[發(fā)明專利]一種無排放的無煙煤分段熱解分質(zhì)利用方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410212243.1
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN103980946B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯廣斌;潘幸輝;王恩偉;劉旭;邵杰;甘世杰
• 申請（專利權(quán)）人: 湯廣斌;潘幸輝;王恩偉;劉旭;邵杰;甘世杰
• 主分類號: C10J3/60
• 分類號: C10J3/60;C10J3/72;C10J3/84;C10K1/00;C10K1/02;C10K1/04
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司11237
• 代理人: 耿小強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤熱裂解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無排放的無煙煤分段熱解分質(zhì)利用方法及裝置。

背景技術(shù)

目前，現(xiàn)有純氧連續(xù)氣化工藝一般是以二級冶金焦、二氧化碳、純氧為氣化原料，在高溫下，熾熱的碳與二氧化碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)來制取粗煤氣(CO：68～70％、CO₂：28～29％，H₂+N₂：1～1.2％)，再經(jīng)凈化、變換制備合格的合成氣合成相關(guān)下游產(chǎn)品。但是，此工藝使用的原料要求相當(dāng)高(揮發(fā)份1％左右，固定碳82.5％左右，國家二級焦標(biāo)準(zhǔn))，成本也高(二級焦市場價(jià)1800-2000元/噸，而低階煤內(nèi)地500-700元/噸)，重要的是現(xiàn)有制取煤氣工藝過程中無法得到重油組分、輕油組分，使其不能被回收利用，從而使原料不能得到充分的利用。

現(xiàn)階段我國常壓氣化工藝都是以無煙煤為主，由于工藝上的缺陷，造成煤中碳的有效轉(zhuǎn)化率低，氣化后灰渣中殘?zhí)嫉暮枯^高，一般在8-15％之間，工藝出現(xiàn)波動時(shí)灰渣中的殘?zhí)己繒摺Ｄ壳俺簹饣饕锌諝?蒸汽和富氧+蒸汽兩種工藝，這兩種工藝中氣化煤氣的有效氣含量都比較低，一般都在75％以下，在氣化過程中也有少量熱解產(chǎn)物，但都沒有回收利用。這些熱解產(chǎn)物在后續(xù)氣體凈化工序中作為廢氣進(jìn)行處理，且對后續(xù)煤氣凈化處理工序帶來較大的負(fù)面影響。

目前，任何一種氣化工藝都會伴隨有CO₂氣體的產(chǎn)生，目前的工藝都是經(jīng)后工序分離處理后或者是到另外一個(gè)裝置回收利用，或者是對大氣排放，造成環(huán)境污染，能源浪費(fèi)。隨著環(huán)境問題的突出，CO₂減排工作尤為重要，如何優(yōu)化氣化工藝，減少CO₂的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)CO₂再利用將是我國環(huán)境技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無排放的無煙煤分段熱解分質(zhì)利用方法及裝置，得到CO和H₂含量達(dá)到80％以上的高品質(zhì)天燃?xì)夂秃铣蓺猓⒒厥諢o煙煤中的重油組分、輕油組分、酚水，實(shí)現(xiàn)重油組分、輕油組分、酚水與粗煤氣的分離，以達(dá)到無煙煤熱解分質(zhì)利用的目的。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路是：以無煙煤為原料煤，以CO₂、純氧和過熱蒸汽為氣化劑，具體是利用CO₂、純氧與過熱蒸汽混合后從煤氣化熱解爐底部連續(xù)入爐的新型純氧連續(xù)氣化工藝來熱解、氣化無煙煤，得到粗煤氣，再經(jīng)除塵、分離等實(shí)現(xiàn)原料煤的分級利用，不僅擴(kuò)寬了原料來源，而且本發(fā)明采用CO₂為氣化劑，突破了純氧氣化工藝成本高的弊端，還可從粗煤氣中分離并回收重油組分、輕油組分、酚水，使得無煙煤得到了更充分的利用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種無排放的無煙煤分段熱解分質(zhì)利用方法，包括如下步驟：

(1)將無煙煤加入煤氣化熱解爐，在爐內(nèi)分層分段進(jìn)行熱解、氣化；煤氣化熱解爐包括低溫?zé)峤舛巍⒏邷責(zé)峤舛巍饣危粺o煙煤在低溫?zé)峤舛蝺?nèi)被熱解，生成輕油組分和半焦，半焦進(jìn)入高溫?zé)峤舛危⒈桓邷責(zé)峤馍芍赜徒M分和焦炭，焦炭進(jìn)入氣化段；

將CO₂、99.6％純氧氣和過熱蒸汽混合后從煤氣化熱解爐底部連續(xù)入爐，在爐內(nèi)氣化段內(nèi)與逆向進(jìn)入的焦炭發(fā)生氣化反應(yīng)生成氣化煤氣；氣化煤氣上行進(jìn)入高溫?zé)峤舛危苯訉Ω邷責(zé)峤舛沃械陌虢惯M(jìn)行高溫?zé)峤猓芍赜徒M分和焦炭；重油組分與氣化煤氣進(jìn)入低溫?zé)峤舛危罱K重油組分、輕油組分和氣化煤氣的混合氣即粗煤氣移出煤氣化熱解爐；

(2)步驟(1)得到的粗煤氣被離心除塵，除塵后粗煤氣的溫度≤550℃；繼而進(jìn)入余熱回收裝置，回收粗煤氣顯熱，粗煤氣溫度降至≤320℃；

(3)經(jīng)步驟(2)除塵、熱量回收的粗煤氣利用循環(huán)水噴淋洗滌的方法脫油、除塵，脫除其中的重油組分、輕油組分，重油組分+輕油組分的脫除率≥99％，分離出的重油組分、輕油組分隨循環(huán)水一起進(jìn)入焦油槽回收利用；

(4)步驟(3)得到的脫除重油組分、輕油組分的粗煤氣被循環(huán)冷卻水間接冷卻至≤40℃；同時(shí)，利用洗滌泵閉路循環(huán)洗滌分離出粗煤氣中的酚水，分離出的酚水進(jìn)入酚水槽回收利用；

(5)將步驟(4)經(jīng)冷卻、脫除酚水得到的煤氣經(jīng)過電捕輕油器脫油、除塵，脫除其中微量輕油組分，使最終重油組分+輕油組分脫除率≥99.9％，得到高品質(zhì)的合成氣，分離出的輕油組分進(jìn)入輕焦油槽回收利用。