一种联产甲烷、焦油及芳烃的煤催化气化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种联产甲烷、焦油及芳烃的煤催化气化系统。本实用新型专利技术中，热解过程和催化气化过程是在两个设备内单独进行的，所以，热解产生的焦油及多环芳烃不会与催化气化过程中的气化剂发生氧化反应，保证了最终得到的焦油及多环芳烃量不会降低；通过第一锁斗和第二锁斗进行变压，升压后有利于催化气化反应的进行，使半焦中的固定碳充分发生反应；通过气气换热器和气液换热器，对合成气中携带的热量进行了回收，实现了节能降耗的效果。实现了节能降耗的效果。实现了节能降耗的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种联产甲烷、焦油及芳烃的煤催化气化系统

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[0001]本技术涉及一种煤催化气化系统，尤其涉及一种联产甲烷、焦油及芳烃的煤催化气化系统。

技术介绍
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[0002]煤催化气化是指在催化剂作用下，煤在加压流化床气化炉中，在相对温和的条件下进行气化、变换和甲烷化反应，最终生产甲烷产品。该技术的最大特点是：将煤气化反应、水煤气变换和甲烷化反应耦合起来，在一个反应器中就可将煤转化为甲烷、氢气和一氧化碳。因此，煤催化气化技术是一种煤洁净高效利用化技术。与其他煤气化技术相比，具有甲烷含量高、气化反应所需的温度低等优点。
[0003]目前常用的煤催化气化技术中，煤粉在进入加压流化床气化炉之前，需要在煤粉中加入催化剂负载，由于催化剂负载在煤粉中必须是离子态才能起到催化效果，因此必须将催化剂负载溶解在水中才能离解为离子态，然后才能和煤粉进行混合，使得进入加压流化床气化炉的煤粉的含水量较高，含水量在5％以上，必须进行干燥处理，需要消耗大量热能，造成巨大的能源浪费；同时，由于煤气化反应、水煤气变换和甲烷化反应均在加压流化床气化炉内进行，煤粉中的挥发分热解后产生的一部分甲烷、焦油及芳烃会在高温的条件下进一步与气化剂发生氧化反应，导致最终得到的合成气中甲烷、焦油及多环芳烃的含量较低；此外，由于工艺要求进入加压流化床气化炉内的煤粉粒径较小，所以在进入加压流化床气化炉前，需通过破碎装置将大颗粒煤粉破碎至指定粒径，增加了系统的运行设备数量，增加了系统耗能。

技术实现思路
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[0004]本技术的目的在于提供一种节能降耗、高效利用煤粉的联产甲烷、焦油及芳烃的煤催化气化系统。
[0005]本技术由如下技术方案实施：
[0006]一种联产甲烷、焦油及芳烃的煤催化气化系统，包括催化剂源、煤粉源、混合器、第一固定床气化炉、氢气源、流化床催化气化炉、氧气源以及分离装置；
[0007]所述催化剂源和所述煤粉源的出口均通过输送管线与所述混合器的进料口连通，所述混合器的出料口通过管线与所述第一固定床气化炉顶部的进料口连通，所述氢气源的出气口通过管线与所述第一固定床气化炉底部的进气口连通，所述第一固定床气化炉顶部的出气口通过管线与所述分离装置的进气口连通，所述第一固定床气化炉的出料口通过管线与所述流化床催化气化炉的进料口连通，所述氧气源的出气口通过管线与所述流化床催化气化炉底部的进气口连通；
[0008]在所述第一固定床气化炉的外壁上固定设有热水水夹套，在所述热水水夹套的底部开设有进水口，在所述热水水夹套的顶部开设有出水口；
[0009]在所述混合器内设有搅拌器。
[0010]进一步的，所述流化床催化气化炉顶部的合成气出口通过管线与气气换热器的热介质进口连通；
[0011]所述氢气源的出气口通过管线与所述气气换热器的冷介质进口连通，所述气气换热器的冷介质出口通过管线与所述第一固定床气化炉底部的进气口连通。
[0012]进一步的，所述气气换热器的热介质出口通过管线与气液换热器的热介质进口连通；
[0013]所述热水水夹套的出水口通过管线与所述气液换热器的冷介质进口连通，所述气液换热器的冷介质出口通过管线与所述热水水夹套的进水口连通。
[0014]进一步的，所述第一固定床气化炉的出料口通过管线与第一锁斗的进料口连通，所述第一锁斗的出料口通过管线与所述流化床催化气化炉的进料口连通；
[0015]在所述第一锁斗上分别开设有第一充压口和第一泄压口，所述流化床催化气化炉的合成气出口还通过管线与所述第一充压口连通，所述第一泄压口通过管线与所述气气换热器的热介质进口连通。
[0016]进一步的，所述混合器的出料口还通过管线与第二固定床气化炉顶部的进料口连通，所述氢气源的出气口还通过管线与所述第二固定床气化炉底部的进气口连通，所述第二固定床气化炉顶部的出气口通过管线与所述分离装置的进气口连通，所述第二固定床气化炉的出料口通过管线与第二锁斗的进料口连通，所述第二锁斗的出料口通过管线与所述流化床催化气化炉的进料口连通；在所述第二固定床气化炉的外壁上固定设有所述热水水夹套；
[0017]在所述第二锁斗上分别开设有第二充压口和第二泄压口，所述流化床催化气化炉的合成气出口还通过管线与所述第二充压口连通，所述第二泄压口通过管线与所述气气换热器的热介质进口连通。
[0018]本技术的优点：
[0019]本技术中，热解过程和催化气化过程是在两个设备内单独进行的，所以，热解产生的焦油及多环芳烃不会与催化气化过程中的气化剂发生氧化反应，保证了最终得到的焦油及多环芳烃量不会降低；通过第一锁斗和第二锁斗进行变压，升压后有利于催化气化反应的进行，使半焦中的固定碳充分发生反应；通过气气换热器和气液换热器，对合成气中携带的热量进行了回收，实现了节能降耗的效果。
附图说明：
[0020]为了更清楚地说明本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。
[0021]图1为本实施例的系统结构示意图；
[0022]图中：催化剂源1、煤粉源2、混合器3、第一固定床气化炉4、第二固定床气化炉5、氢气源6、第一锁斗7、第二锁斗8、流化床催化气化炉9、氧气源10、分离装置11、气气换热器12、气液换热器13、热水水夹套14。
具体实施方式：
[0023]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0024]实施例1：
[0025]如图1所示的一种联产甲烷、焦油及芳烃的煤催化气化系统，包括催化剂源1、煤粉源2、混合器3、第一固定床气化炉4、氢气源6、流化床催化气化炉9、氧气源10以及分离装置11；
[0026]催化剂源1和煤粉源2的出口均通过输送管线与混合器3的进料口连通，混合器3的出料口分两路，分别通过管线分别与第一固定床气化炉4顶部的进料口和第二固定床气化炉5顶部的进料口连通；第一固定床气化炉4顶部的出气口和第二固定床气化炉5顶部的出气口均通过管线与分离装置11的进气口连通；第一固定床气化炉4的出料口通过管线与第一锁斗7的进料口连通，第二固定床气化炉5的出料口通过管线与第二锁斗8的进料口连通；第一锁斗7的出料口和第二锁斗8的出料口均通过管线与流化床催化气化炉9的进料口连通；流化床催化气化炉9顶部的合成气出口通过管线与气气换热器12的热介质进口连通，气气换热器12的热介质出口通过管线与气液换热器13的热介质进口连通；
[0027]氢气源6的出气口通过管线与气气换热器12的冷介质进口连通，气气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种联产甲烷、焦油及芳烃的煤催化气化系统，其特征在于，包括催化剂源、煤粉源、混合器、第一固定床气化炉、氢气源、流化床催化气化炉、氧气源以及分离装置；所述催化剂源和所述煤粉源的出口均通过输送管线与所述混合器的进料口连通，所述混合器的出料口通过管线与所述第一固定床气化炉顶部的进料口连通，所述氢气源的出气口通过管线与所述第一固定床气化炉底部的进气口连通，所述第一固定床气化炉顶部的出气口通过管线与所述分离装置的进气口连通，所述第一固定床气化炉的出料口通过管线与所述流化床催化气化炉的进料口连通，所述氧气源的出气口通过管线与所述流化床催化气化炉底部的进气口连通；在所述第一固定床气化炉的外壁上固定设有热水水夹套，在所述热水水夹套的底部开设有进水口，在所述热水水夹套的顶部开设有出水口；在所述混合器内设有搅拌器。2.根据权利要求1所述的一种联产甲烷、焦油及芳烃的煤催化气化系统，其特征在于，所述流化床催化气化炉顶部的合成气出口通过管线与气气换热器的热介质进口连通；所述氢气源的出气口通过管线与所述气气换热器的冷介质进口连通，所述气气换热器的冷介质出口通过管线与所述第一固定床气化炉底部的进气口连通。3.根据权利要求2所述的一种联产甲烷、焦油及芳烃的煤催化气化系统，其特征在于，所述气气换热器的热介质出口通过管线与气液换热器的热介质进口连通；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈英，王向龙，邬佳康，杨露婷，谭旭，
申请(专利权)人：新能能源有限公司，
类型：新型
国别省市：