂电力消耗，传统化工厂一般配备小型、低效的自备电厂，进一步降低了全厂能源转化效率。而且，现有的替代燃料/化工产品生产工艺基于的传统煤气化技术，只能得到富碳合成气，气化气体产物单一，需要配备水煤气变换单元将大部分CO转换成H2，才能满足替代燃料/化工产品的生产对合成气高H2/CO比的要求，从而造成了合成气化学能的损失。同时，传统的替代燃料生产工艺对煤种有严格的要求，这取决于该系统所采用的煤气化方式。我国煤炭剩余资源量约为1.54万亿吨，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种替代燃料/化工产品生产系统，包括气化岛和化工岛，所述气化岛包括燃烧器、焦炭制备单元和焦炭气化单元，供热煤与预热后的高温空气在燃烧器中燃烧生成高温烟气，随后高温烟气供入所述焦炭制备单元和焦炭气化单元，所述焦炭制备单元将气化煤制备为焦炭，所述焦炭供入所述焦炭气化单元中，所述焦炭制备单元制备的富氢焦炉煤气以及所述焦炭气化单元制备的富CO气化煤气供入所述化工岛，其特征在于，所述化工岛包括水煤气变换单元、CO2分离单元及替代燃料生产/化工合成单元，其中，‑‑所述气化岛中焦炭气化单元制备的富CO气化煤气经一废热锅炉回收热量后分为两路，一路通入所述水煤气变换单元与水蒸气发生反应，生成CO2气体和氢气的混...

【技术特征摘要】
1.一种替代燃料/化工产品生产系统，包括气化岛和化工岛，所述气化
岛包括燃烧器、焦炭制备单元和焦炭气化单元，供热煤与预热后的高温空气
在燃烧器中燃烧生成高温烟气，随后高温烟气供入所述焦炭制备单元和焦炭
气化单元，所述焦炭制备单元将气化煤制备为焦炭，所述焦炭供入所述焦炭
气化单元中，所述焦炭制备单元制备的富氢焦炉煤气以及所述焦炭气化单元
制备的富CO气化煤气供入所述化工岛，其特征在于，
所述化工岛包括水煤气变换单元、CO2分离单元及替代燃料生产/化工合
成单元，其中，
--所述气化岛中焦炭气化单元制备的富CO气化煤气经一废热锅炉回收
热量后分为两路，一路通入所述水煤气变换单元与水蒸气发生反应，生成CO2气体和氢气的混合气，之后混合气经所述CO2分离单元分离为CO2气体和氢
气，另一路富CO气化煤气与所述CO2分离单元分离出的氢气、以及所述焦
炭制备单元制备的经另一废热锅炉回收热量后的富氢焦炉煤气按比例混合后
形成H2/CO的合成反应新气，所述合成反应新气通入所述替代燃料生产/化工
合成单元生产替代燃料/化工产品；
--所述CO2分离单元分离出的CO2气体分为两路，一路经CO2压缩机压
缩后通入所述气化岛中的焦炭气化单元，另一路直接排空或经过CO2纯化单
元提纯后再经压缩单元压缩后实施碳捕集；
--所述替代燃料生产/化工合成单元回收的蒸汽及各废热锅炉回收的蒸汽
汇流后，通入汽轮机及发电设备单元中发电，所得的部分电力用以驱动所述
CO2压缩机。
2.根据权利要求1所述的替代燃料/化工产品生产系统，其特征在于，所
述替代燃料生产/化工合成单元为甲烷化合成单元，所述甲烷化合成单元包括
多级甲烷化反应器，其中从第一级甲烷化反应器排出的未反应气气体，大部
分经压缩后重新循环进入所述第一级甲烷化反应器，其余部分经冷却降温后
通入...

【专利技术属性】
技术研发人员：金红光，李胜，张筱松，高林，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11