[发明专利]一种用于流化床的粉煤热解增油提质的方法

说明书

本发明公开了一种用于流化床的粉煤热解增油提质的方法，充分发挥煤与生物质碳氢互补的优势，将煤与生物质按照一定比例混合，采用流化床为反应器，通入输送气和流化气，在一定压力条件下进行热解反应，充分利用煤炭开采过程中产生且不能被有效利用的粉煤，同时可有效利用废弃的生物质资源，降低成本，增加焦油收率，改变油品组成，获得的共热解油品收率高于煤单独热解油，芳烃含量有所增加，硫含量有一定程度的下降，品质得到改善，更适用于制备轻质、清洁的优质燃料油。

技术领域

本发明属于煤热解技术领域，具体涉及一种用于流化床的粉煤热解增油提质的方法。

背景技术

我国的能源特点是富煤缺油，在未来50年内以煤炭为主的能源结构将不会改变，由于世界上其它化石能源的日渐匮乏，煤炭在未来能源系统中的地位将更为重要。而在煤炭的实际开采过程中，满足要求的块煤只有30％～40％，70％左右是粒度小于5mm的粉煤，不能被有效利用。而粉煤作为热解的优良原料正在被广泛的研究和应用，粉煤热解在改变煤质、降低污染的同时扩大了低变质煤的应用范围。

随着化石燃料的日益短缺，生物质能的开发和利用已经引起世界各国的高度重视。我国每年产生大量的秸秆、稻壳以及城市垃圾等废弃生物质，发展煤与生物质共热解技术符合我国能源特点，可充分利用生物质资源，缓解能源紧张，保护环境。

煤炭与生物质都是以C、H和O等元素为主组成的固态混合物，所以在应用上有许多相似之处。煤是一种贫氢物质，在对煤热解过程中通常要采用外加氢气化的方式提高煤的转化率，但是一般外加纯氢的生产成本较高，寻找一种廉价的氢源成为众多学者所关注的焦点。生物质作为一种富氢物质，不仅热解温度低于煤热解温度，先于煤发生热解，而且富产氢气，可以作为煤热解的供氢源。煤与生物质共热解，可将清洁能源高效利用，扬长避短，各自发挥优势。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于流化床的粉煤热解增油提质的方法，充分发挥煤与生物质碳氢互补的优势，将煤与生物质按照一定比例混合，采用流化床为反应器，通入输送气和流化气，在一定压力条件下进行热解反应，得到的焦油产率增加，硫含量减少，油品质得到改善。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为，包括以下步骤：

S1.原料预处理：将原料煤粉经筛分获得设定粒径的原料煤粉，并烘干预处理脱除水分；将原料生物质通过破碎筛分获得设定粒径的原料生物质，并烘干预处理脱除水分；

S2.混合搅拌：将预处理后的原料煤粉与原料生物质进行混合均匀搅拌后备用；

S3.共热解：通过气力输送将混合好的原料煤粉和原料生物质输送至流化床热解反应器中进行快速热解，得到携带固体半焦的热解气；

S4.气固分离：热解气携带固体半焦经气固分离装置分离，得到固体半焦和热解油气；

S5.油品回收：热解油气经油品回收装置回收，获得共热解油和合成气。

进一步地，所述步骤S1中原料粉煤和原料生物质的烘干预处理温度不超过105℃。

进一步地，所述步骤S1中原料煤粉通过60目的筛子，筛分出粒径100μm～300μm之间的颗粒大于50％；原料生物质通过60目的筛子，筛分出粒径100μm～300μm之间的颗粒大于50％。

进一步地，所述步骤S2中原料煤粉与原料生物质混合的质量比范围为：原料煤粉/原料生物质＝1:(0.05～2.0)。

进一步地，所述步骤S3中气力输送的原料输送气为N₂或CO₂；流化反应器中的流化气包括单一惰性气体或多种混合惰性气体。

进一步地，所述步骤S3中原料输送气的气速为0.5～5m/s，反应停留时间为1.0～3.0s。