[发明专利]一种煤加氢催化气化方法及装置

说明书

本发明提供了一种煤加氢催化气化方法及装置，涉及煤气化技术领域，解决现有煤催化气化技术中气化炉出气口CH₄含量低、工艺复杂的问题。包括如下步骤：将煤粉和催化剂生成负载催化剂的煤粉；在催化剂的作用下，使得负载催化剂的煤粉与H₂发生加氢催化气化反应生成CH₄、含催化剂的残焦以，CO₂与H₂反应生成CH₄；在催化剂的作用下，使得含催化剂的残焦与水蒸汽、O₂的混合气体进行残焦气化反应生成H₂、CO₂；负载催化剂的煤粉与生成的H₂发生加氢催化气化反应生成CH₄、含催化剂的残焦，生成的CO₂与H₂发生反应生成CH₄；重复进行加氢催化气化反应和残焦气化反应，直至含催化剂的残焦转化为含催化剂的残渣，得到CH₄。该煤加氢催化气化方法应用于煤气化领域。

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种煤加氢催化气化方法及装置。

背景技术

目前，我国能源资源状况具有“富煤、少油、缺气”的特点，将煤转化成化石能源中最优质的燃料-天然气，即煤制气技术，是适合我国国情、化解能源危机、保证能源安全的捷径。

煤催化气化技术是煤制气技术中最有效的工艺途径之一。现有的煤催化气化技术是采用碱金属催化剂使煤在相对较低的温度下与水蒸汽发生反应生成H₂、CO，生成的H₂、CO在碱金属催化剂的作用下进一步发生变换反应、甲烷化反应最终生成CH₄。碱金属催化剂的添加使得煤催化气化技术中的多个反应可以同时在一个装置内发生，提高了能源热效率。但是，此种煤催化气化技术的气化炉出气口中的CH₄体积含量低(仅为20％左右)，而且，后续需要将气体中未反应的H₂、CO与CH₄分离，再将未反应的H₂、CO输送气化炉或者甲烷化装置进一步再合成CH₄，上述分离、再合成等工序势必会造成工艺复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤加氢催化气化方法及装置，解决现有煤催化气化技术中气化炉出气口CH₄含量低、工艺复杂的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种煤加氢催化气化方法，该方法包括如下步骤：

S1：将煤粉和催化剂进行煤粉负载催化剂的过程，生成负载催化剂的煤粉；

S2：负载催化剂的煤粉进入加氢催化气化部，在催化剂的作用下，使得负载催化剂的煤粉与加氢催化气化部内所存在的H₂发生加氢催化气化反应生成CH₄、含催化剂的残焦以及芳香族油类化合物，加氢催化气化部内所存在的CO₂与H₂反应生成CH₄；

S3：含催化剂的残焦进入残焦气化部，水蒸汽和O₂的混合气体通入所述残焦气化部，在催化剂的作用下，使得含催化剂的残焦与水蒸汽、O₂的混合气体进行残焦气化反应生成H₂、CO₂；

S4：生成的H₂、CO₂输送至加所述氢催化气化部，负载催化剂的煤粉与生成的H₂发生加氢催化气化反应生成CH₄、含催化剂的残焦以及芳香族油类化合物，生成的CO₂与H₂发生反应生成CH₄；