[发明专利]一种利用低阶煤多途径合成氨的方法

说明书

本发明提供了一种利用低阶煤多途径合成氨的方法，低阶煤经烘干得到烘干后的低阶煤和废气，废气除尘后得到煤粉；将烘干后的低阶煤气化还原得到油气混合物和提质煤，气化还原工艺是在无氧或微氧条件下对烘干后的低阶煤进行加热的化学反应工艺；将油气混合物净化后得到混合气体和废水；将混合气体重整转化制备合成气；将废水、煤粉与水煤浆添加剂先制备水煤浆再制备合成气，利用提质煤制合成气，将三种合成气混合后通脱变换转化、脱碳并分离提纯H₂；以H₂和N₂为原料合成氨。本发明中合成氨的途径多，成本低廉，而且实现了废水、煤粉等多种废物的再利用，节省资源。

技术领域

本发明涉及煤物质清洁利用技术领域，尤其涉及一种利用低阶煤多途径合成氨的方法。

背景技术

以煤为主要原料，生产多种清洁燃料和基础化工原料的煤炭加工转化产业，具体包括煤制油、煤制天然气、低阶煤分质利用、煤制化学品以及多种产品联产等领域。为低阶煤的分质利用指明了发展方向，适度发展煤炭深加工产业，既是国家能源战略技术储备和产能储备的需要，也是推进煤炭清洁高效利用和保障国家能源安全的重要举措，尤其以低阶煤热解转化为抓手、分级分质利用为方向、环保能效循环经济为重点、油气电化热为目标。

氨极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨，水溶液又称氨水。降温加压可变成液体，液氨是一种制冷剂。氨可用来制造硝酸、硝酸盐、铵盐、氰化物等无机物，也可用来制造胺、磺胺、腈等有机物。氨和这些含氮化合物是生产燃料、炸药、医药、合成纤维、塑料等的原料。氨对地球上的生物相当重要，它是许多食物和肥料的重要成分。氨也是所有药物直接或间接的组成。氨有很广泛的用途，同时它还具有腐蚀性等危险性质。由于氨有广泛的用途，氨是世界上产量最多的无机化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。

鉴于氨在国民经济中的重要性，许多国家都集中主要力量解决与合成氨有关的技术和理论问题。如高压技术、煤的气化、深冷技术、气体净制、特种钢材、催化理论等。因此，合成氨的发展，又在理论上和技术上指导了其他新型的工业，如人造石油、甲醇、尿素的合成，乙烯的高压聚合等。

干燥是低阶煤作为锅炉燃料、气化原料、直接液化原料、热解原料或其他深加工原料的第一步。干燥既是满足下游加工工艺要求的需要，也是降低整个项目能耗和下游装置投资的需要。干燥过程中产生的包含大量水蒸气和煤粉等废气等直接排入大气中，会加重环境污染，因此有效回收干燥过程中的产生的煤粉和水分具有重要的实际意义。低阶煤中的水分一般分为自由水和结合水，而干燥通常只能除去低阶煤中大部分的自由水，很难去除低阶煤中的结合水，通常干燥过程烘干去掉的大部分自由水容易被冷凝回收利用。但是通常低阶煤的高效转化利用方式为干燥后进行热解，热解后的高温气体中依然含有大量的水蒸气，这部分水的含量也不容小觑。然而，考虑到低阶煤中水含量较高，而且在富产低阶煤的地区水资源往往非常珍贵；若能同时有效回收地低阶煤中宝贵的水资源和烘干过程中的煤粉制备水煤浆再利用水煤浆气化用于合成氨，对解决现有低阶煤中水分回收不足和污染环境具有重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种利用低阶煤多途径合成氨的方法，本发明中合成氨的途径多，成本低廉，而且实现了废水、煤粉等多种废物的再利用，节省资源。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种利用低阶煤多途径合成氨的方法，该方法包括以下步骤：

(1)低阶煤经烘干工艺处理得到烘干后的低阶煤和废气，所述废气通过第一除尘工艺得到煤粉；

(2)将步骤(1)中所述烘干后的低阶煤通过气化还原工艺处理得到油气混合物和提质煤，所述气化还原工艺是在无氧或微氧条件下对烘干后的低阶煤进行加热的化学反应工艺；

(3)将步骤(2)所述油气混合物通过第一净化工艺得到包含CO、H₂和烃类的混合气体和废水；