一种煤加氢气化方法及应用该方法的加氢气化炉技术

本发明专利技术公开了一种煤加氢气化方法及应用该方法的加氢气化炉，涉及加氢气化技术领域，为解决现有技术中采用加氢气化炉对黏结指数为5以上的低阶弱粘接性煤种进行气化，容易造成喷嘴堵塞，内筒积碳超温的问题而发明专利技术。本发明专利技术一种煤加氢气化方法，包括以下步骤：将煤粉分成第一类煤粉和第二类煤粉，所述第一类煤粉的分子量分布范围大于第二类煤粉的分子量分布范围；在第一加氢气化反应环境内对第一类煤粉进行加氢气化反应，获得第一合成气和第一副产物，在第二加氢气化反应环境内对第二类煤粉进行加氢气化反应，获得第二合成气和第二副产物。

A Method of Hydrogasification of Coal and Its Application in Hydrogasifier

The invention discloses a coal hydrogasification method and a hydrogenation gasifier applying the method, which relates to the technical field of hydrogenation gasification. It is invented to solve the problem of using a hydrogenation gasifier to gasify low-rank weak cohesive coal with a cohesive index of more than 5, which is easy to cause blockage of nozzles and carbon accumulation in the inner cylinder. The invention relates to a coal hydrogasification method, which comprises the following steps: dividing pulverized coal into first and second types of pulverized coal, the molecular weight distribution range of the first type pulverized coal is larger than that of the second type pulverized coal; the first type pulverized coal is hydrogasified in the first hydrogasification reaction environment, the first syngas and the first by-product are obtained, and the second type pulverized coal is hydrogasified. The second type of pulverized coal was hydrogasified in the reaction environment to obtain the second syngas and the second by-product.

【技术实现步骤摘要】
一种煤加氢气化方法及应用该方法的加氢气化炉
本专利技术涉及煤加氢气化
，尤其涉及一种煤加氢气化方法及应用该方法的加氢气化炉。
技术介绍
煤加氢气化技术是指在800～1000℃温度、5～10MPa的压力和富氢条件下，煤粉和氢气反应直接生成甲烷、轻质芳烃油品和洁净半焦的过程。煤加氢气化技术既能实现煤高效清洁转化制天然气，同时又能副产高附加值芳烃油品，是煤制合成天然气的重要工艺路线之一，融合煤制气和煤制油的优势，通过梯级利用、全价开发，真正实现煤炭资源的清洁、高效、综合利用。在国内的煤碳资源中，存在大量的低阶弱粘接性煤种，如弱粘煤、部分长焰煤和少量1/2的粘煤，其黏结指数在5～40之间。若该低阶弱粘接性煤种采用加氢气化炉进行气化，热解过程中煤粉产生胶质体，并粘在喷嘴和内筒上，造成喷嘴堵塞，内筒积碳超温等问题。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种煤加氢气化方法及应用该方法的加氢气化炉，可解决现有技术中采用加氢气化炉对黏结指数为5以上的低阶弱粘接性煤种进行气化，容易造成喷嘴堵塞，内筒积碳超温的问题。为达到上述目的，本专利技术的实施例采用如下技术方案：一种煤加氢气化方法，包括以下步骤：将煤粉分成第一类煤粉和第二类煤粉，所述第一类煤粉的分子量分布范围大于第二类煤粉的分子量分布范围；在第一加氢气化反应环境内对第一类煤粉进行加氢气化反应，获得第一合成气和第一副产物，在第二加氢气化反应环境内对第二类煤粉进行加氢气化反应，获得第二合成气和第二副产物。可选地，所述将煤粉分成第一类煤粉和第二类煤粉具体包括：利用萃取溶剂在加热条件下溶解煤粉所含有的第二类煤粉。可选地，在所述将煤粉分成第一类煤粉和第二类煤粉前，所述煤加氢气化方法还包括：将所述第一类煤粉所含有的部分组分进行分子结构转换，获得第二类煤粉。可选地，所述将所述第一类煤粉所含有的部分组分进行分子结构转换，获得第二类煤粉具体包括：以萃取溶剂为反应环境，将所述第一类煤粉所含有的部分组分在加热条件下进行分子结构转换，获得第二类煤粉。可选地，在第一加氢气化反应环境内对第一类煤粉进行加氢气化反应，还包括：至少将所述第一合成气和第一副产物所含有的热量作为补充热量提供给所述第二加氢气化反应环境。可选地，所述利用萃取溶剂在加热条件下溶解煤粉所含有的第二类煤粉的步骤和所述以萃取溶剂为反应环境，将所述第一类煤粉所含有的部分组分在加热条件下进行分子结构转换，获得第二类煤粉的步骤为同时进行的。可选地，所述利用萃取溶剂溶解煤粉所含有的第二类煤粉的加热条件和所述以萃取溶剂为反应环境，将所述第一类煤粉所含有的部分组分进行分子结构转换，获得第二类煤粉的加热条件均为300～400℃。可选地，所述利用萃取溶剂在加热条件下溶解煤粉所含有的第二类煤粉的反应时间和所述以萃取溶剂为反应环境，将所述第一类煤粉所含有的部分组分在加热条件下进行分子结构转换的反应时间均为至少1个小时。可选地，所述萃取溶剂选自NaOH、HCl、N-甲基吡咯烷酮、轻质油中的任一种或几种。本专利技术实施例还包括一种应用上述技术方案所述的煤加氢气化方法的加氢气化炉，包括筒体，所述筒体上间隔设有第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴用于将第一类煤粉导入所述筒体内，所述第二喷嘴用于将第二类煤粉导入所述筒体内。可选地，所述筒体包括间隔设置的内筒和外筒，所述第一喷嘴设置在所述内筒上，且所述第一喷嘴的喷射方向朝向所述内筒的内侧，所述第二喷嘴设置在所述外筒上，所述第二喷嘴可将所述第二类煤粉导入所述外筒与所述内筒之间的间隙中。可选地，所述内筒上开设有出口，所述出口与所述外筒连通。可选地，所述第二喷嘴为多个，多个所述第二喷嘴沿所述外筒的周向间隔分布。本专利技术实施例提供的煤加氢气化方法及应用该方法的加氢气化炉，在应用于低阶弱粘接性煤种时，按照分子量分布范围的不同，将煤粉分为第一类煤粉和第二类煤粉，且第一类煤粉的分子量分布范围大于第二类煤粉的分子量分布范围，使第一类煤粉和第二类煤粉的组分(或组分比例)与原煤粉的组分(或组分比例)不同，通过在气化炉中的两个加氢气化反应环境内对第一类煤粉和第二类煤粉分别进行加氢气化反应，第一类煤粉的反应生成物中气态物质和液态物质的比例减少，而固态物质的比例增多，气固比例不平衡，而第二类煤粉的反应生成物中主要是气态物质，气固比例也不平衡，从而使得反应后的生成物不易生成胶质物，从而可解决加氢气化炉的喷嘴堵塞，内筒积碳超温的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中煤加氢气化方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例中煤加氢气化方法中将煤粉分成第一类煤粉和第二类煤粉的工艺流程图；图3为本专利技术实施例中加氢气化炉的结构示意图；图4为本专利技术实施例中加氢气化炉上第二喷嘴的分布示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。参照图1，本专利技术实施例的煤加氢气化方法，包括以下步骤：将煤粉分成第一类煤粉和第二类煤粉，第一类煤粉的分子量分布范围大于第二类煤粉的分子量分布范围；在第一加氢气化反应环境内对第一类煤粉进行加氢气化反应，获得第一合成气和第一副产物；在第二加氢气化反应环境内对第二类煤粉进行加氢气化反应，获得第二合成气和第二副产物。在将本专利技术实施例的煤加氢气化方法应用于低阶弱粘接性煤种时，通过将煤粉分成第一类煤粉和第二类煤粉，且第一类煤粉的分子量分布范围大于第二类煤粉的分子量分布范围，使得第一类煤粉和第二类煤粉的组分(或组分比例)与原煤粉的组分(或组分比例)不同，粘度降低，在气化炉中的两个加氢气化反应环境内对第一类煤粉和第二类煤粉分别进行加氢气化反应，第一类煤粉的反应生成物中气态物质和液态物质的比例减少，而固态物质的比例增多，气固比例不平衡，而第二类煤粉的反应生成物中主要是气态物质，气固比例也不平衡，从而使得反应后的生成物不易生成胶质物，从而可解决加氢气化炉的喷嘴堵塞，内筒积碳超温的问题。需要说明的是：上述第一类煤粉的分子量分布范围大于第二类煤粉的分子量分布范围可为：(1)第一类煤粉的分子量范围与第二类煤粉的分子量范围没有交集，如第一类煤粉包括大分子物质和中分子物质，其中，大分子物质指煤炭中的矿物质和形成煤炭的三维结构骨架——多碳结构，主要包括灰分，中分子物质主要包括蒽、菲、炔烃类、萘以及含有苯环的苯类等物质；第二类煤粉包括小分子物质，小分子物质包括烯烃类、烷基类本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤加氢气化方法，其特征在于，包括以下步骤：将煤粉分成第一类煤粉和第二类煤粉，所述第一类煤粉的分子量分布范围大于第二类煤粉的分子量分布范围；在第一加氢气化反应环境内对第一类煤粉进行加氢气化反应，获得第一合成气和第一副产物，在第二加氢气化反应环境内对第二类煤粉进行加氢气化反应，获得第二合成气和第二副产物。

【技术特征摘要】
1.一种煤加氢气化方法，其特征在于，包括以下步骤：将煤粉分成第一类煤粉和第二类煤粉，所述第一类煤粉的分子量分布范围大于第二类煤粉的分子量分布范围；在第一加氢气化反应环境内对第一类煤粉进行加氢气化反应，获得第一合成气和第一副产物，在第二加氢气化反应环境内对第二类煤粉进行加氢气化反应，获得第二合成气和第二副产物。2.根据权利要求1所述的煤加氢气化方法，其特征在于，所述将煤粉分成第一类煤粉和第二类煤粉具体包括：利用萃取溶剂在加热条件下溶解煤粉所含有的第二类煤粉。3.根据权利要求2所述的煤加氢气化方法，其特征在于，在所述将煤粉分成第一类煤粉和第二类煤粉前，所述煤加氢气化方法还包括：将所述第一类煤粉所含有的部分组分进行分子结构转换，获得第二类煤粉。4.根据权利要求3所述的煤加氢气化方法，其特征在于，所述将所述第一类煤粉所含有的部分组分进行分子结构转换，获得第二类煤粉具体包括：以萃取溶剂为反应环境，将所述第一类煤粉所含有的部分组分在加热条件下进行分子结构转换，获得第二类煤粉。5.根据权利要求1所述的煤加氢气化方法，其特征在于，在第一加氢气化反应环境内对第一类煤粉进行加氢气化反应，还包括：至少将所述第一合成气和第一副产物所含有的热量作为补充热量提供给所述第二加氢气化反应环境。6.根据权利要求4所述的煤加氢气化方法，其特征在于，所述利用萃取溶剂在加热条件下溶解煤粉所含有的第二类煤粉的步骤和所述以萃取溶剂为反应环境，将所述第一类煤粉所含有的部分组分在加热条件下进行分子结构转换，获得第二类煤粉的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾，郑征，聂永广，孙中卫，景旭亮，马丽荣，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13