[发明专利]一种煤的跨临界催化气化方法

权利要求书

1.煤的跨临界催化气化方法，包括将煤粉、水和催化剂加到一组串联反应器中进行处理，其中所述煤粉、水和催化剂加到所述一组串联反应器中的第一个反应器，所述一组串联反应器的温度和压力从第一个反应器开始依次交替处于水的亚临界状态-超临界状态，其中煤被气化得到包括可燃气体在内的反应后混合物，且上一个反应器的反应后混合物全部作为下一个反应器的进料；并且经由热泵系统从处于水的亚临界状态的反应器向处于水的超临界状态的反应器中供应热量。

2.煤的跨临界催化气化方法，包括将煤粉、水和催化剂加到一组串联反应器中进行处理，其中所述煤粉和水加入到所述一组串联反应器中的第一个反应器，所述催化剂以水溶液的形式加入到位于第一个反应器和第二个反应器之间的连接管道中或加入到第二个反应器中，所述一组串联反应器的温度和压力从第一个反应器开始依次交替处于水的亚临界状态-超临界状态，其中煤被气化得到包括可燃气体在内的反应后混合物，上一个反应器的反应后混合物全部作为下一个反应器的进料，并且经由热泵系统从处于水的亚临界状态的反应器向处于水的超临界状态的反应器中供应热量。

3.根据权利要求1或2的方法，其中所述一组串联反应器包括2-10个反应器。

4.根据权利要求1或2的方法，其中所述一组串联反应器包括4-6个反应器。

5.根据权利要求1或2的方法，其中所述水的亚临界状态是指这样的状态：温度在100℃以上且在水的临界温度374℃以下，并且压力为仍使水处于液态的压力；所述水的超临界状态是温度高于水的临界温度374℃且压力高于水的临界压力22.1MPa压力的状态。

6.根据权利要求1或2的方法，其中所述催化剂选自碱金属或碱土金属氧化物、碱金属或碱土金属氢氧化物、碱金属或碱土金属盐、或它们混合物；所述煤选自烟煤、无烟煤、褐煤、生物质、有机废物或它们的混合物。

7.根据权利要求1或2的方法，所述催化剂选自由K₂O、Na₂O、CaO、MgO、KOH、Ca(OH)₂、Mg(OH)₂、K₂CO₃和Na₂CO₃组成的组。

8.根据权利要求1或2的方法，其中所述煤粉在加入到所述第一个反应器之前任选地被亚临界状态或超临界状态的水预处理过。

9.根据权利要求1或2的方法，其中所述煤粉的粒度小于300微米，煤与水的重量比为5-50∶1。

10.根据权利要求1或2的方法，其中向所述反应器中的任何一个或几个中通入氧化剂，以通过氧化剂与煤的放热反应形成内热式反应器。

11.根据权利要求1或2的方法，其中通过热泵系统从每一个处于水的亚临界状态的反应器向随后的处于水的超临界状态的反应器中供应热量。

12.煤的跨临界催化气化方法与气体膨胀发电工艺的耦合方法，包括以下步骤：

a将煤粉、水和催化剂加到一组串联反应器中进行处理，其中所述煤粉、水和催化剂加到所述一组串联反应器中的第一个反应器，所述一组串联反应器的温度和压力从第一个反应器开始依次交替处于水的亚临界状态-超临界状态，其中煤被气化得到包括可燃气体在内的反应后混合物，上一个反应器的反应后混合物全部作为下一个反应器的进料，并且经由热泵系统从处于水的亚临界状态的反应器向处于水的超临界状态的反应器中供应热量；

b将离开最后一个反应器的反应后混合物除水除渣以得到可燃气体，然后使该可燃气体膨胀做功而发电；

c将所述电供应至步骤a中的所述热泵系统作为其动力。