[发明专利]气流床煤粉加氢气化方法

说明书

本发明公开一种气流床煤粉加氢气化方法。该气流床煤粉加氢气化方法包括如下步骤:煤粉、生物质焦和氢气进行加氢气化反应，得产物，所述产物包括半焦和合成气；其中，所述煤粉的质量流量与所述生物质焦的质量流量的比值为(3‑5):1，所述煤粉与所述生物质焦的粒径均小于38um，所述加氢气化反应的反应温度为700℃以上。该气流床煤粉加氢气化方法，通过生物质焦的加入，能够提高催化速率、促进焦油分解，故碳转化率高，产品气中CH₄含量高。

技术领域

本发明涉及一种气流床煤粉加氢气化方法。

背景技术

能源是社会发展和经济发展的支柱，在我国，煤炭作为储量最大并且利用量最多的能源对国民生活起着重大的作用。但是，煤炭的传统利用方式有着天然的缺陷，特别是对于环境的污染严重。而煤气化是一项相对清洁的煤炭利用技术，可以将煤炭转化为清洁燃料气，解决相应的环境污染和能源分布不均等问题，对我国的经济发展有着重大的作用。

常规两步法煤制天然气工艺路线较长，投资大，热效率低。为克服上述技术的不足，近年来，煤加氢气化技术受到越来越多的重视。中国专利申请CN102559310A中公布了一种用焦炉气等工业废气进行煤炭加氢气化制天然气等烃类的方法，该工艺中，原煤加热至300℃会发生热解产生焦油，容易发生堵塞，不利于输送，该工艺由于输入的热量不足以达到激发加氢气化反应的温度，无法获得质量较优的产品和保证系统的稳定运行。因此，开发一种热效率高、气化系统稳定性好、产物中油品含量少，能够稳定实现共加氢气化过程以及产品质量较优的气流床煤粉加氢气化的方法是目前亟须解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中煤粉加氢气化方法工艺路线较长、投资大、热效率低、气化系统稳定性差以及产品质量较差等缺陷，而提供一种热效率高、气化系统稳定性好以及产品质量较优的气流床煤粉加氢气化方法。该气流床煤粉加氢气化方法，通过生物质焦的加入，能够提高催化速率、促进焦油分解，故碳转化率高，产品气中CH₄含量高。

本发明提供一种气流床煤粉加氢气化方法，其包括如下步骤:

煤粉、生物质焦和氢气进行加氢气化反应，得产物，所述产物包括半焦和合成气；其中，所述煤粉的质量流量与所述生物质焦的质量流量的比值为(3-5):1，所述煤粉与所述生物质焦的粒径均小于38um，所述加氢气化反应的反应温度为700℃以上。

发明人发现，在煤粉中添加部分生物质焦可以达到一定的催化效果，能够提高催化速率、促进焦油分解，相对现有技术中的煤粉直接加氢技术，能达到更高的甲烷生成速率和更大的碳转化率。

本发明中，所述煤粉可为本领域常规使用的煤粉，所述煤粉的含水量较佳地小于12wt％，例如可为3.02wt％。

本发明中，所述生物质焦较佳地为小麦秸秆焦、马尾藻焦和木屑焦中的一种或多种，更佳地，所述小麦秸秆焦、所述马尾藻焦和所述木屑焦均在800-1000℃及常压氮气气氛下制得。

本发明中，所述生物质焦的含水量较佳地小于12wt％。

本发明中，所述煤粉的质量流量与所述生物质焦的质量流量的比值较佳地为4:1，且所述氢气的摩尔流量与所述煤粉的质量流量的比值较佳地为(100-110):1，单位为mol/kg，更佳地为107.2:1，单位为mol/kg。例如，当煤粉的质量流量为1t/h时，生物质焦质量为0.25t/h，合成气总量约为36.1kmol/h，此时的氢气用量为107.2kmol/h。

本发明中，所述加氢气化反应的反应温度较佳地为800-1000℃，更佳地为850-950℃。

本发明中，所述加氢气化反应的反应压力可为本领域常规，较佳地为0.5-12MPa，更佳地为4-12MPa。

本发明中，所述加氢气化反应的停留时间可为本领域常规，较佳地为15-20s。