[发明专利]一种低阶煤气化还原制氢气和一氧化碳的方法

说明书

本发明提供了一种低阶煤气化还原制氢气和一氧化碳的方法，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分离分别得到产品CO和H₂。本发明制备CO和H₂气体的途径多，产气量高，纯度高，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，尤其涉及一种低阶煤气化还原制氢气和一氧化碳的方法。

背景技术

现代煤化工技术以煤气化为技术龙头，通过气化得到化工合成所需的宝贵原料CO和H₂等，但是煤气化技术发展至今，尚未形成成熟大规模商业化低阶煤气化技术。现有技术中将低阶煤气化，通常是将低阶煤热解后得到粗制煤气，一般热解是在有大量氧气(或空气)的条件下进行的，热解时一部分煤将于氧气反应用于供热并且产生了大量的CO₂，由于CO₂不能燃烧，属于无效气体，并且因为有氧燃烧，粗制煤气中含氮量过高，降低了粗制煤气的能量密度，不能作为化工合成的一级原料，除了回炉燃烧外，热解产出混合气体未有其它经济价值。而且因为一部分煤与氧气燃烧供热生成CO₂，导致提质煤的量更少，最终用提质煤途径制得的水煤气的量少之又少，极大的浪费了低阶煤中的有效资源。

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，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，提供了一种低阶煤气化还原制氢气和一氧化碳的方法，本发明中制备氢气和一氧化碳的途径多，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：

一种低阶煤气化还原制氢气和一氧化碳的方法，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；

(4)将步骤(3)中所述混合气体经部分烃类重整转化工艺处理得到包含CO和H₂的第一合成气；

(5)将步骤(3)中所述废水、步骤(1)中所述煤粉与水煤浆添加剂混合后得到水煤浆，将所述水煤浆与O₂通过水煤浆气化工艺处理得到包含CO、CO₂和H₂的的第二水煤气，所述第二水煤气通过第二净化工艺处理后得到第二合成气；