[发明专利]一种洁净煤气发电、清洁燃料联产装置及方法

权利要求书

1.一种洁净煤气发电、清洁燃料联产装置，其特征在于：包括粗煤气制取系统、煤焦油提质转化系统和发电系统；

所述的粗煤气制取系统包括依次相连的进料单元、煤焦油提取单元和粗煤气净化单元；

所述的煤焦油提质转化系统包括依次相连的粗焦油预处理单元、焦油精炼单元、焦油转化产物净化分离单元；其中粗煤气净化单元的焦油出口与粗焦油预处理单元的入口相连；

所述的发电系统包括依次相连的煤气净化单元、燃气轮机发电单元、供热及供冷单元；其中煤气净化单元的入口与粗煤气净化单元的煤气出口相连，焦油精炼单元的气体出口与燃气轮机发电单元的入口相连。

2.根据权利要求1所述的洁净煤气发电、清洁燃料联产装置，其特征在于：所述的煤焦油提取单元包括入口与进料单元相连、煤气出口与粗煤气净化单元相连的煤焦油提取反应器(4)，煤焦油提取反应器(4)采用高倍率内置、外置双循环热灰或多孔介质活性床料或惰性床料作为热载体的一体化集成粉煤快速提质转化装置。

3.根据权利要求1所述的洁净煤气发电、清洁燃料联产装置，其特征在于：所述的粗煤气净化单元包括依次相连的一级气-固分离器(7)、深度除尘器(9)、一级油-气分离塔(11)和深度油气分离塔(12)，其中一级气-固分离器(7)的入口与煤焦油提取反应器(4)相连，深度油气分离塔(12)的出口与煤气净化单元相连，一级气-固分离器(7)、深度除尘器(9)下端出口分别与一级颗粒循环器(8)、细颗粒循环器(10)的入口相连，一级颗粒循环器(8)、细颗粒循环器(10)下端出口与煤焦油提取反应器(4)相连，一级油-气分离塔(11)、深度油气分离塔(12)下端的焦油出口与焦油储罐(13)相连，焦油储罐(13)与粗焦油预处理单元相连。

4.根据权利要求2所述的洁净煤气发电、清洁燃料联产装置，其特征在于：所述的煤焦油提取反应器(4)内置颗粒循环器(5)和用于控制颗粒循环速率的循环速率控制器(6)，内置颗粒循环器(5)通过具有特殊内部流道设计的内构件，在局部形成雷诺数3000～10000的高速涡流区域，在0.01～0.1s的时间内实现50～70％含碳粗颗粒与粗煤气的快速高效分离。

5.根据权利要求4所述的洁净煤气发电、清洁燃料联产装置，其特征在于：所述的内置颗粒循环速率控制器(6)通过煤焦油提取反应器(4)内流化床床层压降变化、提升管内固含率变化、反应温度、热解煤气组分变化反馈实现含碳粗颗粒循环量的调变。

6.根据权利要求4所述的洁净煤气发电、清洁燃料联产装置，其特征在于：所述的粗焦油预处理单元包括焦油提纯净化塔(14)和初级蒸馏净化塔(15)，其中焦油提纯净化塔(14)经焦油缓冲罐(45)与焦油储罐(31)相连，且在焦油缓冲罐(45)与焦油提纯净化塔(14)之间、焦油提纯净化塔(14)与初级蒸馏净化塔(15)之间的管路上分别安装有焦油提纯净化塔进料泵(48)和初级蒸馏净化塔进料泵(50)；

所述的焦油精炼单元包括依次相连的预加氢反应塔(16)、预加氢反应产物分离塔(17)、气相加氢反应塔(18)和气相加氢反应产物分离塔(19)，其中预加氢反应塔(16)的入口经预加氢反应塔进料泵(52)与初级蒸馏净化塔(15)的出口相连，预加氢产物分离塔(17)中分离所得的未转化的沥青质及助剂混合物流经底部出口(56)回流进入预加氢反应塔(16)中，气相加氢反应产物分离塔(19)塔底产物经出口(58)与焦油转化产物净化分离单元入口相连，依次经油-气分离、除尘、脱硫、脱氨净化后所得的净化煤气与气相加氢反应产物分离塔(19)塔顶出口(70)输出的C1-C3轻组分汇合后与燃气轮机发电单元的入口相连；

所述的焦油转化产物净化分离单元包括与气相加氢反应产物分离塔(19)塔底产物出口相连的加氢产物精馏塔(20)，加氢产物精馏塔(20)分别通过轻组分出口(60)、重组分出口(61)与轻组分收集罐(21)、重组分收集罐(22)相连接，加氢产物精馏塔(20)顶的废气出口尾气净化塔(23)相连。