[发明专利]一种低阶煤低温热解产煤气、焦油并联产合成气的工艺系统和工艺方法

说明书

本发明提供一种低阶煤低温热解产煤气、焦油并联产合成气的工艺系统和工艺方法。本发明的工艺系统包括干燥器、除尘器Ⅰ、除尘器Ⅱ、热解炉、气化炉、气固分离器和换热系统，所述干燥器分别连接除尘器Ⅰ、换热器、热解炉和气化炉，热解炉连接除尘器Ⅱ和气化炉。本发明先将原料煤经干燥器干燥后再进行热解，得到煤气、油气，半焦产物进入气化系统得到合成气产品，并对各个系统的热能和物料进行了整合，使其最大程度地循环和再利用，整个系统热能利用率高，解决了现有技术中煤热解对低阶碎煤利用率低、煤热解耗能高等技术问题，实现了粉煤的洁净利用。

技术领域

本发明涉及煤热解技术，尤其涉及一种低阶煤低温热解产煤气、焦油并联产合成气的工艺系统和工艺方法，属于煤化工技术领域。

背景技术

我国能源储量特点是“富煤、贫油、少气”，根据2018年中国矿产资源报告报道，我国煤炭资源可开采储量到达166000亿吨。煤炭资源质量相对较差，其中高水分、低变质程度的低阶煤占煤炭总储量的50％左右。一次能源消耗中煤炭占比达到60％以上。

低阶煤在一次能源中主要利用方式有直接燃烧、煤气化等，存在着能源利用效率低、环境污染严重的问题，同时低阶煤中大量的烃类化合物未得到充分回收。目前，低阶煤洁净利用技术主要采用内燃式直立炉进行低阶煤热解生产煤气、焦油和半焦。一方面现有低阶煤热解直立炉普遍存在单炉产量小、热解效率低、能耗高、污染重的问题；另一方面低阶煤热解产生的固体产品半焦存在储存、远距离运输的困难。而且为了保证低阶煤热解直立炉透气性，要求入炉低阶煤原料是块煤(20～60mm)。而在煤矿开采的低阶煤中块煤仅占70％，其余是大量＜5mm的粉煤无法作为原料煤利用，造成大量的粉煤只能作为燃料煤使用，如果能够对粉煤进行洁净化利用将产生巨大的社会效益。

因此，开发粉煤洁净利用技术具有广阔的应用前景，其核心技术是解决粉煤热解产生荒煤气中粉尘、油、水和气的分离。低阶煤气化是以粉煤或水煤浆作为原料通过气化炉生产合成气，合成气通过后续装置处理多种化工产品。低阶煤中的烃类化合物在气化过程中与炭一起在气化炉气化生成合成气，烃类化合物未被直接回收利用。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述低阶煤存在洁净化利用或烃类化合物浪费的问题，提出一种低阶煤低温热解产煤气、焦油并联产合成气的工艺系统和工艺方法，上述系统适用于低阶碎(粉)煤作为原料，实现低温热解产煤气并联产合成气，并对系统的能量实现优化，达到节能、洁净、高效地综合转化利用低阶碎煤。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明第一方面的技术目的在于提供一种低阶煤低温热解产煤气、焦油并联产合成气的工艺系统，其包括干燥器、除尘器Ⅰ、除尘器Ⅱ、热解炉、气化炉、气固分离器和换热系统，所述干燥器设置过热水蒸气入口、煤料入口、过热水蒸气出口和干燥煤料出口；所述水蒸气出口连接除尘器Ⅰ，除尘器Ⅰ的气体出口设置分支，第一分支连接换热器入口，并通过换热器出口连接至干燥器过热水蒸气入口，第二分支连接气化炉的过热水蒸气入口，所述气化炉为循环流化床；所述干燥器的干燥煤料出口连接至热解炉入口，热解炉高温荒煤气出口连接除尘器Ⅱ，热解炉热半焦出口连接气化炉的半焦入口，所述气化炉的底部设置灰烬产物出口，气化炉内半焦和热灰被气体提升至气化炉顶部的气固混合物出口，气固混合物出口连接气固分离器的入口，气固分离器的合成气气体出口连接换热系统，气固分离器的固体出口排出的半焦、热灰混合物设置分支，第一分支连接热解炉的入口，半焦、热灰的混合物作为煤料热解的热载体；第二分支连接气化炉的固体入口，半焦、热灰的混合物作为循环流化床气化炉的热载体。

进一步的，所述干燥器采用移动流化床，所述移动流化床床板坡度为1～2°并设有煤料移动刮板，所述干燥器的过热水蒸气入口与过热水蒸气出口的设置使过热水蒸气穿过移动流化床上水平移动的煤料，气固充分接触使煤料被干燥。

进一步的，所述干燥器的过热水蒸气入口处还设置有热风分布板，使进入的气体得到良好的分散。