[发明专利]低阶煤热解气化系统和热解气化方法

说明书

本发明公开了低阶煤热解气化系统和热解气化方法，其中，解气化系统包括：粉煤热解气化炉、高温除尘装置和余热锅炉，其中，粉煤热解气化炉内限定有位于上部的热解腔室和位于下部的气化腔室，热解腔室内布置有多个蓄热式辐射管，热解腔室的顶部具有低阶煤入口，气化腔室的下部具有氧气进口和蒸汽进口，底部具有灰渣出口，位于热解腔室与气化腔室之间的侧壁上具有高温油气出口，高温除尘装置具有高温油气进口和高温净化油气出口，高温油气进口与高温油气出口相连；余热锅炉具有高温净化油气进口、热解气出口、热解油出口、水进口和蒸汽出口，高温净化油气进口与高温净化油气出口相连。利用该解气化系统能够有效实现低阶煤的清洁、高效、一步转化。

技术领域

本发明创造属于煤化工领域，尤其涉及到中低阶煤热解气化系统和热解气化方法。

背景技术

煤炭是我国的主要能源，在一次能源结构中占有重要地位。低阶煤储量占全国探明煤炭储量的55％，达到5612亿吨。低阶煤的化学结构中侧链较多，氢和氧含量较高，结果导致其挥发分含量高，根据其挥发分及氢含量高的特点，通过分级转换利用，可获得高附加值的油和气及化学品，再将剩余半焦进行燃烧或气化，实现煤炭资源的梯级利用。目前低阶煤利用过程大多将热解与气化或燃烧分为两个装置进行，整体能效降较低。所以开发一套高效的热解气化装置提高低阶煤的产油产气率，实现能源高效转化。

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热解气化系统和热解气化方法，利用该解气化系统和方法能够实现低阶煤的清洁、高效、一步转化。

根据本发明的一个方面，本发明提出了低阶煤热解气化系统，根据本发明的实施例，该低阶煤热解气化系统包括：

粉煤热解气化炉，所述粉煤热解气化炉内限定有位于上部的热解腔室和位于下部的气化腔室，所述热解腔室内布置有多个蓄热式辐射管，所述热解腔室的顶部具有低阶煤入口，所述气化腔室的下部具有氧气进口和蒸汽进口，底部具有灰渣出口，位于所述热解腔室与所述气化腔室之间的侧壁上具有高温油气出口，

高温除尘装置，所述高温除尘装置具有高温油气进口和高温净化油气出口，所述高温油气进口与所述高温油气出口相连；

余热锅炉，所述余热锅炉具有高温净化油气进口、热解气出口、热解油出口、水进口和蒸汽出口，所述高温净化油气进口与所述高温净化油气出口相连。

采用本发明上述实施例的低阶煤热解气化系统，粉煤被破碎到一定粒度由粉煤热解气化炉顶部进入热解腔室，在蓄热式辐射管加热条件下发生热解反应，热解油气从炉体中部导出，产生的高温半焦进入在炉体下部的气化腔室与氧气和蒸汽接触发生燃烧气化反应，产生高温煤气，主要成分为CO和H2，气化反应是强放热反应，高温煤气在上升过程中与下落的半焦逆流接触，气固进行换热，半焦吸收高温煤气的热量，温度升高，进而热解得到CH4、热解油。最终将煤高效清洁转化为富含H2、CO、CH4的原料气，同时副产高附加值的芳烃类油品。由于半焦的不完全燃烧放热，为热解提供热量，能效更高。因此，本发明上述实施例的低阶煤热解气化系统最终实现了煤的清洁高效一步转化。

另外，根据本发明上述实施例的低阶煤热解气化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，所述蒸汽出口与所述蒸汽进口相连。

在本发明的一些实施例中，所述热解腔室占所述粉煤热解气化炉内整体高度的1/3-1/2。

在本发明的一些实施例中，所述氧气进口和蒸汽进口位于所述灰渣出口上方距离20-30cm处。

在本发明的一些实施例中，上述实施例的低阶煤热解气化系统进一步包括：热解气净化装置，所述热解气净化装置与所述热解气出口相连。