一种处理低阶煤的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开一种处理低阶煤的系统和方法。该系统包括热解单元、脱硫脱碳单元、硫磺回收单元和热解油气处理单元：热解单元用于低阶煤粉的热解、热解油气过滤和冷却以及油水混合物的分离；脱硫脱碳单元用于将气体进行脱硫脱碳处理得到产品气；硫磺回收单元用于脱硫脱碳后酸性气体中硫化氢的回收，硫化氢转变为单质硫作为所述热解油气处理单元的预硫化剂；热解油气处理单元用于预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油的反应。本发明专利技术能够充分的应用整个工艺流程中的酸性气体，还能够将煤热解、悬浮床加氢、油品精制所产生的酸性尾气统一处理，循环使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤处理
，特别涉及一种处理低阶煤的系统和方法。
技术介绍
煤炭分质利用被认为是煤炭清洁高效利用的有效途径，也是我国“十三五”煤化工重点发展的方向。煤炭的分质利用就是通过热解将煤炭中不同成分先分离出来，包括煤气、焦油和半焦等。煤焦油通过加氢可以生产出汽油、柴油，半焦通过热解变成低挥发分、低硫的清洁燃料，代替散烧煤减少对大气的污染。煤炭分质利用“龙头”是煤的热解技术，要提取规模产量的焦油、煤气，煤分质利用需要规模化、大型化，单套煤热解装置规模越来越大型化，在低阶煤的分质利用过程中，快速热解一般处理粉煤原料，粉煤在热解炉中温度升高快，停留时间短，获得的煤焦油甲苯不溶物含量较高，主要是煤灰、煤粉等，且黏度较大、含重质组分多、热稳定性较差，属于重质、劣质焦油的范畴，这些缺点导致其深加工难度较大。现有技术公开了一种煤热解焦油回收方法，该专利技术是将热解气与冷焦油在焦油回收塔中进行接触换热，使热解气中的焦油冷凝回收，一部分冷凝焦油经热量回收并经固液分离出粉尘后作为热解气的冷却介质，一部分循环回焦油回收塔底部，提高焦油在焦油回收塔底部的流速，防止粉尘沉积堵塞回收塔。该专利技术利用重质焦油作为冷却介质，部分重质焦油需要经固液分离脱除粉尘，重质焦油中的粉尘很难除去，获得一定量的难以利用的油泥，且重质焦油的后续深加工难度较大。此外，该方法中焦油回收塔上端装有填料，此段冷却温度低，热解气可能会携带少量重质焦油在此冷凝，长时间运行会堵塞冷却塔。现有技术还公开了一种提高煤热解低温焦油品质的方法，该方法是将低温煤焦油或其蒸馏残渣加入原料煤中进行共热解，获取焦油和气态烃产物的制备方法。具体方法是将低温煤焦油或其蒸馏残渣与原料煤进行均匀混合，共同进入热解炉中共热解，获得液体产物、热解气、半焦，液体产物为油水混合物，经油水分离后得到低温煤焦油。该专利技术中低温煤焦油或其蒸馏残渣的粘度都较大，其与原料煤进行均匀混合的方式会使煤粉成块状或泥状，给原料筛分、破碎等处理带来困难。此外，热解油气采用水冷，会产生大量污水，同时热解油气热量也没有有效利用。
技术实现思路
本专利技术耦合了煤的快速热解、热解油气处理和该过程中产生的酸性尾气处理工艺。旨在提供一种以低阶粉煤快速热解为源头的，热解油气高效利用以及酸性气体合理回收处理的煤炭高效分级利用工艺，该工艺能够以低阶煤作为原料生产高品质提制煤，清洁液体燃料，并且能够回收处理热解过程及油气资源清洁化处理过程中的S、N等杂元素，做到环境友好，产出资源合理利用。为实现上述目的，本专利技术提出了一种处理低阶煤的系统，包括热解单元、脱硫脱碳单元、硫磺回收单元和热解油气处理单元；其中，所述热解单元包括低阶煤粉入口、提制煤出口、热解气体出口和油水分离后煤焦油出口，所述热解单元用于低阶煤粉的热解、热解油气过滤和冷却以及油水混合物的分离；所述脱硫脱碳单元包括热解气体入口、油气处理后尾气入口、脱硫脱碳溶液入口、产品气出口和脱硫脱碳后酸性气体出口，所述脱硫脱碳单元用于将热解气体进行脱硫脱碳处理得到产品气；所述硫磺回收单元包括脱硫脱碳后酸性气体入口、硫磺回收溶液入口和预硫化剂出口，所述硫磺回收单元用于脱硫脱碳后酸性气体中硫化氢的回收，硫化氢转变为单质硫作为所述热解油气处理单元的预硫化剂；所述热解油气处理单元包括油水分离后煤焦油入口、氢气入口，催化剂入口、预硫化剂入口、轻质油品产物出口和油气处理后尾气出口，所述热解油气处理单元用于预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油的反应，得到轻质油品产物和油气处理后尾气，油气处理后尾气进入所述脱硫脱碳单元继续处理；所述热解气体出口和所述热解气体入口相连，所述油水分离后煤焦油出口和所述油水分离后煤焦油入口相连，所述油气处理后尾气入口和所述油气处理后尾气出口相连，所述脱硫脱碳后酸性气体出口和所述脱硫脱碳后酸性气体入口相连，所述预硫化剂出口所述预硫化剂入口相连。具体地，所述热解单元由快速热解炉、分离器、冷却塔和分流槽顺序相连：所述快速热解炉用于低阶煤粉的热解；所述分离器用于热解油气中气体、液体及固体杂质的分离；所述冷却塔用于将过滤后的热解油气进行冷却，得到热解气体进入所述脱硫脱碳单元，得到的油水混合物进入所述分流槽；所述分流槽用于将冷却后的油水混合物进行分离，得到油水分离后的煤焦油进入所述热解油气处理单元。进一步地，所述脱硫脱碳单元包括吸收塔和再生塔：所述吸收塔用于将来自所述热解单元和所述热解油气处理单元的气体进行脱硫脱碳反应，吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液进入所述再生塔；所述再生塔对所述吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液进行再生处理，再生之后的溶剂返回吸收塔循环使用，再生塔塔顶气进入所述硫磺回收单元。具体地，所述硫磺回收单元包括硫磺回收装置和烘干器：所述硫磺回收装置采用络合铁硫磺回收溶液，回收酸性气体中的硫化氢，硫化氢转变为单质硫由塔底排出；所述烘干器用于将塔底排出的单质硫进行干燥，干燥后的单质硫作为预硫化剂进入所述热解油气处理单元。进一步地，所述热解油气处理单元包括悬浮床、过滤器、固定床、气液分离器和提氢装置：所述悬浮床用于将预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油进行预加氢处理，得到的气体从塔顶排出进入所述提氢装置，得到的油品进入所述过滤器；所述过滤器用于将预加氢处理后得到的油品进行过滤，同时过滤产生的固相产品作为外甩尾渣排出过滤器；所述固定床用于将来自所述过滤器的油品进行加氢精制和加氢裂化反应，反应之后的气液相产品进入所述气液分离器；所述气液分离器用于将反应后的气液相产品进行分离，得到的液相作为轻质油品产物，得到的气体进入所述提氢装置；所述提氢装置处理气体后得到的氢气进入所述悬浮床循环使用，得到的酸性气体进入所述脱硫脱碳单元。本专利技术还提供一种处理低阶煤的方法，包括如下步骤：A.热解：在所述热解单元先将低阶煤粉进行热解，然后将得到的热解油气进行过滤和冷却，得到热解气体和油水混合物，最后将所述油水混合物进行分离；B.脱硫脱碳：在所述脱硫脱碳单元将气体进行脱硫脱碳处理得到产品气和脱硫脱碳后酸性气体；C.硫磺回收：在所述硫磺回收单元对所述脱硫脱碳后酸性气体进行硫化氢回收，所述硫化氢转变为单质硫作为所述热解油气处理单元的预硫化剂；D.热解油气处理：在所述热解油气处理单元进行预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油的反应，得到轻质油品产物和油气处理后尾气，将所述油气处理后尾气输至所述脱硫脱碳单元继续处理。进一步地，在所述步骤A中，先将低阶煤粉置于所述快速热解炉进行热解，热解之后得到的提制煤由炉底排出，热解后得到所述热解油气输至所述分离器对气相，液相和固相进行分离；然后在所述冷却塔将过滤后的热解油气进行冷却，得到所述热解气体输至所述脱硫脱碳单元，得到的所述油水混合物输至所述分流槽；最后在所述分流槽将冷却后的所述油水混合物进行分离，得到油水分离后的煤焦油输至所述热解油气处理单元。优选地，将所述低阶粉煤的粒径控制在小于或等于3mm，所述快速热解炉控制在600～900℃，所述冷却塔塔底的温度控制在70～90℃。具体地，在所述步骤B中，先在所述吸收塔将来自所述热解单元和所述热解油气处理单元的气体进行脱硫脱碳反应，反应之后的产品气由塔顶排出，吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液输至所述再生塔；然后在所述再生塔对脱硫脱碳溶液进行再生处理，将再生之后的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理低阶煤的系统，包括热解单元、脱硫脱碳单元、硫磺回收单元和热解油气处理单元；其中，所述热解单元包括低阶煤粉入口、提制煤出口、热解气体出口和油水分离后煤焦油出口，所述热解单元用于低阶煤粉的热解、热解油气过滤和冷却以及油水混合物的分离；所述脱硫脱碳单元包括热解气体入口、油气处理后尾气入口、脱硫脱碳溶液入口、产品气出口和脱硫脱碳后酸性气体出口，所述脱硫脱碳单元用于将热解气体进行脱硫脱碳处理得到产品气；所述硫磺回收单元包括脱硫脱碳后酸性气体入口、硫磺回收溶液入口和预硫化剂出口，所述硫磺回收单元用于脱硫脱碳后酸性气体中硫化氢的回收，硫化氢转变为单质硫作为所述热解油气处理单元的预硫化剂；所述热解油气处理单元包括油水分离后煤焦油入口、氢气入口，催化剂入口、预硫化剂入口、轻质油品产物出口和油气处理后尾气出口，所述热解油气处理单元用于预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油的反应，得到轻质油品产物和油气处理后尾气，油气处理后尾气进入所述脱硫脱碳单元继续处理；所述热解气体出口和所述热解气体入口相连，所述油水分离后煤焦油出口和所述油水分离后煤焦油入口相连，所述油气处理后尾气入口和所述油气处理后尾气出口相连，所述脱硫脱碳后酸性气体出口和所述脱硫脱碳后酸性气体入口相连，所述预硫化剂出口所述预硫化剂入口相连。...

【技术特征摘要】
1.一种处理低阶煤的系统，包括热解单元、脱硫脱碳单元、硫磺回收单元和热解油气处理单元；其中，所述热解单元包括低阶煤粉入口、提制煤出口、热解气体出口和油水分离后煤焦油出口，所述热解单元用于低阶煤粉的热解、热解油气过滤和冷却以及油水混合物的分离；所述脱硫脱碳单元包括热解气体入口、油气处理后尾气入口、脱硫脱碳溶液入口、产品气出口和脱硫脱碳后酸性气体出口，所述脱硫脱碳单元用于将热解气体进行脱硫脱碳处理得到产品气；所述硫磺回收单元包括脱硫脱碳后酸性气体入口、硫磺回收溶液入口和预硫化剂出口，所述硫磺回收单元用于脱硫脱碳后酸性气体中硫化氢的回收，硫化氢转变为单质硫作为所述热解油气处理单元的预硫化剂；所述热解油气处理单元包括油水分离后煤焦油入口、氢气入口，催化剂入口、预硫化剂入口、轻质油品产物出口和油气处理后尾气出口，所述热解油气处理单元用于预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油的反应，得到轻质油品产物和油气处理后尾气，油气处理后尾气进入所述脱硫脱碳单元继续处理；所述热解气体出口和所述热解气体入口相连，所述油水分离后煤焦油出口和所述油水分离后煤焦油入口相连，所述油气处理后尾气入口和所述油气处理后尾气出口相连，所述脱硫脱碳后酸性气体出口和所述脱硫脱碳后酸性气体入口相连，所述预硫化剂出口所述预硫化剂入口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热解单元由快速热解炉、分离器、冷却塔和分流槽顺序相连：所述快速热解炉用于低阶煤粉的热解；所述分离器用于热解油气中气体、液体及固体杂质的分离；所述冷却塔用于将过滤后的热解油气进行冷却，得到热解气体进入所述脱硫脱碳单元，得到的油水混合物进入所述分流槽；所述分流槽用于将冷却后的油水混合物进行分离，得到油水分离后的煤焦油进入所述热解油气处理单元。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱硫脱碳单元包括吸收塔和再生塔：所述吸收塔用于将来自所述热解单元和所述热解油气处理单元的气体进行脱硫脱碳反应，吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液进入所述再生塔；所述再生塔对所述吸收了酸性气体的脱硫脱碳溶液进行再生处理，再生之后的溶剂返回吸收塔循环使用，再生塔塔顶气进入所述硫磺回收单元。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述硫磺回收单元包括硫磺回收装置和烘干器：所述硫磺回收装置采用络合铁硫磺回收溶液，回收酸性气体中的硫化氢，硫化氢转变为单质硫由塔底排出；所述烘干器用于将塔底排出的单质硫进行干燥，干燥后的单质硫作为预硫化剂进入所述热解油气处理单元。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热解油气处理单元包括悬浮床、过滤器、固定床、气液分离器和提氢装置：所述悬浮床用于将预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油进行预加氢处理，得到的气体从塔顶排出进入所述提氢装置，得到的油品进入所述过滤器；所述过滤器用于将预加氢处理后得到的油品进行过滤，同时过滤产生的固相产品作为外甩尾渣排出过滤器；所述固定床用于将来自所述过滤器的油品进行加氢精制和加氢裂化反应，反应之后的气液相产品进入所述气液分离器；所述气液分离器用于将反应后的气液相产品进行分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫琛洋，朱元宝，许梅梅，杜少春，史雪君，薛逊，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11