[发明专利]一种粉煤高效清洁制备油气产品的联合工艺

说明书

本发明涉及一种粉煤高效清洁制备油气产品的工艺，包括煤料预处理过程、热解过程、气化过程和燃烧过程；所述煤料预处理过程包括干燥工序或干燥及粒度分级工序，其中粒度分级工序用于将原料粉煤分为粗粒粉煤和细粒粉煤；热解过程在热解单元中进行，气化过程在气化单元中进行，燃烧过程在燃烧单元中进行；热解单元采用流化床或回转窑，气化单元采用流化床，燃烧单元采用流化床或流化床和气流床组合；本发明克服了粉煤热解油尘分离难的技术难题，将煤高效地转化为高附加值的油品及化工产品的原料；其碳转化率高，是一种清洁、高效的煤炭资源利用工艺，满足国家政策要求。

技术领域

本发明涉及煤化工技术领域，尤其涉及一种粉煤高效清洁制备油气产品的联合工艺。

背景技术

我国能源结构的特点是“缺油、少气、煤炭资源相对丰富”，煤炭在今后一段时期内仍是我国的主要能源。目前国内煤矿普遍采用机采煤，采出煤中粉煤比例约占40％～80％，主要作为燃料使用。煤直接燃烧不仅是二氧化碳排放的主要来源，而且是造成其它各种污染问题的重要原因之一。而粉煤直接气化，煤中高附加值化工产品如芳香类物质、煤焦油并未得到提取，对于石油对外依存度达到60％的国家而言，实际上是一种资源的浪费。因此，以粉煤为主要原料高效、清洁生产液体、气体产品，对于缓解我国石油和天然气资源的不足具有重要的战略意义，在促进国民经济健康发展的同时，必将产生重大的资源和环境效益。

根据煤在不同阶段反应的理化特性将粉煤热解、气化和燃烧技术进行有机结合，是高效、清洁利用低阶粉煤生产液体、气体产品的有效途径。

专利号为CN201410437582.X的中国专利，公开了“一种煤热解与气化的联合生产方法”，该方法包括：(1)从原料煤中分离出粗煤粉和细煤粉；(2)将所述粗煤粉以流化床的方式进行热解，得到煤焦油和半焦；(3)将热解所产生的半焦以流化床的方式进行气化，得到气体物流和高温半焦，从所述气体物流中分离出产物气体和固体颗粒，并将至少部分高温半焦和/或至少部分产物气体返回所述热解过程中，用作所述热解过程的热源；(4)将步骤(1)中分离出的所述细煤粉和步骤(3)中分离出的所述固体颗粒进行粉煤气化。该方法首先将粉煤划分为粗煤粉和细煤粉，粗煤粉利用流化床热解和流化床气化耦合技术，气化介质为水蒸气和氧气；细煤粉采用熔渣气化炉，气化介质为富氧气体或水蒸气与纯氧的混合气体；其采用的流化床粉煤气化技术的特点是粉煤以氧气水蒸气为气化剂连续造气，但飞灰量大且飞灰中残碳含量高(20％～30％)，同时煤灰中残碳含量也较高(5～40％)，即存在上吐下泻的问题。该方法中采用流化床气化时的气化原料是半焦，但同样会存在气化飞灰量大，灰中残碳含量较高的问题；另外其流化床热解采用高温半焦作为热源，即采用了固体热载体的方式，存在油尘无法分离的问题。

专利号为CN201310331116.9的中国专利，公开了“一种粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法”，其包括以下步骤：步骤一，粉煤流化床加氢热解炉的热源是来自气化炉的合成气，氢源由两部分组成：一部分是合成气中的氢气；另一部分是系统生成的气体经提纯所制得的氢气；步骤二，加氢热解生成的固体半焦大部分通过导焦管直接进入半焦料斗，小部分粒度小的半焦和热解气一起进入旋风分离器，经旋风分离器分离后得半焦也进入半焦料斗内；步骤三，气化炉的原料是来自加氢热解的所得半焦，半焦和气化剂按一定比例在气化反应器内进行气化反应，生成高温的合成气，高温合成气作为流化床加氢热解炉的热源和氢源。该方法采用流化床热解粉煤，因未对粉煤进行分级，存在油尘难以分离的问题。另外采用流化床进行热解、气化时，细粉因快速被吹出，会存在气化飞灰量大，灰中残碳含量较高，碳转化率低的问题。