[发明专利]低阶煤分质梯级利用的系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体而言，本发明涉及低阶煤分质梯级利用的系统和方法。

背景技术

我国是一个贫油、少气、相对多煤的国家，石油剩余可开采储量仅为24亿吨，石油后备资源严重不足，2013年我国原油进口已超过2.8亿吨，对境外石油的依赖度达到58％。目前，亚洲地区经济发展对石油化工产品需求大增，同样我国目前很多石油、化工产品还需要靠进口来填补不足，然而石油资源基本受强国垄断，随着国际能源需求量不断增长，石油化工产品的生产成本也不断提高。与此相反，我国煤炭已探测出的煤储量为1万亿吨，煤年产量约37亿吨，采用高效洁净煤化工技术代替石油资源，对于我国经济发展、环境保护与生态平衡具有重要意义。

目前我国对煤炭的利用主要是以单一化的利用为主，包括利用效率低的直接燃烧、气化、液化。为了提高煤炭的高转化率，往往需要复杂的工艺和较严苛的运行条件，导致转化工艺复杂，设备庞大，投资和生产成本大幅提高。而低阶煤中具有较高的挥发分，可以用来生产油、气等资源，合理采用低阶煤将煤资源化利用，生产能源替代产品、经济价值产品意义重大。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出低阶煤分质梯级利用的系统和方法，采用该系统不仅可以充分利用煤中所含的油气资源，解决煤的转化效率低、污染严重等的问题，还可以灵活调控合成气中的C/H比，使后续化工合成路线更加广泛，进而达到降低生产成本，且显著提高煤资源的利用率。

根据本发明的一个方面，本发明提出一种低阶煤分质梯级利用的系统，包括：

粉煤破碎筛分装置，所述粉煤破碎筛分装置具有低阶煤入口、低阶煤粉出口和低阶煤颗粒出口；

成型装置，所述成型装置具有低阶煤粉入口、生石灰粉入口和块状物料出口，所述低阶煤粉入口与所述低阶煤粉出口相连；

热解炉，所述热解炉具有块状物料入口、固体热解产物出口和第一热解油气出口，所述块状物料入口与所述块状物料出口相连；

电石炉，所述电石炉具有固体热解产物入口、电石出口和高温气体出口，所述固体热解产物入口与所述固体热解产物出口相连；

乙炔发生器，所述乙炔发生器具有电石入口、水入口和乙炔出口，所述电石入口与所述电石出口相连；

粉煤热解气化炉，所述粉煤热解气化炉具有低阶煤颗粒入口、水蒸汽入口、燃料入口、提质粉煤出口和第二热解油气出口，所述低阶煤颗粒入口与所述低阶煤颗粒出口相连；以及

油气分离装置，所述油气分离装置具有第一热解油气入口、第二热解油气入口、人造石油出口、人造天然气出口和合成气出口，所述第一热解油气入口与所述第一热解油气出口相连，所述第二热解油气入口与所述第二热解油气出口相连。

由此，通过采用该低阶煤分质梯级利用的系统，可以进一步提高燃煤过程中的转化率，使煤中所含的油气资源得到充分利用，进而提高低阶煤的利用率，解决直接燃煤过程中转化效率低和污染严重的问题，以及以煤气化为源头的传统煤化工路线中水耗大、效率低等的问题；同时，通过采用该系统还能够灵活调控热解气化过程中产生合成气中的C/H比，节省氢碳转化费用，使整个系统的能量得到更合理、更高效的利用，进而达到降低生产成本，并显著提高煤资源的利用率的目的。

另外，根据本发明上述实施例的低阶煤分质梯级利用的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述电石炉的高温气体出口与所述粉煤热解气化炉的燃料入口相连。由此，可以进一步提高资源的利用率。

在本发明的一些实施例中，所述低阶煤分质梯级利用的系统进一步包括：火电锅炉，所述电锅炉与所述粉煤热解气化炉的提质粉煤出口相连。由此，可以进一步提高煤资源的利用率，进而实现煤电的能量转换。

根据本发明的另一个方面，本发明还提出了一种利用上述低阶煤分质梯级利用的系统对低阶煤进行分质梯级利用的方法，包括：

利用粉煤破碎筛分装置对低阶煤进行破碎筛分处理，以便得到低阶煤粉和低阶煤颗粒；

将所述低阶煤粉与生石灰粉送至成型装置中进行成型处理，以便得到块状物料；

将所述块状物料送至热解炉中进行热解处理，以便得到固体热解产物和第一热解油气；

将所述固体热解产物热送至电石炉内进行电石反应，以便得到电石并产生富含一氧化碳的高温气体；

将所述电石和水在乙炔发生器内进行反应，以便得到乙炔；