[发明专利]一种利用低阶煤的系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于煤处理技术领域，特别涉及一种利用低阶煤的系统和方法。

背景技术

煤炭分质利用被认为是煤炭清洁高效利用的有效途径，也是我国“十三五”煤化工重点发展的方向。煤炭的分质利用就是通过热解将煤炭中不同成分先分离出来，包括煤气、焦油和半焦等。煤焦油通过加氢可以生产出汽油、柴油，半焦通过热解变成低挥发分、低硫的清洁燃料，代替散烧煤减少对大气的污染。

煤炭分质利用“龙头”是煤的热解技术，要提取规模产量的焦油、煤气，煤分质利用需要规模化、大型化，单套煤热解装置规模越来越大型化，在低阶煤的分质利用过程中，快速热解一般处理粉煤原料，粉煤在热解炉中温度升高快，停留时间短，获得的煤焦油甲苯不溶物含量较高，主要是煤灰、煤粉等，且黏度较大、含重质组分多、热稳定性较差，属于重质、劣质焦油的范畴，这些缺点导致其深加工难度较大。

现有技术公开了一种煤热解焦油回收方法，该发明是将热解气与冷焦油在焦油回收塔中进行接触换热，使热解气中的焦油冷凝回收，一部分冷凝焦油经热量回收并经固液分离出粉尘后作为热解气的冷却介质，一部分循环回焦油回收塔底部，提高焦油在焦油回收塔底部的流速，防止粉尘沉积堵塞回收塔。该发明利用重质焦油作为冷却介质，部分重质焦油需要经固液分离脱除粉尘，重质焦油中的粉尘很难除去，获得一定量的难以利用的油泥，且重质焦油的后续深加工难度较大。此外，该方法中焦油回收塔上端装有填料，此段冷却温度低，热解气可能会携带少量重质焦油在此冷凝，长时间运行会堵塞冷却塔。

现有技术还公开了一种提高煤热解低温焦油品质的方法，该方法是将低温煤焦油或其蒸馏残渣加入原料煤中进行共热解，获取焦油和气态烃产物的制备方法。具体方法是将低温煤焦油或其蒸馏残渣与原料煤进行均匀混合，共同进入热解炉中共热解，获得液体产物、热解气、半焦，液体产物为油水混合物，经油水分离后得到低温煤焦油。该发明中低温煤焦油或其蒸馏残渣的粘度都较大，其与原料煤进行均匀混合的方式会使煤粉成块状或泥状，给原料筛分、破碎等处理带来困难。此外，热解油气采用水冷，会产生大量污水，同时热解油气热量也没有有效利用。

发明内容

本发明耦合了煤的快速热解、热解油气处理和该过程中产生的酸性尾气处理工艺。旨在提供一种以低阶粉煤快速热解为源头的，热解油气高效利用以及酸性气体合理回收处理的煤炭高效分级利用工艺。该工艺能够以低阶煤作为原料生产高品质提制煤，清洁液体燃料，并且能够回收处理热解过程及油气资源清洁化处理过程中的S、N等杂元素，做到环境友好，产出资源合理利用。

为实现上述目的，本发明提出了一种利用低阶煤的系统，包括热解单元、脱硫脱碳单元、硫磺回收单元、催化剂制备单元和热解油气处理单元；其中，

所述热解单元包括低阶煤粉入口、提制煤出口、第一热解气体出口、第二热解气体出口和油水分离后煤焦油出口，所述热解单元用于低阶煤粉的热解、热解油气过滤和冷却以及油水混合物的分离；

所述脱硫脱碳单元包括第一热解气体入口、油气处理后尾气入口、脱硫脱碳溶液入口、第一产品气出口和脱硫脱碳后酸性气体出口，所述脱硫脱碳单元用于将酸性气体进行脱硫脱碳处理得到产品气；

所述硫磺回收单元包括脱硫脱碳后酸性气体入口和硫磺回收溶液入口，所述硫磺回收单元用于脱硫脱碳后酸性气体中硫化氢的回收，硫化氢进一步转变为单质硫；

所述催化剂制备单元包括第二热解气体入口、第二产品气出口和催化剂出口，在所述催化剂制备单元用脱硫吸附剂对酸性气体进行吸附，吸附饱和后的吸附剂用作所述热解油气处理单元的催化剂；

所述热解油气处理单元包括油水分离后煤焦油入口、氢气入口，催化剂入口、轻质油品产物出口和油气处理后尾气出口，所述热解油气处理单元用于氢气、催化剂和煤焦油的反应，得到轻质油品产物和油气处理后尾气，油气处理后尾气进入所述脱硫脱碳单元继续处理；

所述第一热解气体出口和所述第一热解气体入口相连，所述第二热解气体出口和所述第二热解气体入口相连，所述油水分离后煤焦油出口和所述油水分离后煤焦油入口相连，所述油气处理后尾气入口和所述油气处理后尾气出口相连，所述脱硫脱碳后酸性气体出口和所述脱硫脱碳后酸性气体入口相连，所述催化剂入口所述催化剂出口相连。

具体地，所述热解单元由快速热解炉、分离器、冷却塔和分流槽顺序相连：

所述快速热解炉用于低阶煤粉的热解；

所述分离器用于热解油气中气相液相和固相的分离；

所述冷却塔用于将过滤后的热解油气进行冷却，得到热解气体进入所述脱硫脱碳单元，得到的油水混合物进入所述分流槽；