煤气化产生贫CH4煤气并联产石脑油的方法和系统及煤气化合成氨并联产石脑油的系统技术方案

本发明专利技术公开一种煤气化产生贫CH4煤气并联产石脑油的方法和系统及煤气化合成氨并联产石脑油的系统。系统包括：气化炉，包括壁部和由壁部围合形成的腔室，壁部具有顶部的进料口和底部的排渣口，腔室由进料口至排渣口的方向上至少区分为干馏区、气化区和燃烧区，壁部设有第一排气口和第二排气口，第一排气口与干馏区连通，第二排气口与气化区连通；除尘器，与气化炉的第一排气口连接，以接收来自气化炉的干馏区的煤气并进行除尘；分离单元，与除尘器的气相出口连接，用于分离来自干馏区的煤气，以获得石脑油和剩余煤气；冷却和除尘单元，与气化炉的第二排气口连接，以接收来自气化炉的气化区的煤气，并进行冷却和除尘，获得贫CH4煤气。煤气。煤气。

【技术实现步骤摘要】
煤气化产生贫CH4煤气并联产石脑油的方法和系统及煤气化合成氨并联产石脑油的系统


[0001]本专利技术属于煤化工
，具体涉及一种煤气化产生贫CH4煤气并联产石脑油的方法和系统及煤气化合成氨并联产石脑油的系统。

技术介绍

[0002]煤炭作为一种化石燃料，是目前甚至未来很长一段时间内人们生产生活必不可缺的能源之一。如果将煤炭直接燃烧不仅浪费了大量资源，更会排放SO2、NO
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、CO等有害气体，造成环境污染。因此，推动煤炭的清洁利用已经成为行业发展的必然选择。
[0003]煤气化是煤炭清洁利用的重要途径之一。现有的煤气化技术是将煤炭加入气化炉内，在气化剂的作用下，使煤炭转化成煤气，其含有CO、 H2、CH4和焦油等，之后由炉顶排出。由于该煤气中的CH4含量较高，为后续用于合成氨等化学合成具有不利影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术第一方面提供一种煤气化产生贫CH4煤气并联产石脑油的系统，其包括：
[0005]气化炉，包括壁部和由壁部围合形成的腔室，壁部具有顶部的进料口和底部的排渣口，腔室由进料口至排渣口的方向上至少区分为干馏区、气化区和燃烧区，壁部设有第一排气口和第二排气口，第一排气口与干馏区连通，第二排气口与气化区连通；
[0006]除尘器，与气化炉的第一排气口连接，以接收来自气化炉的干馏区的煤气，并进行除尘；
[0007]分离单元，与除尘器的气相出口连接，用于分离来自干馏区的煤气，以获得石脑油和剩余煤气；
[0008]冷却和除尘单元，与气化炉的第二排气口连接，以接收来自气化炉的气化区的煤气，并进行冷却和除尘，获得贫CH4煤气。
[0009]本专利技术第二方面提供一种煤气化产生贫CH4煤气并联产石脑油的方法，其在气化炉内进行，气化炉的内腔室由进料口至排渣口的方向上至少区分为干馏区、气化区和燃烧区，方法以氧气和水蒸气作为气化剂，使原料煤在气化炉内依次进行干馏、气化和燃烧，其中包括：
[0010](a)干馏区的温度为300℃～800℃且压力为2.5MPa～4MPa，将原料煤在干馏区进行干馏，产生焦油和CH4；
[0011](b)将气化区的煤气中的一部分上升至干馏区，其中的H2对焦油进行加氢，产生石脑油；
[0012](c)将气化区的煤气中的另一部分送出气化炉，并经冷却和除尘处理，获得贫CH4煤气；
[0013](d)将干馏区的煤气送出气化炉，并经除尘和分离处理，获得石脑油和剩余煤气。
[0014]本专利技术第三方面提供一种煤气化合成氨并联产石脑油的系统，其包括：
[0015]气化工段，包括根据本专利技术第一方面的煤气化产生贫CH4煤气并联产石脑油的系统；
[0016]变换工段，与气化工段的冷却和除尘单元的煤气出口连接，用于接收来自气化工段的贫CH4煤气，并对煤气进行变换处理，以使CO变换为 CO2，送出变换气体；
[0017]脱碳工段，用于对来自变换工段的变换气体进行脱碳处理，获得脱碳气体；
[0018]双甲精制工段，用于对来自脱碳工段的脱碳气体进行双甲精制，获得原料气；
[0019]合成氨工段，用于接收来自双甲精制工段的原料气，并用原料气合成氨。
[0020]本专利技术采用两段出气式结构的气化炉，该气化炉包括第一排气口和第二排气口，其中第一排气口与干馏区连通以送出干馏区的煤气，第二排气口与气化区连通以送出气化区的部分煤气。根据本专利技术，原料煤在气化炉内，在加压的条件下，以水蒸气和氧气作为气化剂，发生一系列化学反应。其中，气化区的煤气质量较高，该段煤气中有效气(CO+H2)的含量很高，基本不含焦油，且CH4含量很低。本专利技术人巧妙地将气化区的一部分煤气取出，经冷却和除尘后，即可获得贫CH4煤气，其可直接用作合成氨等化工合成的原料气。气化区的另一部分煤气上升至干馏区，对干馏区进行显热交换的同时，其中的H2在加压条件下对原料煤干馏产生的焦油进行加氢，获得石脑油，提高了油的品质。
[0021]此外，由于气化区的煤气基本不含焦油，若采用水洗涤进行降温和除尘，洗涤水可循环用于煤气洗涤。循环利用后的洗涤废水成分简单，主要为有机化合物且含量低(COD值为1000mg/L左右)，因此可大大简化后续的废水处理工艺。
[0022]另外，干馏区的煤气分离除去了其中的油分和水，所得到的剩余煤气中主要是CH4、H2和CO，其热值较高，可作为城市燃气、锅炉燃气等。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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，还可以根据附图获得其他的附图。
[0024]图1是本专利技术实施例提供的一种煤气化产生贫CH4煤气并联产石脑油的系统的流程图。
[0025]图2是本专利技术实施例提供的一种气化炉的示意图。
[0026]图3是本专利技术实施例提供的一种煤气化合成氨并联产石脑油的系统的流程图。
[0027]图4是本专利技术实施例提供的一种煤气化合成氨并联产石脑油的系统的流程图。
[0028]其中，附图标记说明如下：
[0029]100、气化炉；101、进料口；102、排渣口；103、第一排气口；104、第二排气口；105、气化剂喷嘴；110、壁部；111、内壁部；112、外壁部； 113、夹层；120、腔室；121、干馏区；122、气化区；123、燃烧区；124、干燥区；125、熔渣区；130、炉衬；131、第一衬段；132、第二衬段； 132a、凸出部；140、煤气通道；141、进气口；142、出气口；150、熔渣池；
[0030]200、除尘器；
[0031]300、分离单元；310、焦油分离器；320、煤气冷却器；330、气油水分离器；
[0032]400、冷却和除尘单元；410、文丘里洗涤器；420、气液分离器；430、洗涤液冷却器；
440、澄清槽；450、循环泵；
[0033]1、气化工段；2、变换工段；3、脱碳工段；4、双甲精制工段；5、合成氨工段；6、变脱工段；7、脱硫工段；
[0034]a、原料煤；b、气化剂；c、贫CH4煤气；d、剩余煤气；e、石脑油； f、废水；g、熔渣。
具体实施方式
[0035]为了使本专利技术的专利技术目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本专利技术造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤气化产生贫CH4煤气并联产石脑油的系统，其特征在于，包括：气化炉，包括壁部和由壁部围合形成的腔室，所述壁部具有顶部的进料口和底部的排渣口，所述腔室由所述进料口至所述排渣口的方向上至少区分为干馏区、气化区和燃烧区，所述壁部设有所述第一排气口和第二排气口，所述第一排气口与所述干馏区连通，所述第二排气口与所述气化区连通；除尘器，与所述气化炉的所述第一排气口连接，以接收来自所述气化炉的干馏区的煤气，并进行除尘；分离单元，与所述除尘器的气相出口连接，用于分离来自所述干馏区的煤气，以获得石脑油和剩余煤气；冷却和除尘单元，与所述气化炉的所述第二排气口连接，以接收来自所述气化炉的气化区的煤气，并进行冷却和除尘，获得贫CH4煤气。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却和除尘单元包括：文丘里洗涤器，与所述第二排气口连接；气液分离器，与所述文丘里洗涤器的煤气出口连接。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述冷却和除尘单元还包括依次连接于所述气液分离器的液相出口和所述文丘里洗涤器的洗涤液进口之间的洗涤液冷却器、澄清槽和循环泵，以将所述气液分离器分离出的洗涤液返回到所述文丘里洗涤器。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气化炉还包括：炉衬，设置于所述壁部朝向所述腔室的表面，所述炉衬具有在所述气化炉的高度方向上相继分布的第一衬段和第二衬段，且所述第二衬段相对靠近所述进料口设置，所述第二衬段内设有煤气通道，所述煤气通道的进气口位于所述气化区，所述煤气通道的出气口与所述第二排气口连通。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第二衬段内设有沿其周向间隔分布的多个所述煤气通道，多个所述煤气通道分别与所述第二排气口连通；优选地，所述煤气通道的数量为4～6个。6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述腔室包括在所述高度方向上分设于所述煤气通道的进气口两侧的第一腔段和第二腔段，所述第一腔段相对靠近所述进料口，所述第一腔段的内径D1小于所述第二腔段的内径D2；优选地，D1:D2为0.5～0.95，更优选为0.6～0.8。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第二衬段具有沿其厚度方向凸出于所述第一衬段的凸出部，以所述第一腔段的内径D1小于所述第二腔段的内径D2；优选地，所述第二衬段的所述凸出部和所述第一衬段之间圆滑过渡。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气化炉还包括：气化剂喷嘴，设置于所述壁部的对应所述燃烧区的区域。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气化炉的所述腔室由所述进料口至所述排渣口的方向上依次区分为干燥区、干馏区、气化区、燃烧区和熔渣区。10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分离单元包括：焦油分离器，与所述除尘器的气相出口连接，用于分离所述干馏煤气中的焦油，以获得贫焦油煤气；
煤气冷却器，与所述焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟东，宋文健，薛康，鲁思达，谢星，马成，
申请(专利权)人：北京航天创新专利投资中心有限合伙，
类型：发明
国别省市：