一种煤热解气化多联产系统及其热解气化方法技术方案

本发明专利技术涉及一种煤热解气化多联产系统及其热解气化方法,其系统包括依次连接的煤干燥装置、磨煤装置、煤加压输送装置、煤热解装置、气固分离装置、深冷分离装置和合成装置；气固分离装置还分别与提压装置和气化炉相连接；提压装置和气化炉还分别与减温降压器相连接；减温降压器还与煤热解装置相连接。其能耗降低，环保性能好，煤适应性好，方便设备的加工制造，消除安全隐患，提高效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤热解并气化
，涉及。
技术介绍
我国是世界产煤大国，也是煤炭消费大国。就资源禀赋而言，我国一次能源具有“贫油、少气、富煤”的特征。2010年我国煤炭资源探明储量占我国化石能源的93.3%，煤炭是目前保障我国能源安全供应的最可靠能源，同时也是现阶段最廉价的可利用能源。中国的能源储量、生产和消费结构决定了煤炭在今后一段时期内依然是我国的主要能源。煤气化技术的发展已有百余年的历史，逐渐形成了固定床、气流床、流化床等多种技术流派，气流床煤气化技术因其气化温度高，气化压力大，床程流速快，而具有效率高、规模大、煤种适应性好，碳转化率高等优点，逐步成为煤炭转化的优选技术；但是其也存在冷煤气效率低，合成气显热利用不充分等缺点；尤其是煤炭特别是长焰煤、褐煤中，本就含有大量高热值的化学物质，如甲烷、焦油以及一氧化碳、氢气等，这些物质在高温气化过程中全部转化为一氧化碳、氢气、二氧化碳等物质基础化学组分，经过净化、合成为更为复杂的物质，甲醇、二甲醚、乙醇以及烯烃类化学品，浪费巨大的能量且伴随大量废气的排放。煤热解通常是指原煤在隔绝空气或惰性气氛条件下，进行持续的加热升温并且保证没有催化作用，在这一过程中发生的一系列物理和化学的变化。使得煤经过热解反应，生产的化工产品包括热解的煤气、焦油或酚类产物、焦炭或者半焦(兰炭)。现有的多种煤热解技术，特别是实际应用的工程技术，始终没有很好解决能耗高、环境污染大、煤适应性不好等技术问题。专利申请号为“201410257589.3”，名称为“一种粉煤热解和气化方法”的中国专利技术专利申请，公开了一种粉煤和气化的方法，其采用两段式气化炉，(即气流床半焦气化炉与气流床粉煤热解炉分为上下两段)，众所周知的气流床气化炉如果需要达到较好的碳转化效率，需要较高的气化温度，以实现煤炭(半焦)的充分气化，其中叙述气化温度的特征为1200?1600°C ；1200?1600°C的高温对热解过程将产生如下诸多不利的影响:高温会导致焦油等高附加值产物的二次分解，而且反应器阀门等设备的加工制造难度大大提高，最为关键的是过高的热解温度给整个工艺过程带来了极大的安全隐患；且其在热解段出口设置有废热锅炉，众所周知，在煤热解过程中，会产生大量的焦油类产物，按照其工艺流程，这些焦油类产物与半焦、热解气等混合在一起，进入废热锅炉后，这些物料释放显热并降低温度，此时焦油类物质将因为降温而析出，与半焦粘污在废锅中，从而造成非常不利的效果。总体来说，现有技术中的煤热解和气化设备及工艺方法多存在能耗高、环境污染大、煤适应性不好，设备的加工制造难度大，安全隐患较大，效果较差等诸多问题，为此，需要，解决现有技术中所存在的上述问题，使其能耗降低，环保性能好，煤适应性好，方便设备的加工制造，消除安全隐患，提高效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，解决现有技术中所存在的能耗高、环境污染大、煤适应性不好，设备的加工制造难度大，安全隐患较大，效果较差等诸多问题，使其能耗降低，环保性能好，煤适应性好，方便设备的加工制造，消除安全隐患，提高效果。为实现上述目的，本专利技术一方面提供一种煤热解气化多联产系统，包括依次连接的煤干燥装置、磨煤装置、煤加压输送装置、煤热解装置、气固分离装置、深冷分离装置和合成装置；气固分离装置还分别与提压装置和气化炉相连接；提压装置和气化炉还分别与减温降压器相连接；减温降压器还与煤热解装置相连接。在以上方案中优选的是，气化炉与气固分离装置之间连接设有半焦进料装置。还可以优选的是，提压装置采用气体提压装置。还可以优选的是，深冷分离装置与焦油回收装置相连接。还可以优选的是，提压装置采用循环气升压装置。还可以优选的是，气化炉采用水煤浆气化炉、气流床气化炉或循环流化床气化炉，其将煤、氧化剂及助剂混合并燃烧或者不完全燃烧，生成高温合成气、灰渣。本专利技术另一方面提供一种煤热解气化多联产系统的热解气化方法，首先，利用煤干燥装置将原煤中水分脱除，并将脱水后的原煤输入磨煤装置中，将脱水后的原煤磨制成为均匀的颗粒度的粉煤；然后，将粉煤输入煤加压输送装置中，进行压力升高，并将压力升高后的粉煤输送入煤热解装置中，在煤热解装置中，产自气化炉的高温合成气与粉煤充分混合并换热，粉煤在温度提高后进行热解，生成半焦及热解组分，半焦及热解组分与降温后的合成气混合在一起，并将半焦及热解组分与降温后的合成气输入到气固分离装置中，将其分离为气体组分与固体组分，固体组分即高温半焦物，再将高温半焦物输送至气化炉，将高温半焦物与氧化剂及其助剂进行高温气化，生成合成气和灰渣，并将高温气化后的高温合成气和灰渣排出气化炉的炉体，将生成的高温合成气输送至煤热解装置；并且使得气固分离装置分离出的气体一部分通过提压装置循环回气化炉作为激冷气，一部分进入深冷分离装置分离出焦油及甲烷成分，剩余的粗合成气进入合成装置。在以上方案中优选的是，利用煤干燥装置将原煤中水分脱除，使得水分脱除至原煤中水分的15%。还可以优选的是，原煤采用块煤或者粉煤。还可以优选的是，将剩余的粗合成气进入合成装置合成甲烷或合成氨。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:本专利技术提供了，能够解决现有技术中所存在的能耗高、环境污染大、煤适应性不好，设备的加工制造难度大，安全隐患较大，效果较差等诸多问题；其实现对煤炭，特别是褐煤、泥煤、煤矸石等低阶煤进行就地干燥、热解、气化、分离过程，提取煤种部分挥发分及焦油组分，产生高温半焦作为气化的原料，进而进行气化产生高温合成气，作为热解的来源，煤气化与煤热解单元相互依存，相互配合，达到物料、能源的优化配置使用，降低污染、提高产率、充分利用热量，同时系统操作简单，可控性好，装置运行稳定；并且能耗降低，环保性能好，煤适应性好，方便设备的加工制造，消除安全隐患，提高效果。与现有技术相比，本专利技术能够有效利用气化产生的巨大热量，作为煤热解的热源充分利用，且热解产生的高温半焦作为气化的原料，避免了熄焦过程，从而节省了大量能源。其主要优点在于:可利用低阶煤末煤作为原料，气化热解副产多种高热解产物，能量省、环保性能好，没有熄焦过程，减少了污水、废气及热能的排放。适用于低阶煤特别是针对褐煤、泥煤等低阶煤以及长焰煤、烟煤等为原料制甲醇、合成氨等化学品，并副产焦油、甲烷等；其整体热效率高，便于脱除煤种污染物；其提高煤炭资源的综合利用效率，且有利于环境保护。【附图说明】图1为本专利技术的煤热解气化多联产系统的结构示意图；图2为本专利技术的煤热解气化多联产系统的热解气化的工艺流程图。图中，I为煤干燥装置，2为磨煤装置，3为煤加压输送装置，4为煤热解装置，5为气固分离装置，6为气化炉，7为提压装置，8为深冷分离装置，9为合成装置，10为减温降压器。【具体实施方式】为了更好地理解本专利技术，下面结合具体实施例对本专利技术作了详细说明。但是，显然可对本专利技术进行不同的变型和改型而不超出后附权利要求限定的本专利技术更宽的精神和范围。因此，以下实施例具有例示性的而没有限制的含义。实施例1:—种煤热解气化多联产系统，包括依次连接的煤干燥装置1、磨煤装置2、煤加压输送装置3、煤热解装置4、气固分离装置5、深冷分离装置8和合成装置9 ;气固分离装置5还分别与提压装置7和气化炉6相连接；提压装置7和气化炉6还分别与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤热解气化多联产系统，包括依次连接的煤干燥装置(1)、磨煤装置(2)、煤加压输送装置(3)、煤热解装置(4)、气固分离装置(5)、深冷分离装置(8)和合成装置(9)；其特征在于：气固分离装置(5)还分别与提压装置(7)和气化炉(6)相连接；提压装置(7)和气化炉(6)还分别与减温降压器(10)相连接；减温降压器(10)还与煤热解装置(4)相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马超，焦子阳，霍耿磊，
申请(专利权)人：航天长征化学工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11