[发明专利]一种粉煤加氢热解与气化一体化系统及其处理方法

说明书

本发明提供了一种粉煤加氢热解与气化一体化系统及其处理方法，所述系统包括进料单元、反应单元和分离单元，所述反应单元包括提升管反应器和气化炉，所述分离单元包括气固分离装置和油气分离装置。本发明将粉煤加氢热解与气化耦合处理，实现了原料煤的分级转化和综合利用，提高了热解油品的收率和油品品质；同时，本发明实现系统物料的内循环，无副产物产出，有效提高了物料和能量的利用率。

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，涉及一种粉煤加氢热解与气化一体化系统及其处理方法。

背景技术

随着能源短缺和环境污染问题的日趋严峻，发展清洁、高效利用化工原料的技术成为人们的共识。在化工原料结构中，煤炭占一半以上，因此开发和推广洁净煤技术，实现煤炭资源的分级转化、合理有效利用成为研究的热点。

现有技术中，煤热解技术的焦油产率较低，且重质组分含量高，不利于焦油的后续加工，同时粉焦的价格低，后续利用也较困难；粉煤直接气化，煤中高附加值的物质没有被提出，不利于煤炭资源的综合利用。而煤的加氢热解可以从煤中提取高附加值化学品和油品，是一种提高煤利用价值的重要技术。CN 105001890 A公开了一种煤化工加氢热解工艺及系统，该工艺能够大大提高煤化工加氢热解效率，同时能够将热解产物充分利用，形成多种煤化工产品，提高了煤化工产品的产出效率，但是原料煤中仍有一部分碳以低附加值的半焦形式存在，原料中总碳的利用率较低。

煤的单一利用技术，如煤热解、气化、液化、焦化和燃烧等，都会存在各自的缺陷，因此各处理技术耦合使用，可以有效提高煤的利用效率，减少有害副产物的排放。CN102061187 A公开了一种煤加氢热解与气化耦合的方法，该方法虽然提高了焦油产率和轻组分含量，得到了高附加值产品，但该方法工艺较为复杂，热量利用率不高，其工艺过程仍需改进。

综上所述，粉煤的综合利用技术仍是需要研究的重点方向，使之可以提高粉煤的利用效率，从而提高高附加值产品的产率，同时所用技术工艺简单，成本较低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的提供了一种粉煤加氢热解与气化一体化系统及其处理方法。本发明通过将加氢热解和气化相结合，把粉煤完全转化为油品及气体燃料，实现了粉煤的分级转化，提高了热解油品的收率和油品品质；同时，本发明实现系统物料的内循环，无副产物产出，有效提高了物料和能量的利用率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种粉煤加氢热解与气化一体化系统，所述系统包括进料单元、反应单元和分离单元，所述反应单元包括提升管反应器和气化炉，所述分离单元包括气固分离装置和油气分离装置；其中，所述提升管反应器的出口与气固分离装置的进口相连，所述气固分离装置的底部出口与气化炉的进口相连，所述气化炉的出气口与提升管反应器的进气口相连，所述气固分离装置的顶部出口与油气分离装置的进口相连。

本发明中，粉煤加氢热解生成的热解产物经气固分离，固体粉焦发生气化反应，生成的合成气再进入提升管反应器，作为热解反应的提升气体及加热热源，充分实现了系统内物料和能量的循环，提高了粉煤的利用效率。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述提升管反应器的直径为0.2m～3m，例如0.2m、0.5m、1m、1.5m、2m、2.5m或3m等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；长度为5m～100m，例如5m、10m、20m、40m、50m、60m、80m或100m等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；曲率半径为1D～15D，例如1D、3D、5D、8D、10D、12D或15D等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。