煤氣化工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及煤化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤氣化工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國能源的格局為缺油、少氣、富煤，從國家能源戰(zhàn)略上需要油品和燃?xì)?。目前，?國正在實(shí)施多元化能源戰(zhàn)略，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)是實(shí)施國家能源多元化戰(zhàn)略的對策之一。其 中粉煤熱解技術(shù)由于粉煤來源廣、粉煤成本低、出油量多等優(yōu)點(diǎn)，成為具有一定競爭力和發(fā) 展前景的潔凈煤技術(shù)。
[0003] 按照加熱方式的不同，粉煤熱解技術(shù)可分為可分為外熱式、內(nèi)熱式和內(nèi)外并熱式 熱解;按照催化載熱體的類型可分為固體催化載熱體、氣體催化載熱體和氣-固催化載熱體 熱解;按照固體物料的運(yùn)行狀態(tài)分類可分為固定床、流化床和氣流床。
[0004] 其中，內(nèi)熱式熱解是借助氣體燃燒后的高溫?zé)煔庾鳛闅怏w催化載熱體把熱量傳給 煤料，催化載熱體直接進(jìn)入干餾室，穿過塊狀干餾料層，把熱量傳給給料層。內(nèi)熱式熱解爐 的不足之處在于裝入干餾室的煤必須是塊狀的，一般要求其粒度在25~80mm，以保證干餾 室內(nèi)的給料層有足夠的透氣性，保證氣體催化載熱體能夠穿過料層。流化床熱解是以粉煤 為原料，氣體作為流化介質(zhì)對煤粉進(jìn)行流化熱解。其不足之處在于受除塵技術(shù)的限制，使得 所制得的焦油中含塵量較高，焦油加工處理難度大。
[0005] 然而，目前的粉煤熱解技術(shù)仍然存在多種多樣的問題，例如無法處理粉煤，焦油中 含煤粉多，粉狀半焦無法合理利用，半焦、煤氣、焦油的分離效率低等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中半焦、煤氣、焦油的分離效率 低的缺陷。
[0007] 為此，本發(fā)明提供了一種煤氣化工藝方法，包括如下步驟：（1)將粉煤在固體熱載 體的載熱作用下進(jìn)行熱解，得到包括煤熱解產(chǎn)物和固體熱載體的氣固混合產(chǎn)物；（2)將所述 步驟（1)的氣固混合產(chǎn)物進(jìn)行分離，得到含焦粉油氣、固體熱載體和半焦，并將固體熱載體 輸送至步驟（1)中使用；（3)將所述步驟(2)得到的半焦在有氧條件下進(jìn)行氣化得到半焦氣 化氣，將所述半焦氣化氣一部分回用于所述步驟(1)中以對粉煤進(jìn)行熱解，另一部分回用于 所述步驟(2)中以對氣固混合產(chǎn)物進(jìn)行分離。
[0008] 作為優(yōu)選，在所述步驟(2)包括，（a)將所述步驟(1)的氣固混合產(chǎn)物進(jìn)行氣固分離 得到粗油氣和固體物料；（b)將所述步驟(a)的固體物料進(jìn)行分離，得到所述固體熱載體、所 述半焦和混合氣；（c)所述粗油氣和所述混合氣分別進(jìn)行分離得到所述含焦粉油氣。
[0009] 作為優(yōu)選，所述步驟(c)中，將所述粗油氣進(jìn)行氣固分離，得到所述含焦粉油氣和 第一粉狀半焦，所述第一粉狀半焦回用于所述步驟(3)中，與所述半焦混合后進(jìn)行氣化得到 半焦氣化氣，所述半焦氣化氣回用于所述步驟(2)的(b)步驟中以對固體物料進(jìn)行分離。
[0010] 作為優(yōu)選，所述步驟(c)中，將所述混合氣進(jìn)行氣固分離，得到所述含焦粉油氣和 第二粉狀半焦，所述第二粉狀半焦回用于所述步驟(3)中，與所述半焦混合后進(jìn)行氣化得到 半焦氣化氣，所述半焦氣化氣回用于所述步驟(2)的(b)步驟中以對固體物料進(jìn)行分離。 [0011]作為優(yōu)選，所述含焦粉油氣進(jìn)行冷凝分離，得到燃?xì)?、焦油和含粉油漿，所述含粉 油漿回用于所述步驟(3)中，與所述半焦混合后進(jìn)行氣化得到半焦氣化氣。
[0012] 作為優(yōu)選，所述煤氣化工藝方法中，將所述步驟(2)得到的一部分半焦送入所示步 驟(3)中進(jìn)行氣化，另一部分半焦通至半焦盛放器中。
[0013] 作為優(yōu)選，所示煤氣化工藝方法還包括:對粉煤進(jìn)行升壓，再將升壓后粉煤間斷地 送至所示步驟(1)中。
[0014] 作為優(yōu)選，所述步驟(1)中，熱解壓力0.01~5. OMPa，熱壓溫度為500~800°C。
[0015] 作為優(yōu)選，所述步驟(3)中，氣化溫度為800~1450°C，氣化壓力為0.01~5.0MPa。
[0016] 作為優(yōu)選，所述粉煤為褐煤、長焰煤、不粘煤或弱粘煤，所述粉煤的粒度為50~ 1000微米;所述固體熱載體為鐵基、鉬基、鋅基、鈷基或錫基的金屬，所述固體熱載體的粒度 為100~1000微米，密度為0.5~1.0g/cm 3〇
[0017] 本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0018] (1)本發(fā)明提供的煤氣化工藝方法，將所述步驟(2)得到的半焦在有氧條件下進(jìn)行 氣化得到半焦氣化氣，將所述半焦氣化氣一部分回用于所述步驟(1)中以對粉煤進(jìn)行熱解， 另一部分回用于所述步驟(2)中以對氣固混合產(chǎn)物進(jìn)行分離。一方面半焦氣化氣將熱量傳 遞給固體熱載體，另一方面半焦氣化氣為半焦和固體熱載體分離提供流化動力，由于半焦 和固體熱載體的密度差異（固體熱載體密度大于半焦密度），半焦由分離裝置的中上部導(dǎo) 出，全部或部分進(jìn)入半焦氣化器進(jìn)行氣化，從而使得半焦得到循環(huán)利用，并提高了半焦、煤 氣、焦油的分離效率。
[0019] (2)本發(fā)明提供的煤氣化工藝方法，將粉煤熱裂解和氣化在一個工藝內(nèi)實(shí)現(xiàn)，各自 實(shí)現(xiàn)最大的利用價值，其粉煤碳轉(zhuǎn)化率高，并最大限度增加焦油產(chǎn)率低溫快速熱解提高焦 油的收率;氧耗率低，避免了焦油組分的氣化;半焦氣化氣的出口溫度低，高溫位能量回收 充分，能量利用效率高;該方法不產(chǎn)生額外的含焦油污水，經(jīng)濟(jì)環(huán)保;濃縮油煤漿返回氣化， 能解決常規(guī)粉煤熱解工藝中焦油含煤粉的問題;加壓煤熱裂解和焦炭氣化可以大大降低設(shè) 備尺寸，充分利用裂解氣和合成氣的壓力能。
【附圖說明】
[0020] 為了更清楚地說明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體 實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的 附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021] 圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式提供的煤氣化工藝方法的流程示意圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明的實(shí)施方式提供的煤氣化工藝方法所采用煤氣化設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0023] 1-煤熱解反應(yīng)器;2-分離裝置;21-第一氣固分離器;22-固體分離器;23-第二氣固 分離器;24-第三氣固分離器;3-半焦氣化器;4-冷凝冷卻器;5-粉煤料倉;6-粉煤升壓倉;7-粉煤給料倉。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025] 本發(fā)明提供了一種煤氣化工藝方法，包括如下步驟：（1)將粉煤在固體熱載體的載 熱作用下進(jìn)行熱解，得到包括煤熱解產(chǎn)物和固體熱載體的氣固混合產(chǎn)物；（2)將所述步驟 (1)的氣固混合產(chǎn)物進(jìn)行分離，得到含焦粉油氣、固體熱載體和半焦，并將固體熱載體輸送 至步驟(1)中使用；（3)將所述步驟(2)得到的半焦在有氧條件下進(jìn)行氣化得到半焦氣化氣， 將所述半焦氣化氣一部分回用于所述步驟（1)中以對粉煤進(jìn)行熱解，另一部分回用于所述 步驟(2)中以對氣固混合產(chǎn)物進(jìn)行分離。
[0026] 本發(fā)明提供的煤氣化工藝方法，將所述步驟(2)得到的半焦在有氧條件下進(jìn)行氣 化得到半焦氣化氣，將所述半焦氣化氣一部分回用于所述步驟(1)中以對粉煤進(jìn)行熱解，另 一部分回用于所述步驟(2)中以對氣固混合產(chǎn)物進(jìn)行分離。一方面半焦氣化氣將熱量傳遞 給固體熱載體，另一方面半焦氣化氣為半焦和固體熱載體分離提供流化動力，由于半焦和 固體熱載體的密度差異（固體熱載體密度大于半焦密度），半焦由分離裝置的中上部導(dǎo)出， 全部或部分進(jìn)入半焦氣化器進(jìn)行氣化，從而使得半焦得到循環(huán)利用，并提高了半焦、煤氣、 焦油的分離效率。
[0027] 本發(fā)明供的煤氣化工藝方法，將粉煤熱裂解和氣化在一個工藝內(nèi)實(shí)現(xiàn)，各自實(shí)現(xiàn) 最大的利用價值，其粉煤碳轉(zhuǎn)化率高，并最大限度增加焦油產(chǎn)率低溫快速熱解提高焦油的 收率;氧耗率低，避免了焦油組分的氣化;半焦氣化氣的出口溫度低，高溫位能量回收充分， 能量利用效率高;該方法不產(chǎn)生額外的含焦油污水，經(jīng)濟(jì)環(huán)保;濃縮油煤漿返回氣化，能解 決常規(guī)粉煤熱解工藝中焦油含煤粉的問題;加壓煤熱裂解和焦炭氣化可以大大降低設(shè)備尺 寸，充分利用裂解氣和合成氣的壓力能。
[0028] 下面將結(jié)合圖2進(jìn)一步說明本發(fā)明提供的煤氣