[发明专利]一种导引式气提强化油汽加速导出的煤固体热载体热解方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，具体涉及煤热解生产半焦、煤焦油和煤气过程中的固体热载体热解方法。

背景技术

煤炭作为一种化石能源资源，其洁净、高效、综合转化利用是未来的发展方向。以煤热解为基础的多联产或梯级（分质）利用，符合洁净、高效、综合转化利用原则，受到研究开发者的关注，作为其主要过程单元的煤热解则受到更多关注。在煤热解工艺中，固体热载体法热解是其重要方法之一。在煤固体热载体法热解生产半焦、煤焦油和煤气过程中，采用移动床反应器实现煤热解过程是相对简单的方式，但由于固体热载体法热解工艺处理的是粉粒状煤，随着反应器处理量的增加，特别是达到工业化生产规模后，移动床反应器煤热解反应物料床层高度增加，煤热解反应产生的油汽（指气态煤焦油）导出阻力增加, 油汽聚合反应和二次裂解反应加剧，煤热解焦油收率随之降低。本发明一种导引式气提强化油汽加速导出的煤固体热载体热解方法及系统能够以相对简单的移动床反应器方式实现工业化生产规模的煤固体热载体热解高焦油收率目标。

发明内容

本发明提供一种导引式气提强化油汽加速导出的煤固体热载体热解方法及系统，达到煤固体热载体法热解生产半焦、煤焦油和煤气过程中物料在反应器内的停留时间分布均匀，油汽加速导出，有效减少油汽聚合反应和二次裂解反应，实现在工业化生产规模下煤固体热载体法热解高焦油收率目标。

本发明为实现上述目标采用的技术方案是：一种导引式气提强化油汽加速导出的煤固体热载体热解方法，具体步骤是：

（1）将干燥后的粉粒状煤与热载体（高温半焦，煤热解生成的半焦进一步加热升温得到）按比例导入无转动器件的混合装置（一种静态混合器），粉粒体（粉粒状煤与热载体）依靠重力在静态混合器内流动，静态混合元件对流动的粉粒体进行分割、导流和再混合作用，使粉粒体混合均匀；

（2）将混合均匀的粉粒体由移动床反应器顶部导入移动床反应器进行煤热解反应；移动床反应器反应段下部同时导入经过预热的气提气(即气提介质)；气提气通过气提气导入分布器，导入热解反应物料床层；煤热解反应生成的热解气（也称荒煤气，主要为煤焦油和煤气，还含有水蒸气和少量杂质）被热解气引出集气器（与气提气导入分布器纵向交汇布置在热解反应物料床层内）引出进入移动床反应器上部集气空间，通过热解气出口引出反应器，即气提气导入热解反应物料床层的同时实现煤热解反应生成的热解气从热解反应物料床层加速引出。

（3）产物热解气由移动床反应器的上部引出，进入焦油回收与煤气净化系统回收焦油净化煤气；净化后的煤气一部分作为产品输出，另一部分作为气提气导入热解反应器。

（4）产物半焦由移动床反应器出料段底部排出，其中一部分半焦作为产品输出，另一部分半焦进入加热提升管加热升温后，作为热载体（高温半焦）再次与煤混合循环使用。

所述步骤（1）中的粉粒状煤为粉粒状烟煤或粉粒状褐煤。所述干燥后的粉粒状煤与热载体混合质量比为1：2～5，优选干燥后的粉粒煤与热载体混合质量比1：2.5～4.0。

所述步骤（2）移动床反应器中热解反应条件：常压，反应温度470～600℃，优选500～550℃；反应时间10～30min，优选15～25min。

所述的气提气为：自产煤气、氮气、蒸汽、氢气等惰性或可燃性气体，优选自产煤气（即煤热解生成热解气经过回收焦油并净化后的煤气）。

所述的气提气用量(按每吨干煤计)为： 25～150Nm³，优选50～100 Nm³。

所述的气提气经预热后进入移动床反应器内，预热后气提气温度为热解反应温度±50℃,优选为热解反应温度±25℃。气提气预热采用自产高温烟气间接换热方式实现。

本发明导引式气提强化油汽加速导出的煤固体热载体热解系统，混合器底部直接连通移动床反应器，在移动床反应器反应段设有气提气导入分布器和热解气引出集气器，气提气由气提气导入分布器导入移动床反应器，并在料层中均匀分布，煤热解反应生成的热解气被热解气引出集气器（与气提气导入分布器纵向交汇布置在热解反应物料床层内）引出进入移动床反应器上部集气空间，经过热解气出口进入焦油回收与煤气净化系统，反应器出料段底部半焦排出管分为产品半焦和热载体循环用半焦两路，热载体循环用半焦连通加热提升管，加热提升管连通热半焦储槽；