[发明专利]半焦粉气化与重整气热解耦合制煤焦油和煤气的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，具体涉及到粉焦部分气化与热解耦合、二氧化碳和水蒸气与热解循环煤气中的甲烷重整热解生产煤焦油和煤气的设备以及方法。

背景技术

多年来，国内外对煤的热解制煤焦油、煤气方法及装置做了广泛的研究。煤的气化作为较成熟的工艺广泛应用在工业生产中。在热解中需要大量热，而在制气中又产生大量的热要撤出，如果煤的气化与热解进行耦合，热效率高，而且节约煤原料，降低了生产成本。

美国COED工艺采用低压、多段、流化床制气和热解多联产，气化产生的煤气作为热解和干燥的热载体和流化介质，固相-气相逆流移动，但采用气体热载体，热熔小，大规模生产受制气的规模影响较大。日本的煤炭快速热解工艺，也采用气体热载体，且半焦气化在1500℃～1650℃温度下全部气化，高温排渣增加了工艺的难度。专利申请号为201010241648、发明名称为《流化床粉煤气化与固体热载体热解耦合气油联产装置及方法》的申请专利，采用流化床制气，循环半焦作为热载体，受循环半焦的制约，以制气为主，热解为辅，热解受制气的制约。以上由于完全气化排渣系统复杂，温度高，操作难度加大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述流化床粉煤气化与固体热载体热解耦合气油联产装置的缺点，提供一种以煤热解为主、分级转化、节约能源、节约水资源、环境污染小的半焦粉气化与重整气热解耦合制煤焦油和煤气的装置。

本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种工艺简单、煤焦油收率高的半焦粉气化与重整气热解耦合制煤焦油和煤气的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：半焦加热炉上部的半焦出口通过管道与气化热解反应器下部相联通、顶部出口通过管道与余热锅炉的烟气入口相联通、下部的半焦入口通过安装在管道上的阀门与气化热解反应器上部和高温半焦换热器的半焦入口相联通，高温半焦换热器的出气口通过管道与破碎机的干燥气入口相联通，破碎机的干燥气出口通过管道与气化热解反应器下端相联通、粉煤出口通过管道与气化热解反应器上部相联通，气化热解反应器的上端出口通过管道与荒煤气过滤器的入口相联通，荒煤气过滤器的气体出口通过管道与余热锅炉的荒煤气入口相联通、半焦出口通过管道与气化热解反应器上部相联通，余热锅炉的水蒸气出口通过管道与气化热解反应器的下端相联通、油气出口通过管道与油气分离器的入口相联，油气分离器的气体出口通过管道经循环风机与气化热解反应器中部相联通。

本发明的气化热解反应器为：在反应器壳体内设置有保温层，保温层内设置有耐磨层，反应器壳体内下部为气化室c、中部为重整室b、上部为热解反应室d，气化室c、重整室b、热解反应室d相联通且中心线相重合，反应器壳体内上端由耐磨层分割与热解反应室d相联通的旋风除尘器，在反应器壳体下端设置有与气化室c相联通气体的分布室，气体分布室的侧壁设置与气体分布室和破碎机的干燥气出口相联通的混合气进气管，反应器壳体的下部设置有与气化室c相联通、通过管道与通过管道与半焦加热炉上部的半焦出口相联通的高温半焦入口管，反应器壳体的中部设置有与重整室b相联通、通过管道与油气分离器的出口相联通的环形进气管，反应器壳体上部设置有与热解反应室d相联通、通过管道与破碎机的出口相联通的干煤入口管，反应器壳体上端设置有与旋风除尘器内相联通、通过管道与荒煤气过滤器相联通的荒煤气出口管，旋风除尘器下端反应器壳体上加工有与旋风除尘器相联通的半焦缓冲槽a，半焦缓冲槽a的下端反应器壳体外壁上设置有与半焦缓冲槽a相联通、通过管道与荒煤气过滤器相联通、并通过安装在管道上的阀门与半焦加热炉相联通的高温半焦出口管。

本发明的荒煤气过滤器为：在过滤器壳体的左侧设置有与过滤器壳体内相联通的荒煤气进口管，过滤器壳体上端设置有封头，封头内壁上设有上隔热层上端设置有与过滤器壳体内相联通的荒煤气出口管，封头内设置有压力传感器和温度传感器以及入口通过管道接外氮气源、出口通过管道与氮气罐联通的盘管，过滤器壳体下端设置有与过滤器壳体内相联通的缓冲仓，缓冲仓上部设置有上圆顶阀、下部设置有下圆顶阀，过滤器壳体内壁上装有下保温耐磨层，过滤器壳体内设置有安装板，安装板上设置有滤芯，过滤器壳体上设置位于滤芯上方通过快开球阀与反吹总管相联通的反吹管，反吹总管通过管道与氮气罐相联通，过滤器壳体内下部设置有通过导线与过滤器壳体外壁上的可编程控制器相连的压力传感器和位移传感器。

本发明的安装板上设置的滤芯有12～20排，每一排设置有4～12个滤芯，每一排滤芯通过安装在1个反吹管上的1个快开球阀与反吹总管相联通。