[发明专利]一种煤气化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤气化的方法。

背景技术

随着化石能源尤其是石油供应的日趋紧张，以及由化石能源使用所带来的环境污染与全球气候变暖问题的日益严峻，人类迫切需要改变传统的能源消费模式和消费结构。目前，世界能源消费结构已经完成了从固体能源向液体能源的转化，并开始向气体能源转化，而我国的一次性能源消费仍以煤炭为主，所占比例高达70％左右。为实现我国能源结构的战略性调整，近年来煤气化等洁净煤利用技术得到了广泛发展，同时新能源的开发也备受关注。这些低污染、低排放技术的推广应用符合当今低碳经济发展模式，有利于促进我国经济增长方式的转变。

现有技术中，主要采用煤气化来制备天然气，目前以美国大平原示范装置(已运行20年)和大唐国际煤制天然气项目为代表，主要采用鲁奇/碎煤加压气化，耐硫耐油变换、低温甲醇洗净化和甲烷化。典型工艺流程为先将煤矿中采出的煤进行煤选，分成碎煤、煤粉和煤矸石，碎煤用于加压气化。碎煤加压气化的主要反应是煤与水发生水煤气反应，产物主要是一氧化碳、氢气和甲烷，还有部分未分解的水，以及少量的煤焦油。一氧化碳和氢气进一步甲烷化，得到甲烷气体(即SNG)。

但是，上述采用煤气化来制备天然气过程中会排放大量有害的高浓度煤气化废水，每气化1吨煤，煤气化废水产量为0.5-1.1m³。一方面，煤气化废水中有机物质的形成不仅降低了煤气化技术中的总的碳气化率和冷煤气效率，且如果未经有效处理会造成严重的环境污染；另一方面，由于煤气化废水量大，处理后的水若直接排放也会造成水资源的浪费，尤其是当煤气站所在地区缺乏水源，新鲜水的耗用受到限制时，煤气化废水的回用显得尤为迫切。

目前，煤气化废水的处理多采用生物及化学组合工艺，但工艺本身存在二次污染、工艺复杂、占地面积广等缺陷，严重制约了煤气化技术的完善程度和技术优势。

因此，煤气化废水的处理回用已经成为资源与环境领域中一个迫切需要解决的重要课题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的上述缺陷，提供一种煤气化的方法，该方法不仅能够有效地降低煤气化废水的COD值，还能够将超临界条件下得到的接触后的产物用于煤加压气化中的气化剂，从而实现废弃资源回收。

本发明的发明人经过深入的研究发现，在水的超临界条件下，将煤气化废水与过量的氧化剂接触，可以使煤气化废水中的有机物的含量明显降低，并且，将超临界条件下得到的接触后的产物经过减压降温后用于煤气化工艺中所需的气化剂。

即，本发明提供一种煤气化的方法，其中，该方法包括以下步骤：

1)在加压气化条件下，将碎煤与气化剂接触，得到一种粗煤气，所述粗煤气含有石脑油馏分、柴油馏分和焦油馏分，所述气化剂为水蒸汽和氧气；

2)将所得粗煤气与水接触冷却、得到净化后的煤气和液相产物，将液相产物进行油水分离，得到煤气化废水；

3)在水的超临界条件下，将步骤2)中得到的煤气化废水与氧化剂接触，所述氧化剂的用量为煤气化废水中有机物和氨态氮被完全氧化理论需氧量的1.1-6倍；

其中，将所述步骤3)中得到的接触后的产物作为所述气化剂中的部分或全部的水蒸汽和氧气使用。

根据本发明煤气化的方法，该方法不仅能够使煤气化废水中的有机物的含量明显降低，并且该方法还能够将超临界氧化中得到的接触后的产物用于煤加压气化中的气化剂，从而实现废弃资源回收利用。

具体实施方式

本发明提供一种煤气化的方法，其中，该方法包括以下步骤：

1)在加压气化条件下，将碎煤与气化剂接触，得到一种粗煤气，所述粗煤气含有石脑油馏分、柴油馏分和焦油馏分，所述气化剂为水蒸汽和氧气；

2)将所得粗煤气与水接触冷却、得到净化后的煤气和液相产物，将液相产物进行油水分离，得到煤气化废水；

3)在水的超临界条件下，将步骤2)中得到的煤气化废水与氧化剂接触，所述氧化剂的用量为煤气化废水中有机物和氨态氮(也称为NH₃-N)被完全氧化理论需氧量的1.1-6倍；

其中，将所述步骤3)中得到的接触后的产物作为所述气化剂中的部分或全部的水蒸汽和氧气使用。