[发明专利]籽煤一体化热解气化装置及方法

说明书

本发明提供了一种籽煤一体化热解气化装置及方法，包括原料仓和反应仓；其中，原料仓，用于存料和下料；反应仓，用于将原料仓的籽煤热解和气化，其内腔分为热解区、气化区和排焦区，气化区和排焦区并列布设在热解区的下方，原料仓的籽煤在热解区利用气化产生的高温合成气为热载体热解生成半焦，部分半焦进入排焦区作为半焦产品排出，另一部分半焦进入气化区发生气化，产生高温水煤气和热解荒煤气经自下而上上升过程中利用籽煤过滤净化后排出。本发明热解气化一体化技术降低了煤炭热解工艺所需的燃料消耗，提高系统的能源利用效率，并拓宽了半焦的利用途径，实现了煤化工行业高效低耗的目标。

技术领域

本申请属于煤化工技术领域，具体涉及一种籽煤一体化热解气化装置及方法。

背景技术

基于我国能源供给和消费结构现状，煤炭作为我国主体能源的地位不会发生根本性转变。目前，我国以直接燃烧为主的煤炭资源利用方式，基本上只利用了煤炭的燃烧属性，造成煤炭分子中有用组分的资源浪费以及严重的环境污染问题。因此，开发多种技术相耦合，能够梯级利用煤炭资源，清洁、高效的煤炭分质转化利用技术，是当前我国煤化工必须解决的一个问题。

根据煤炭的结构及理化性质，实施以热解为龙头，煤、油、气、电、化一体化多联产的煤炭分质利用技术，注重整体资源转化效率的最大化，实现转化过程中污染物的集中、综合治理，可大幅提高煤炭转化过程中的社会和环境效益。

目前，快速热解虽然能产生高附加值的煤气，但是产生的半焦具有大量的显热，固体显热的回收和利用非常困难，并且热回收效率低，回收设备投资大；热解气再高温除尘后进行激冷处理，不但浪费了大量的余热，而且冷却过程需要消耗大量的水和动力。

常规的气化过程是将原料部分燃烧产生气化所需要的热量，保证气化过程能够连续运行，部分燃烧的燃料变成二氧化碳，造成气化过程的热效率和冷煤气效率较低。并且，传统的气化工艺要获取高热值的煤气，气化工艺需要纯氧作为气化剂，空分装置投资大大增加，并且运行过程需要消耗大量的电能，极大地提高了运行费用，收益率大大降低。

基于以上不足，本发明提供了一种籽煤热解气化一体化装置，将中低温籽煤热解与半焦气化耦合在一个反应器内，利用煤炭气化产生的高温煤气显热，为低阶煤的热解提供所需的能量，在热解区使籽煤转化为高品质的中低温煤焦油和合成气，实现了粉煤热解、半焦气化的分级转化和优化集成。

发明内容

为了克服上述现有技术所存在的不足，本发明提供了一种籽煤一体化热解气化装置，将化反应器与热解反应器耦合为一体，并实现能量、物料、产品、工艺、装置的有效耦合，大幅度提高了能量转化效率，并提高半焦产品品质。

同时，本发明提供了一种利用上述籽煤一体化热解气化装置的籽煤一体化热解气化方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种籽煤一体化热解气化装置，其包括原料仓和反应仓；其中，原料仓，用于存料和下料；

反应仓，用于将原料仓的籽煤热解和气化，其内腔分为热解区、气化区和排焦区，气化区和排焦区并列布设在热解区的下方，原料仓的籽煤在热解区利用气化产生的高温合成气为热载体热解生成半焦，部分半焦进入排焦区作为半焦产品排出，另一部分半焦进入气化区发生气化，产生高温水煤气和热解荒煤气经自下而上上升过程中利用籽煤过滤净化后排出。

进一步限定，所述气化区和排焦区的半焦通量比为1：1～3。

进一步限定，所述气化区和/或排焦区的外壁上设置有换热流体通道，分别对气化区和排焦区的温度进行调控。

进一步限定，所述气化区对应的换热流体通道壁上开设有气体流出孔和气体流入口，所述气体流出孔与气化区的下部连通，向气化区内通入气化剂；在换热流体通道内设置有气体挡板，通过气体挡板将换热流体通道的气体流出孔和气体流入口分隔在气体挡板两侧。