[发明专利]一种高温裂解制备可燃气体和活性焦粉的方法

说明书

技术领域

本发明属于煤炭应用工业领域，具体涉及煤高温裂解制备洁净可燃气体和活性焦粉的方法。 

背景技术

21世纪上半叶，多数发展中国家能源结构将主要依赖于煤炭、石油、天然气等常规能源。现有煤气化技术普遍存在能耗高、污染重、煤种要求苛刻和煤潜能不能被充分利用的问题。煤制气工艺是在一定温度、压力条件下利用气化剂(O₂、H₂O或CO₂)与特定煤种的煤炭反应生成合成气(CO、H₂的混合物)，由于该工艺并不是在完全密闭的系统中进行的，过程还需要大量水，故不可避免的存在煤的燃烧、氧化和损耗。同时产生的气体成分复杂，不仅含有焦油、轻油、石脑油及酚类物质，还含有大量CO₂。因此，还需要对气体进行深度净化和回收处理，方可使用。 

清华大学基于现有煤气化与甲烷化工艺，研发出电一替代天然气联产系统及工艺。该工艺首先使空气分离装置制得的氧气和煤粉或水煤浆进入煤气化设备，产生的粗气化煤气经显热回收后送入一氧化碳耐硫变换反应器调整氢碳比，再送入脱硫脱碳设备回收单质硫并富集一氧化碳，将净合成气送入甲烷化反应器生成替代天然气，部分作为 民用燃气，部分送入燃气蒸汽联合循环装置，部分送入替代天然气储罐。其工艺将煤气化、甲烷化和燃气蒸汽联合循环整合在一起，比现有煤气化工艺具有技术优势，更有效的利用了煤的潜能，但仍然没有摆脱煤气化工艺的窠臼，整个过程使用氧气，不可避免地存在煤炭的部分燃烧和损耗，得到低热值的焦炉气体因含有较多杂质，而不得不设以繁琐的净化装置。 

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种煤高温裂解制备洁净可燃气体和活性焦粉的方法。该方法通过使煤粉在高温下发生瞬间裂解，能产生活性焦粉和洁净可燃气体。 

本发明的技术方案具体为： 

一种煤高温裂解制备活性焦粉和洁净可燃气体的方法，包括： 

煤粉准备工序，将煤粉提质干燥并磨碎至一定细度； 

高温裂解工序，将由煤粉准备工序处理获得的煤粉送入高温裂解炉，在绝氧密闭环境下瞬间裂解产生活性焦粉和洁净可燃气体； 

和分离回收工序，将活性焦粉和洁净可燃气体从高温裂解炉排出后回收利用。 

所述煤高温裂解制备活性焦粉和洁净可燃气体的方法，进一步地，煤粉准备工序中，煤粉经提质干燥粉碎处理，含水量降至10％以下，煤粉粒度细于40目。 

在本发明所述的高温裂解制备活性焦和洁净可燃气体的方法中，利用煤粉准备工艺将煤粉处理成特定细度、特定含水量的细粉颗粒， 可以确保在后续的高温裂解工序中被有效裂解，实现高效、连续的生产。 

优选的是，根据煤原料的不同，煤粉粒度在60～270目时，可以获得最好的效果，既可以获得最优的投入产出比，也可以实现更好的焦粉和洁净燃气的分离和捕集。 

所述煤高温裂解制备活性焦粉和洁净可燃气体的方法，进一步地，煤粉准备工序获得的煤粉在正压条件下被送入高温裂解炉内，确保没有空气流入。 

优选的是，煤粉准备工序获得的煤粉以比高温裂解工序中高50～100Pa的压力被送入高温裂解炉中。 

在本发明的煤高温裂解制备活性焦粉和洁净可燃气体的方法中，煤粉通过带锁气装置的进料装置确保在正压条件下被送入高温裂解炉内，确保没有空气进入裂解工序，从而提高了活性焦粉和洁净可燃气体的产出率，同时也提高了生产过程的安全性。 

所述煤高温裂解制备活性焦粉和洁净可燃气体的方法，进一步地，高温裂解工序的环境温度为800～1000℃，绝氧密闭。 

所述煤高温裂解制备活性焦粉和洁净可燃气体的方法，进一步地，煤粉在高温裂解炉内的气化裂解时间为2～6秒。 

在本发明的煤高温裂解制备活性焦粉和洁净可燃气体的方法中，通过对高温裂解工序的反应条件设计，可以实现连续生产，确保了工业化生产效率。 

所述煤高温裂解制备活性焦粉和洁净可燃气体的方法，进一步地， 在分离回收工序中，裂解产品经气固分离装置分离后，活性焦粉经冷却后送入料仓回收利用，可燃气体经冷却后，少部分提供裂解炉必需的能量，其余回收利用。 

所述煤高温裂解制备活性焦粉和洁净可燃气体的方法，进一步地，经所述煤粉准备工序处理的煤粉以0.05～150吨/小时的速度被送入高温裂解炉中进行高温裂解处理。 

有益效果