一种煤炭的分质清洁利用工艺制造技术

本发明专利技术涉及煤炭化工技术领域，尤其涉及一种煤炭的分质清洁利用工艺，包括如下工艺步骤：步骤一，对原煤进行筛分，并通过皮带秤将筛分后的混合块、籽、粉煤送入热解装置进行热解；步骤二，经步骤一热解后产生煤焦油和热解气，所述煤焦油送入加氢装置，热解气送入制氢装置，所述制氢装置分解出氢气和解吸气，所述氢气送入加氢装置和合成氨装置，解吸气进入热解炉和发电装置；步骤三，通过空分装置向步骤二中的热解炉中送入富氧；步骤四，步骤三中的空分装置产生的氮气进入合成氨装置，进行下游产品的合成。采用本方案的煤炭的分质清洁利用工艺，解决了煤炭分质利用过程中，能源利用效率低，产业结构不合理，造成建设投资大，回收期长不便等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种煤炭的分质清洁利用工艺
本专利技术涉及煤化工
，尤其涉及一种煤炭的分质清洁利用工艺。
技术介绍
中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，从我国的能源资源和经济发展水平来看，在相当长的时间内，煤炭仍将是我国最主要的能源，但是煤炭的直接利用除了煤炭利用效率低外还存在一系列污染问题。中国已探明的煤炭储量中，中低阶煤占比55%以上，而中低阶煤中含有较高的挥发成分，若直接利用会造成资源的浪费，因此通过工艺耦合实现中低阶煤炭的分质梯级利用是中低阶煤炭高效清洁利用的有效途径，而煤热解是在一定的温度、绝氧环境下对煤进行热解，从而使煤中的挥发成分分解，产生热解固体、热解气和煤焦油的过程，是实现煤炭分质梯级利用的关键步骤。以热解技术为龙头的分质清洁转化技术与其他煤燃烧发电、煤液化、煤气化及气化下游等方向相比，在投资强度、技术经济性、能源转化效率等方面均具有明显的优势，是煤炭综合利用的最优途径。目前煤炭的高效清洁热解工艺根据原料粒径不同分为块煤热解和粉煤热解工艺。在针对以粉煤为原料的热解过程中，存在产生粉尘粒度小，含量高，热解粉焦和热解油气高温气固分离效果不理想等问题，最终导致煤焦油以及煤气中灰分含量高，质量较差，无法达到进一步深加工的质量指标；而以块煤为原料的热解工艺对原料粒径要求高，无法适用于现有开采情况下产生的大量粉煤，因此，在现有技术条件下，开展煤的综合热解是产业发展的方向。同时，以煤热解为龙头，产业链的选择和优化是煤化工高效、绿色可持续发展的基础。有鉴于此，有必要对现有技术中的煤炭分质清洁利用产业链进行优化，以解决上述煤化工投资大、能源利用率低、运行成本高等一系列技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中原煤热解后产物质量差以及以煤炭为原料的多联技术的利用不充分、投资大、能源利用率低、运行成本高等问题，提供了一种煤炭的分质清洁利用工艺。实现专利技术目的的技术方案如下：一种煤炭的分质清洁利用工艺，包括如下工艺步骤：步骤一，对原煤进行筛分，并通过皮带秤将筛分后的混合块、籽、粉煤送入热解装置进行热解；步骤二，经步骤一热解后产生煤焦油和热解气，所述煤焦油送入加氢装置，热解气送入制氢装置，所述制氢装置分解出氢气和制氢解吸气，所述氢气送入加氢装置和合成氨装置，制氢解吸气进入热解炉和发电装置；步骤三，通过空分装置向步骤二中的热解炉中送入氧气；步骤四，步骤三中由空分装置产生的氮气进入合成氨装置，进行下游产品的合成。更进一步的，所述步骤一中采用筛分装置对原煤进行筛分，所述筛分装置包括第一筛层、第二筛层和第三筛层，所述第一筛层的筛分径粒为d1≥40mm，所述第二筛层的筛分径粒为10mm≤d2≤40mm，所述第三筛层的筛分径粒为5mm≤d3≤10mm。更进一步的，所述热解装置包括热解炉、煤气净化装置和制氢装置，所述煤气净化装置设置于制氢装置与所述热解炉之间，且所述煤气净化装置与制氢装置之间设有第一管路，所述第一管路上设置有流量调节阀。更进一步的，所述制氢装置与所述热解炉通过第二管路相连，所述第二管路上设置有减压装置，所述减压装置包括减压阀、水封和缓冲罐，所述减压阀和水封之间的管路上设置有第二调节阀，所述缓冲罐和热解炉之间的管路上设置有第三调节阀。更进一步的，所述热解装置还包括第三管路，所述第三管路连接煤气净化装置和第一管路，且所述第三管路上设置有第一调节阀，所述第三管路连通至第二管路，并将净化后的煤气和制氢解吸气混合后输送至热解炉。更进一步的，所述步骤三中的空分装置包括氧气存储罐和空气鼓风机，所述空分装置将空气中的氧气进行分离出来，所述氧气存储罐将分离出的氧气进行存储，所述空气鼓风机将空气输送至富氧通道。更进一步的，所述空分装置分离出的氧气与所述空气鼓风机中进入的空气在所述富氧通道内进行混合形成富氧，所述富氧的氧含量在25%以上。更进一步的，所述热解炉上设置有总管路，所述总管路为环形套管，形成富氧通道和燃气通道，所述燃气通道与所述第二管路相连通。更进一步的，所述筛分装置与热解炉之间还设置有混合器，所述混合器对筛分后的混合块、籽、粉煤进行预混。更进一步的，所述热解炉的入口处还设置有卸料阀，所述卸料阀采用星型卸料阀。与现有技术相比，本专利技术型的有益效果是：（1）本专利技术的一种煤炭的分质清洁利用工艺，相比与现有技术，本方案的煤炭的分质清洁利用工艺首先通过对原煤进行三级筛分，并通过皮带秤称重后送入热解炉进行热解，严格控制进入热解炉中混合块、籽、粉煤的比例，然后经热解炉热解后分别产生质量较好的固体、热解气和煤焦油，其中，热解过程中，在煤气的回收再利用环节中通入富氧，使氮含量降低，保证了产物质量的大大提升，最后再进行下一步深加工；在整个产业链中煤化工投资小，能源利用率高，并优化了整个运行成本，适合推广。（2）本专利技术的一种煤炭的分质清洁利用工艺，在热解过程中，由于经热解炉处理后产生的荒煤气中含有CO、CO2、H2等物质，若将其直接输送至制氢系统中，则会产生制氢吸附剂失活等问题，从而影响制氢系统，因此，废气再回炉装置中需设置煤气净化装置，对荒煤气进行净化处理后，再将其送入制氢装置。（3）本专利技术的一种煤炭的分质清洁利用工艺，在解吸气回收利用时，由于经制氢装置处理后分解出的解吸气压力较大，因此通过设置减压装置进行二次降压处理，保证管道内处于正压状态，避免气体回流造成安全隐患。（4）本专利技术的一种煤炭的分质清洁利用工艺，通过增加富氧装置，向净化后的煤气以及解吸气中通入氧含量为50%～60%的富氧，相比于原有技术中的热解技术，通入的助燃气体中氮含量由78%降低到了30%～45%，大大降低了富氧煤气中的无效成分，使热解炉中产生的煤气的品质得到了提升，同时减少了氮化物排放对环境造成的污染。（5）本专利技术的一种煤炭的分质清洁利用工艺，在热解炉的入口处设置星型卸料阀，可以对入料的流量进行控制，避免入料时在热解炉的入口处造成拥堵，影响热解效果，同时还对热解炉起到了密封的作用，保证炉内热解燃料气跑出炉外，造成空气污染。附图说明图1为本专利技术的煤炭分质清洁利用工艺流程图；图2为本专利技术的富氧热解装置结构示意图；图3为图2中A处结构示意图；图4为本专利技术的发电装置结构示意图；其中，1、热解装置；2、制氢装置；3、加氢装置；4、空分装置；5、发电装置；6、合成氨装置；7、筛分装置；701、第一筛层；702、第二筛层；703、第三筛层；704、皮带秤；705、混合器；8、热解炉；9、煤气净化装置；10、空气鼓风机；11、氧气存储罐；12、第一流量调节阀；13、减压阀；14、第二调节阀；15、水封；16、第三调节阀；17、第一调节阀；18、第二流量调节阀；19、第三流量调节阀；20、第四流量调节阀；21、第五流量调节阀；22、燃气通道；23、富氧通道；24、总管路；25、原煤洗选厂；26、烘干装置；27、除尘脱硫装置；28、储煤仓；29、给料机；30、流化床锅炉；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤炭的分质清洁利用工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：/n步骤一，对原煤进行筛分，并通过皮带秤（704）将筛分后的混合块、籽、粉煤送入热解装置（1）进行热解；/n步骤二，经步骤一热解后产生煤焦油和热解气，所述煤焦油送入加氢装置（3），热解气送入制氢装置（2），所述制氢装置（2）分离出氢气和制氢解吸气，所述氢气送入加氢装置（3）和合成氨装置（6），制氢解吸气进入热解炉（8）和发电装置（5）；/n步骤三，通过空分装置（4）向步骤二中的热解炉（8）中送入氧气；/n步骤四，步骤三中由空分装置（4）产生的氮气进入合成氨装置（6），进行下游产品的合成。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤炭的分质清洁利用工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：
步骤一，对原煤进行筛分，并通过皮带秤（704）将筛分后的混合块、籽、粉煤送入热解装置（1）进行热解；
步骤二，经步骤一热解后产生煤焦油和热解气，所述煤焦油送入加氢装置（3），热解气送入制氢装置（2），所述制氢装置（2）分离出氢气和制氢解吸气，所述氢气送入加氢装置（3）和合成氨装置（6），制氢解吸气进入热解炉（8）和发电装置（5）；
步骤三，通过空分装置（4）向步骤二中的热解炉（8）中送入氧气；
步骤四，步骤三中由空分装置（4）产生的氮气进入合成氨装置（6），进行下游产品的合成。


2.根据权利要求1所述的一种煤炭的分质清洁利用工艺，其特征在于，所述步骤一中采用筛分装置（6）对原煤进行筛分，所述筛分装置（6）包括第一筛层（701）、第二筛层（702）和第三筛层（703），所述第一筛层（701）的筛分径粒为d1≥40mm，所述第二筛层（702）的筛分径粒为10mm≤d2≤40mm，所述第三筛层（703）的筛分径粒为5mm≤d3≤10mm。


3.根据权利要求1所述的一种煤炭的分质清洁利用工艺，其特征在于，所述热解装置（1）包括热解炉（8）、煤气净化装置（9）和制氢装置（2），所述煤气净化装置（9）设置于制氢装置（2）与所述热解炉（8）之间，且所述煤气净化装置（9）与制氢装置（2）之间设有第一管路，所述第一管路上设置有流量调节阀（12）。


4.根据权利要求3所述的一种煤炭的分质清洁利用工艺，其特征在于，所述制氢装置（2）与所述热解炉（8）通过第二管路相连，所述第二管路上设置有减压装置，所述减压装置包括减压阀（13）、水封（15）和缓冲罐，所述减压阀（13）和水封（15）之间的管路上设置有第二调节阀（14），所述缓冲罐和热解炉（8）之间的管路上设...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋如昌，李亚军，高宏寅，
申请(专利权)人：陕西东鑫垣化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61