[發明專利]一種煤電化液化電解裝置及其方法

有效

• 申請號: 201310492083.6
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN103556173A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 夏五湖;吳海霞
• 申請（專利權）人: 夏五湖
• 主分類號: C25B3/04
• 分類號: C25B3/04;C25B9/00
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 雷立康

技術領域

本發明屬于煤液化技術領域，具體涉及一種煤電化液化電解裝置及其方法。

背景技術

在現代持續發展的產業中，對能源的需求不斷增加，使得能源的生產已遠遠不能滿足需求。其中石油是經濟發展的重要能源，但我國石油資源遠少于煤炭資源，因此煤液化技術發展及應用已成趨勢。煤液化是把固體煤炭通過化學加工過程，使其轉化成為液體燃料、化工原料和產品的技術，其中煤直接液化工藝是指在高溫、高壓，在催化劑和溶劑作用下使煤的分子進行裂解加氫，直接轉化成液體燃料，再進一步加工精制成汽油、柴油等燃料油，又稱加氫液化。現有煤直接液化技術存在生產工藝復雜、能耗大和生產成本高的缺點。

發明內容

本發明的目的是解決現有煤直接液化技術存在生產工藝復雜、能耗大和生產成本高的缺點，提供一種煤電化液化電解裝置及其方法，本發明具有生產方法簡單、能耗低和生產成本低的優點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種煤電化液化電解裝置，它是由負極電解箱、兩個正極電解箱和兩個傳質箱組成；第一個正極電解箱未設石墨板的一側與第一個傳質箱設有聚乙烯板的一側通過傳導管連通，第一個傳質箱設有聚氯乙烯板的一側與負極電解箱設有鎳板的一側通過傳導管連通，負極電解箱設有另一塊鎳板的一側與第二個傳質箱設有聚氯乙烯板的一側通過傳導管連通，第二個傳質箱設有聚乙烯板的一側與第二個正極電解箱未設石墨板的一側通過傳導管連通。

上述負極電解箱的頂板上設有溫度計、壓力表、排氣閥門、微波裝置和進料口，在負極電解箱前側面板的下部設有出料口；在負極電解箱內腔的兩側面板上分別設有鎳板。

上述兩個正極電解箱，其第一個正極電解箱的頂板上設有進料口，第一個正極電解箱左側面板的下部設有出料口，在第一個正極電解箱內腔未設傳導管的側板上設有石墨板；第二個正極電解箱的頂板上設有進料口，第二個正極電解箱右側面板的下部設有出料口，在第二個正極電解箱內腔未設傳導管的側板上設有石墨板。

上述兩個傳質箱，其第一個傳質箱的內腔中設有聚乙烯板和聚氯乙烯板且聚乙烯板和聚氯乙烯板緊密接觸，聚乙烯板設在第一個傳質箱連接第一個正極電解箱的一側，聚氯乙烯板設在第一個傳質箱連接負極電解箱的一側；第二個傳質箱的內腔中設有聚乙烯板和聚氯乙烯板且聚乙烯板和聚氯乙烯板緊密接觸，聚乙烯板設在第二個傳質箱連接第二個正極電解箱的一側，聚氯乙烯板設在第二個傳質箱連接負極電解箱的一側。

一種煤電化液化電解的方法，其步驟為：

①配制水煤漿首先將煤炭粉碎至粒度≤1×10^-5mm，接著把重量百分比為58～61%的煤炭粉、重量百分比為29～32%的軟化水和重量百分比為7～8%的氫氧化鈉加入容器內打漿攪拌5～6h，然后加入重量百分比為2～3%的木質素磺酸分散劑，繼續打漿3～4h；

②配制電解液將重量百分比為10～12%的硫酸和重量百分比為88～90%的軟化水混合配制成電解液；

③加料將步驟①配制的水煤漿加入負極電解箱中，把步驟②配制的電解液加入兩個正極電解箱中，緊閉所有閥門和進出口；

④負極電解箱中的水煤漿經微波加熱至140～150℃時，啟動正極電解箱和負極電解箱的電極工作，當微波繼續加熱至190～200℃時，負極電解箱中的水煤漿達到界面活化性，這時停止微波加熱，冷卻負極電解箱中的漿料至55～60℃，保溫2～3h，通過排氣閥門排放負極電解箱內的混合氣體，使負極電解箱內氣壓等于常規大氣壓；

⑤重復操作步驟④2～3次后，關閉排氣閥門，繼續微波加熱負極電解箱中的漿料至346～350℃，當負極電解箱內的氣壓達到16～18MPa時停止微波加熱和電極工作，冷卻負極電解箱中的物料溫度至30～35℃時，即得液體燃料。

整個生產過程中，負極電解箱內煤在高頻微波作用下催化裂解為自由基碎片，兩個正極電解箱的軟化水在酸性條件下生成氫離子，兩個傳質箱分割水煤漿和電解液在正極電解箱與負極電解箱之間的對流，使兩個正極電解箱產生的氫離子進入負極電解箱，在負極電解箱中的鎳板表面氫離子得到電子生成氫氣，負極電解箱內煤裂解的自由基碎片與氫氣發生加氫反應生成液體燃料。

與現有技術相比，本發明的煤電化液化電解裝置可以多次使用，整個生產工藝采用“一罐悶”的生產形式，具有生產工藝簡單，生產設備成本和原料消耗成本低的優點，而且沒有氧化還原的環境污染。

附圖說明

附圖是本發明煤電化液化電解裝置的結構示意圖。

具體實施方式

實施例1