[發明專利]一種煤熱解系統及其熱解方法

無效

• 申請號: 201210031753.X
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102559226A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 吳道洪;史雪君
• 申請（專利權）人: 北京神霧環境能源科技集團股份有限公司
• 主分類號: C10B57/00
• 分類號: C10B57/00;C10B57/08;C10B57/10;C10K1/00;C10K1/04
• 代理公司: 北京高文律師事務所 11359
• 代理人: 徐江華

技術領域

本發明涉及一種煤熱解系統及其熱解方法，尤其是一種利用活化的煤熱解氣進行煤熱解的煤熱解系統及其熱解方法。

背景技術

21世紀以來，經濟的高速增長使得整個社會對化工原料的需求也急劇增加，在化工原料結構中，煤炭占一半以上，“發展煤化工，開發和推廣潔凈煤技術”已經成為產業界和學術界的共識。為了實現煤炭資源的分級高效利用，學術界提出了“煤拔頭”的工藝設想，充分在煤中提取氣體、液體燃料和精細化學品。

煤炭是我國的主要能源。煤熱解工藝是煤炭在氣化、燃燒或其它方法利用前，在相對溫和條件下將煤中富氫組分以液體和氣體的形式提取出來，從而提高煤炭的利用效率。然而，在現有技術中，存在著煤熱解過程中的焦油產率低等問題。雖然加氫熱解工藝雖然能提高焦油產率，但在加氫熱解工藝中，以純氫氣為反應氣，制氫工藝復雜，設備投資費用大，操作條件苛刻，運行成本高。因此開發新的熱解工藝，提高熱解焦油產率成為煤熱解工藝的新的研究方向。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高焦油產率的煤熱解系統及其熱解方法。

實現本發明目的之一的一種煤熱解系統，包括煤熱解反應器，與所述煤熱解反應器相連的煤干燥預熱系統和用于將煤熱解反應氣活化的氣體催化活化系統，所述氣體催化活化系統的出氣口與所述煤熱解反應器相通。

由于將普通的反應氣進行活化，產生包含甲基、亞甲基等自由基的中間體，這些生成的自由基能與煤熱解過程的產生的小分子物質結合形成焦油。從而提高煤熱解過程的焦油產率。

所述煤熱解系統還包括用于經煤熱解氣的氣體和焦油分離的煤熱解氣冷卻和氣液分離系統，所述煤熱解氣冷卻和氣液分離系統的出氣口與所述氣體催化活化系統相連。

所述氣體催化活化系統連接一用于添加氣體的進氣管道。

由于采用煤自身熱解氣以及補加二氧化碳或二氧化碳和甲烷的混合氣體的煤熱解氣經催化處理后替代部分氫氣，因此設備的投資費用大大降低。

所述煤熱解氣冷卻和氣液分離系統連接一液體接收系統，用于將焦油和水分離并收集焦油。

所述煤熱解反應器還連接一固渣處理系統。

所述氣體催化活化系統是流化床反應器或固定床反應器。

實現本發明目的之二的一種煤熱解方法，包括如下步驟：

(1)原料煤經干燥、預熱后進入煤熱解反應器進行熱解反應；

(2)將反應氣引入裝填催化劑的氣體催化活化系統進行催化活化；

(3)活化后的氣體引入煤熱解反應器中作為煤熱解的反應氣。

在所述步驟(2)之前，收集熱解反應器出來的煤熱解氣，送入煤熱解氣冷卻和氣液分離系統進行冷卻分離，分離后的煤熱解氣作為反應氣，進行步驟(2)。

所述步驟(2)的催化活化過程中補加二氧化碳或二氧化碳和甲烷的混合氣體。

所述步驟(2)的冷卻分離過程，將焦油與煤熱解氣分離后，將焦油與水進行分離，并收集焦油。

所述步驟(1)的熱解反應是在反應溫度500～900℃，壓力0.1～3Mpa的條件下發生。

本發明的一種煤熱解系統及其熱解方法的有益效果如下：

本發明的一種煤熱解系統及其熱解方法，通過對反應氣進行催化活化，從而提高煤熱解中焦油的產率；利用循環煤熱解氣或經過補加二氧化碳或二氧化碳和甲烷的混合氣體的煤熱解氣經催化活化后作為煤熱解的反應氣，充分利用了煤熱解產生的氣體，無需再添加大量的氫氣作為反應氣，降低了煤熱解成本。

附圖說明

圖1為本發明的一種煤熱解系統的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明的一種煤熱解系統，包括煤熱解反應器2，與所述煤熱解反應器2相連的煤干燥預熱系統1和用于將煤熱解反應氣活化的氣體催化活化系統4，所述氣體催化活化系統4的出氣口與所述煤熱解反應器2相通。

所述煤熱解系統還包括用于經煤熱解氣的氣體和焦油分離的煤熱解氣冷卻和氣液分離系統3，所述煤熱解氣冷卻和氣液分離系統3的出氣口與所述氣體催化活化系統4相連。所述氣體催化活化系統4連接一用于添加氣體的進氣管道。

所述煤熱解氣冷卻和氣液分離系統3連接一液體接收系統5，用于將焦油和水分離并收集焦油。所述煤熱解反應器2還連接一固渣處理系統6。所述氣體催化活化系統4是流化床反應器或固定床反應器。

本發明的煤熱解系統的工作原理如下：