[发明专利]以模拟热解气为反应气氛提高煤热解焦油品质的方法及装置

权利要求书

1.一种以模拟热解气为反应气氛提高煤热解焦油品质的方法，其特征在于包括实施该方法的装置，该装置包括预热器、固定床反应器和冷凝器；该方法按下述步骤进行：第一步，将低阶煤粉碎后得到碎低阶煤，把碎低阶煤装填在固定床反应器的分布板上，在碎低阶煤的顶部装填石英棉，然后在石英棉的顶部装填催化剂，催化剂中的活性金属质量为碎低阶煤质量的2%至10%；第二步，在预热器中通入模拟热解气，模拟热解气在预热器中预热至温度为200℃至300℃，其中：模拟热解气由H₂、CH₄、CO、CO₂和N₂组成，模拟热解气中H₂的体积百分含量为15%至35%、CH₄的体积百分含量为10%至28%、CO的体积 百分含量为5%至18%、CO₂的体积百分含量为5%至18%、余量的N₂；第三步，预热后的模拟热解气进入固定床反应器中并对预热后的模拟热解气继续加热，在温度为450℃至800℃下，模拟热解气和碎低阶煤进行热解反应30min至60min；第四步，热解反应后的混合气进入冷凝器中分离得到液相和气相。

2.根据权利要求1所述的以模拟热解气为反应气氛提高煤热解焦油品质的方法，其特征在于碎低阶煤的粒径为40目至80目。

3.根据权利要求1或2所述的以模拟热解气为反应气氛提高煤热解焦油品质的方法，其特征在于催化剂的粒径为40目至100目。

4.根据权利要求1或2或3所述的以模拟热解气为反应气氛提高煤热解焦油品质的方法，其特征在于固定床反应器的加热速率为10℃/min至30℃/min。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的以模拟热解气为反应气氛提高煤热解焦油品质的方法，其特征在于催化剂的活性组分为金属Ni、金属Mo和金属W中的一种以上；催化剂的载体为Al₂O₃载体或ZSM-5载体或USY载体或MCM载体或SBA-15载体。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的以模拟热解气为反应气氛提高煤热解焦油品质的方法，其特征在于低阶煤为褐煤和低变质程度的烟煤中的一种以上。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的以模拟热解气为反应气氛提高煤热解焦油品质的方法，其特征在于冷凝器中的冷凝温度为-10℃至-20℃，冷凝器中的冷凝剂为乙二醇水溶液，乙二醇与水的体积比为1:1至3:1。

8.一种实施权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的以模拟热解气为反应气氛提高煤热解焦油品质的方法的装置，其特征在于包括预热器、固定床反应器和冷凝器；在预热器的一侧有气体混合器，在气体混合器的第一进气端、第二进气端、第三进气端、第四进气端和第五进气端上分别固定连接有二氧化碳气管线、一氧化碳气管线、氢气管线、甲烷气管线和氮气管线，气体混合器的出气端和预热器的进气端通过第一管线固定连接在一起，预热器的出气端和固定床反应器的进气端通过第二管线固定连接在一起，固定床反应器的出气端和冷凝器的进气端通过第三管线固定连接在一起，在冷凝器的上部有出气端，在冷凝器的底部有冷凝液出液端，在冷凝器的出气端上固定连接有第四管线，在冷凝器的冷凝液出液端上固定连接有第五管线，在二氧化碳气管线、一氧化碳气管线、氢气管线、甲烷气管线、氮气管线和第五管线上分别固定安装有阀门。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于冷凝器的左部和右部分别有冷凝剂循环进口端和冷凝剂循环出口端，在冷凝器的冷凝剂循环进口端上固定连接有第六管线，在冷凝器的冷凝剂循环出口端上固定连接有第七管线。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于第一管线、第二管线、第三管线、第四管线、第六管线和第七管线上分别固定安装有阀门。