[發明專利]氣化煤的裝置和方法

有效

• 申請號: 201110294879.1
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN103013572A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 薛俊利;畢喜婧;王明敏
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C10J3/46
• 分類號: C10J3/46;C10J3/48;C10J3/50;C10J3/84;C10J3/72
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 封新琴

技術領域

本發明涉及煤氣化技術，尤其是用成漿性不佳的煤制備水煤漿并氣化的裝置和方法。

背景技術

煤氣化是將一次能源轉化為潔凈的二次能源的主要途徑之一。一些煤氣化技術采用水煤漿為原料。一些煤，如褐煤、不粘煤、弱粘煤和長焰煤之類的低階煤，本身的成漿性不佳，通常不能直接制備滿足氣化要求的水煤漿。

美國專利第6053954號和第4166802號提及用水熱法處理煤后制備氣化用的水煤漿。美國專利第6053954號沒有具體提及水熱法中采用的熱源。美國專利第4166802號則涉及在激冷區用合成氣加熱煤以進行水熱處理。采用此法，煤可能會在激冷區和爐渣混合而難以分離，而且，激冷區的溫度低于水熱處理要求的溫度，另外，因為激冷區與氣化區連接在一起，激冷區的水熱處理可能影響氣化區的穩定運行。

另一方面，煤氣化過程中使用大量的水激冷、洗滌合成氣，激冷、洗滌后產生大量的高溫黑水。黑水溫度較高且含有從合成氣中沖刷下來的細灰、爐渣和未轉化的炭等固體雜質，所以通常需要進行處理以降溫并與固體雜質分離后作為激冷、洗滌等的供水進行回收利用。中國發明專利申請第20110007341.8號公開一種低壓煤氣化系統，在此系統中，激冷水和灰渣共同形成的黑水經過渣池和沉淀單元兩步處理后回收用于激冷或/和洗滌合成氣。此專利申請沒有涉及黑水所帶熱量的回收利用。

中國專利申請第200810055138.6號公開了將氣化排出的黑水通過多步閃蒸處理并沉降后進行循環利用。此篇專利申請還提及閃蒸后分離出來的氣相一部分和灰水直接接觸換熱，另一部分用作固定床造氣氣化劑。

由此可見，煤氣化過程中有些步驟吸熱、有些步驟放熱，如果將放熱步驟的熱用于吸熱步驟，而又不對整個煤氣化過程中的任何步驟構成不利影響，這樣的工藝裝置和方法能有效的利用能源。但是，現有的煤氣化技術在這方面都還存在改進空間，尤其是使用成漿性不佳的煤制備的水煤漿的氣化裝置和方法。

因此，需要提供新的或者改進的氣化煤的裝置和方法。

發明內容

一方面，本發明涉及一種氣化煤的裝置，包括：水煤漿制備單元，其利用黑水對煤進行水熱處理，并制備包含水熱處理后的煤的水煤漿；以及氣化單元，其氣化水煤漿制備單元制備的水煤漿以生產包含一氧化碳和氫氣的合成氣，并產生供給水煤漿制備單元的黑水。

另一方面，本發明涉及一種氣化煤的方法，包括：利用黑水對煤進行水熱處理；制備包含水熱處理后的煤的水煤漿；氣化制備的水煤漿以生產包含一氧化碳和氫氣的合成氣；以及激冷生產的合成氣以產生用于水熱處理的黑水。

附圖說明

結合詳細說明并參照附圖可以更好地理解本發明的特色，組成以及優點，在附圖中：

圖1是本發明所涉及氣化煤的裝置的一個實施例的示意圖；

圖2是本發明所涉及氣化煤的裝置的另一個實施例的示意圖。

具體實施方式

說明書中的近似用語用來修飾數量，表示本發明并不限定于該具體數量，還包括與該數量接近的可接受的而不會導致相關基本功能的改變的修正的部分。相應的，用“大約”、“約”等修飾一個數值，意為本發明不限于該精確數值。在某些例子中，近似用語可能對應于測量數值的儀器的精度。

本發明中所提及的數值包括從低到高一個單元一個單元增加的所有數值，此處假設任何較低值與較高值之間間隔至少兩個單元。舉例來說，如果說了一個組分的數量或一個工藝參數的值，比如，溫度，壓力，時間等等，是從1到90，20到80較佳，30到70最佳，是想表達15到85，22到68，43到51，30到32等數值都已經明白的列舉在此說明書中。對于小于1的數值，0.0001，0.001，0.01或者0.1被認為是比較適當的一個單元。前述只是想要表達的特別示例，所有在列舉的最低到最高值之間的數值組合均被視為以類似方式清楚地列在本說明書中。

本發明中涉及的裝置/步驟既可能一個裝置/步驟包括若干個子裝置/子步驟，也可能若干裝置/步驟實際為一個裝置/步驟。例如水熱處理和水煤漿制備完成既可同步達成，也可分步達成。

本發明涉及的煤可為任何經過水熱處理后可以制備符合煤氣化原料要求的水煤漿的煤。本發明涉及的煤的示例包括但不限于褐煤和次(亞)煙煤(如不粘煤、長焰煤、弱粘煤等)等低階煤。煤水熱處理前可視需要進行粉碎以達到需要的粒度，例如小于3毫米。