本发明专利技术公开了一种粉煤热解与粉焦气化耦合生产焦油并联产LNG的方法，包括：1)粉煤经粉煤热解产出粉焦和荒煤气；2)粉煤热解产出的荒煤气经煤气净化回收焦油和净煤气，净煤气一部分用于粉煤热解的供热，一部分进行后续处理生产LNG；3)粉煤热解产出的粉焦经气化生成合成气；4)经粉煤热解和煤气净化得到的净煤气和合成气经耐硫变换、低温甲醇洗脱硫脱碳后得到净混合气，作为甲烷化原料；5)净混合气经甲烷化后得到富甲烷气；6)富甲烷气经深冷液化分离后得到甲烷含量大于99％的LNG产品和以氢气氮气为主的乏气，乏气用作粉煤热解供热。本发明专利技术既实现了粉煤的分质利用，又解决了粉焦的利用问题，延长了产业链；合理利用系统余热用于发电，降低能耗。
【技术实现步骤摘要】
一种粉煤热解与粉焦气化耦合生产焦油并联产LNG的方法
本专利技术属能源开发
，涉及一种粉煤热解与粉焦气化耦合生产焦油并联产LNG的方法，具体的说是以粉煤为原料，利用粉煤热解与气化技术结合生产焦油并联产LNG的方法。
技术介绍
我国缺油、少气、富煤的能源结构特征注定我国能源消耗将长期以煤为主，目前煤矿机械化开采程度比较高，块煤只占到30％左右，各大煤炭产地的大量廉价粉煤无法有效的利用。发展粉煤热解技术是实施国家能源多元化战略之一。粉煤热解技术因方法相对简单、投资少，是具有很好竞争力的洁净煤技术。这种粉煤的利用方式可以实现粉煤的固、液、气分质利用，但固体产品-粉焦用途有限，销路不畅，成了粉煤热解行业的发展瓶颈。利用气流床加压气化工艺将粉煤气化成合成气，然后采用合成气合成LNG等其他化工产品是粉煤的又一种利用途径。目前煤制LNG的主流工艺是粉煤经气流床加压气化生成合成气，合成气经甲烷化后生成以甲烷为主要成分的LNG产品；或采用块煤为原料，采用固定床加压气化的工艺生成合成气并副产焦油，合成气经甲烷化后生成以甲烷为主要成分的LNG产品。采用气流床气化工艺生成的合成气主要成分为CO和H2，有效成分甲烷的体积含量不足1％，CO和H2在甲烷化过程中需要大量的催化剂，正常生产中催化剂的更换增加了企业的生产运营成本和设备投资成本，并且此工艺不产生焦油，没有实现煤炭的分质利用，未能充分利用煤中具有的高附加值油、气和化学品。采用固定床加压气化虽然能副产焦油且合成气中的甲烷含量较高，但使用的原料必须是块煤。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服
技术介绍
中粉煤利用行业的技术问题，提供了一种以粉煤为原料，采用外热式回转炉粉煤热解技术和粉焦气化技术耦合生产焦油并联产LNG的方法。该方法将粉煤热解得到的较高甲烷含量的净煤气与粉焦气化生成的合成气混合后生产LNG，与粉煤直接气化生产LNG相比需要甲烷化的合成气量减少，降低了甲烷化催化剂更换的生产运营成本和设备投资成本，又得到了焦油产品，实现了粉煤的分质利用，解决了粉焦的利用问题。本专利技术是通过下述技术方案来实现的：一种粉煤热解与粉焦气化耦合生产焦油并联产LNG的方法，包括下述步骤：1)粉煤热解：将粉煤在干燥炉内干燥后进入干馏炉，进入干馏炉的物料，在物料温度450～700℃下热裂解30～120min，得到高温粉焦和含有焦油的高温荒煤气，高温粉焦进入冷却炉冷却；2)煤气净化：粉煤热解产出的荒煤气经直冷-间冷结合冷却工艺回收焦油，再经煤气净化脱出其中的焦油、尘、萘、氨和硫杂质，回收净煤气；3)粉焦气化：将粉煤热解得到的粉焦采用水煤浆气化方法气化生成合成气；4)耐硫变换：将经步骤2)得到的50～65％净煤气与步骤3)得到的合成气混合后通过耐硫变换，调节合成气中的H2、CO、CO2比例，得到变换气；5)脱硫脱碳：脱除变换气中以H2S和CO2为主的酸性气体；并调整耐硫变换和脱硫脱碳后混合气中(H2－CO2)/(CO+CO2)摩尔比；6)甲烷化：经过步骤5)得到的净混合气采用甲烷化技术处理，得到以甲烷为主的富甲烷气和复产蒸汽，可用于粉煤热解系统干燥炉的供热或用于发电；7)深冷液化分离：将步骤6)中得到的富甲烷气进行深冷液化分离处理，得到甲烷含量大于99％的LNG产品和以氢气和氮气为主的乏气。进一步，所述步骤1)中，所用的粉煤粒径≤30mm。进一步，所述步骤2)中，回收的净煤气35～50％用于粉煤热解系统中干馏炉的供热。进一步，所述步骤2)中，直冷-间冷结合冷却工艺为：荒煤气在桥管和初冷塔内采用循环氨水直接喷洒冷却，冷却至80～100℃的初冷煤气进入横管冷却器，焦油氨水进入焦油氨水循环槽。初冷煤气在横管冷却器内采用循环水间接冷却，冷却至40～60℃终冷煤气进入煤气净化系统，冷凝液进入焦油氨水循环槽。焦油氨水循环槽内的焦油经澄清分离出焦油，氨水循环使用于桥管和初冷塔的喷洒。进一步，所述步骤2)中，煤气净化工序产生的废水废渣加入磨煤机中作为气化工序制备水煤浆的原料，进入气化工序。进一步，所述步骤3)中，水煤浆气化方法包括下述步骤：3a)粉焦与煤气净化工序产生的废水废渣在磨煤机中混合后，再按照混合物与水、添加剂、石灰石和氨水质量比为(30～50)：(28～60)：(2～10)：(2～10)：(1～10)比例进行研磨成具有一定粒度分布的水煤浆；3b)水煤浆经高压压力为4～10MPa煤浆泵加压后，与高压氧气经烧嘴混合后，呈雾状喷入气化炉燃烧室；3c)在燃烧室中进行气化反应，生成的合成气和熔渣进入激冷室冷却，冷却温度为220～320℃；3d)冷却后的合成气经喷嘴洗涤器进入碳洗塔，合成气在碳洗塔中进一步在冷却温度为200～300℃下冷却、除尘并控制水汽比，水蒸气体积占40～60％；熔渣落入激冷室底部冷却、固化，定期排出。进一步，所述步骤3b)中，水煤浆与高压氧气混合比例为10～15kg水煤浆：3～5Nm3氧气。进一步，所述步骤7)中，将步骤7)中产生的乏气用作粉煤热解系统干馏炉的供热。进一步，所述步骤4)中，通过耐硫变换，调节合成气中的H2、CO、CO2比例为(H2－CO2)/(CO+CO2)摩尔比为3～4。进一步，所述步骤5)中，(H2－CO2)/(CO+CO2)摩尔比调整为2～3.5，总硫≤0.1mg/Nm3。本专利技术的技术创新点在于：(1)以粉煤为原料，采用外热式回转炉粉煤热解技术和粉焦气化技术耦合，既实现了粉煤的分质利用，又解决了粉焦的利用问题；(2)利用粉煤热解得到的较高甲烷含量的净煤气和利用粉焦气化得到的合成气混合后生产LNG，与粉煤直接气化生产LNG相比需要甲烷化的合成气量减少，降低了甲烷化催化剂更换的生产运营成本和设备投资成本；(3)延伸粉煤热解产业链，既得到了焦油产品，又得到了紧缺的清洁能源液化天然气(LNG)，提高了产品附加值；(4)深冷液化分离工序产生的乏气用于粉煤热解系统干馏炉的供热；气化工序和甲烷化工序产生的蒸汽用于粉煤热解系统干燥炉的供热或用于发电，合理的利用了能源。本专利技术与粉煤直接气化生产LNG相比需要甲烷化的合成气量减少，降低了甲烷化催化剂更换的生产运营成本和设备投资成本，又到了焦油产品，实现了粉煤的分质利用，解决了粉焦的利用问题。附图说明图1是本专利技术工艺流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对专利技术作进一步的详细说明，但并不作为对专利技术做任何限制的依据。如图1所示，本专利技术粉煤热解与粉焦气化耦合生产焦油并联产LNG的方法，包括下述步骤：1)粉煤热解：将粒度≤30mm的粉煤在干燥炉内干燥后进入干馏炉，进入干馏炉的物料，在物料温度450～700℃下热裂解30～120min，得到粉焦和含有焦油的高温荒煤气；粉煤热解技术采用现有的西安三瑞实业有限公司公开的专利技术专利ZL201010153412.0进行。粉焦送入冷却炉冷却，高温荒煤气进入煤气净化单元。干燥炉采用1.0MPa的蒸汽加热；干馏炉采用粉煤热解净煤气和富甲烷气经深冷液化分离后产生的乏气供热。2)煤气净化：粉煤热解产出的荒煤气经直冷-间冷结合冷却工艺回收焦油，再经煤气净化脱出其中的焦油、尘、萘、氨、硫等杂质，回收净煤气，回收的净煤气35～50％用于粉煤热解系统中干馏炉的供热。煤气净化工序产生的废水废渣加入磨煤机中作为气化工序制备水煤浆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种粉煤热解与粉焦气化耦合生产焦油并联产LNG的方法，其特征在于，包括下述步骤：1)粉煤热解：将粉煤在干燥炉内干燥后进入干馏炉，进入干馏炉的物料，在干馏温度450～700℃下热裂解30～120min，得到高温粉焦和含有焦油的高温荒煤气，高温粉焦进入冷却炉冷却；2)煤气净化：粉煤热解产出的荒煤气经直冷‑间冷结合冷却工艺回收焦油，再经煤气净化脱除其中的焦油、尘、萘、氨和硫杂质，回收净煤气；3)粉焦气化：将冷却后的粉焦采用水煤浆气化方法气化生成合成气；4)耐硫变换：将经步骤2)得到的50～65％净煤气与经步骤3)得到的合成气混合，通过耐硫变换，调节合成气中的H
【技术特征摘要】
1.一种粉煤热解与粉焦气化耦合生产焦油并联产LNG的方法，其特征在于，包括下述步骤：1)粉煤热解：将粉煤在干燥炉内干燥后进入干馏炉，进入干馏炉的物料，在干馏温度450～700℃下热裂解30～120min，得到高温粉焦和含有焦油的高温荒煤气，高温粉焦进入冷却炉冷却；2)煤气净化：粉煤热解产出的荒煤气经直冷-间冷结合冷却工艺回收焦油，再经煤气净化脱除其中的焦油、尘、萘、氨和硫杂质，回收净煤气；3)粉焦气化：将冷却后的粉焦采用水煤浆气化方法气化生成合成气；4)耐硫变换：将经步骤2)得到的50～65％净煤气与经步骤3)得到的合成气混合，通过耐硫变换，调节合成气中的H2、CO、CO2比例，得到变换气；5)脱硫脱碳：脱除变换气中以H2S和CO2为主的酸性气体；并调整通过耐硫变换和脱硫脱碳后混合气中(H2－CO2)/(CO+CO2)摩尔比；6)甲烷化：经过步骤5)得到的混合气采用甲烷化技术处理，得到以甲烷为主的富甲烷气和复产蒸汽；7)深冷液化分离：将步骤6)中得到的富甲烷气进行深冷液化分离处理，得到甲烷含量大于99％的LNG产品和以氢气和氮气为主的乏气。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，所用的粉煤粒径≤30mm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，回收的净煤气35～50％用于粉煤热解系统中干馏炉的供热。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，直冷-间冷结合冷却工艺为：荒煤气在桥管和初冷塔内采用循环氨水直接喷洒冷却，冷却至80～100℃的初冷煤气进入横管冷却器，焦油氨水进入焦油氨水循环槽；初冷煤气在横管冷却器内采用循环水间接冷却，冷却至40～60℃终冷煤气进入煤气净化系统，...
【专利技术属性】
技术研发人员：何建祥，刘明会，张纪刚，齐涛，魏超，何方，崔凯，
申请(专利权)人：西安三瑞实业有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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