[发明专利]一种煤炭的碳氢组分分级转化的气化方法

权利要求书

1.一种煤炭的碳氢组分分级转化的气化方法，其特征在于，将煤炭气化过程分为碳化过程、一氧化碳生产过程和变换产氢过程三个步骤，其中，

首先进行碳化过程，该过程对气化煤进行碳化提纯，所需热量由供热煤与高温空气燃烧产生的热量提供，得到粗焦炭、焦炉煤气、焦油等化工产品；

其次进行一氧化碳生产过程，将碳化过程中生产的粗焦炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，所需热量同样由上述供热煤与高温空气燃烧产生的热量提供；

然后进行变换产氢过程，将上述一氧化碳生产过程中生产的部分一氧化碳与水蒸气变换反应生成二氧化碳和氢气，使用分离装置进行分离得到二氧化碳和纯净的氢气，分离出的二氧化碳返回所述一氧化碳生产过程与粗焦炭继续反应，一氧化碳生产过程中所需的二氧化碳完全由变换产氢过程中生产的二氧化碳提供；

整个煤炭气化过程的三个步骤分别得到焦炉煤气、一氧化碳和氢气，三种气体灵活配比得到不同碳氢比的煤气化合成气。

2.按照权利要求1所述的气化方法，其特征在于：使用该方法的设备主要由外置燃烧单元、传热单元、碳化单元、一氧化碳单元、变换产氢单元和余热回收单元组成，所述碳化过程在碳化单元中进行，所述一氧化碳生产过程在一氧化碳生产单元中进行，所述变换产氢过程在变换产氢单元中进行，燃料分为供热煤和动力煤，供热煤与高温空气于外置燃烧单元燃烧，产生的高温烟气通过传热单元分别向所述碳化单元和一氧化碳生产单元供入热量，继续向余热回收单元释放余热。

3.按照权利要求1或2所述的气化方法，其特征在于：所述气化煤为烟煤或褐煤，所述供热煤为所有煤种。

4.按照权利要求1或2所述的气化方法，其特征在于：所述碳化单元的反应温度降低至600~900°C，产品为粗焦炭、焦炉煤气和焦油等，变换产氢过程中变换反应发生的温度约在200~400摄氏度。

5.按照权利要求1至4所述的气化方法，其特征在于：碳化单元也可以为冶金行业的加热炉、均热炉或煅烧炉。

6.按照权利要求2所述的气化方法，其特征在于：所述余热回收单元包括蓄热式余热回收单元和间壁式余热回收单元。

7.按照权利要求6所述的气化方法，其特征在于：供热煤与经蓄热式余热回收单元和间壁式余热回收单元预热后的高温空气在燃烧单元中燃烧生成高温烟气，并对高温烟气进行粗除尘后，送入传热单元，高温烟气通过传热单元中的隔墙分别向碳化单元和一氧化碳生产单元释放高温热量后，被送往余热回收单元，并向蓄热式余热回收单元和间壁式余热回收单元放热。

8.按照权利要求1至7所述的气化方法，其特征在于：在碳化单元得到的焦炭(1000℃左右)由一氧化碳生产单元顶部进入，二氧化碳由该单元底部进入，两者相遇后发生反应，焦炭被气化为一氧化碳，一氧化碳从单元上部排出。