[實用新型]低階煤熱溶制油和殘渣一步法制天然氣的一體化裝置

有效

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• 申請日: 2017-03-18
• 公開（公告）號: CN206624826U
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 羅化峰;喬元棟;段晉陽;王煜;范志強
• 申請（專利權）人: 山西大同大學
• 主分類號: C10G1/00
• 分類號: C10G1/00;C10J3/20;C10L3/08
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙)14110
• 代理人: 任林芳

技術領域

本實用新型屬于煤制熱溶油和殘渣制備天然氣的裝置，具體涉及一種低階煤熱溶制油和殘渣一步法制天然氣的一體化裝置。

背景技術

就目前而言，低階煤的高效、潔凈利用工藝有氣化、直接液化、中低溫熱解多聯產和熱溶處理。煤氣化工藝是將整個轉化過程放在單個反應器或同一反應空間中進行，煤中的各種成分和結構等同處理，不僅浪費了煤中一些高價值的組成與結構，而且為打破這些高價值組成與結構輸入了大量能量，造成了巨大能量損耗和碳排放。傳統(tǒng)的煤直接液化技術，由于反應條件苛刻、工藝復雜、污染較嚴重、高能耗且液化效率低，可棄性催化劑活性低、高效催化劑表面因灰分礦物質等的沉積難以回收利用，使得液化成本提高。中低溫熱解多聯產工藝是將現代煤化工技術與火為發(fā)電技術相結合，既能有效提高中低階煤的燃燒熱值，又可得到附加值高的低碳燃料和化學品，從而達到中低階煤的清潔高效利用，國內相繼開發(fā)出多種煤熱解技術，并進行了工程放大和工業(yè)示范，但由于煤結構的復雜性以及相關基礎和關鍵工程問題研究的不足，煤熱解技術尚未形成工業(yè)穩(wěn)定運行裝置。煤的熱溶技術是在不使用氫氣、催化劑和低于400℃情況下，在有機溶劑作用下，使煤中大部分有機質通過熱態(tài)過濾和無機礦物質分離的技術，所得到的煤有機質稱作無灰煤，但是在這一過程中大部分工藝以提高熱溶率為目標，最終將導致熱溶溶劑無法回收，從而增加工藝處理費用，制約該工藝的工業(yè)化生產。因此，改進目前低階煤不同工藝中所涉及的缺點是實現該煤種高效、潔凈利用的關鍵所在。

發(fā)明內容

本實用新型為了解決現有技術低階煤工藝在利用過程中存在的污染嚴重、能耗大、成本高和工藝流程復雜的問題，提供一種低階煤熱溶制油和殘渣一步法制天然氣的一體化裝置。

本實用新型采用如下技術方案：

一種低階煤熱溶制油和殘渣一步法制天然氣的一體化裝置，包括高壓儲氣瓶、氣體控制箱、甲烷/熱溶反應器、物料混合罐、熱溶產物處理裝置和天然氣凈化裝置，所述高壓儲氣瓶包括高壓氮氣瓶和高壓氫氣瓶，高壓氮氣瓶和高壓氫氣瓶分別通過高壓減壓閥Ⅰ和高壓減壓閥Ⅱ與氣體控制箱的進氣端連接，氣體控制箱的出氣端和甲烷/熱溶反應器的頂端連接，物料混合罐的出料口通過截止閥Ⅰ和甲烷/熱溶反應器頂端連接，甲烷/熱溶反應器底部和熱溶產物處理裝置連接，天然氣凈化裝置和甲烷/熱溶反應器連接。

所述甲烷/熱溶反應器包括磁攪拌器、控制箱、上蓋和下蓋，磁攪拌器的一端穿過上蓋位于甲烷/熱溶反應器內部，控制箱位于甲烷/熱溶反應器的一側。

所述熱溶產物處理裝置包括冷凝罐和減壓蒸餾裝置，冷凝罐的一端和減壓蒸餾裝置連接，另一端通過截止閥Ⅱ和過濾器與甲烷/熱溶反應器連接，截止閥Ⅱ位于過濾器上方。

所述天然氣凈化裝置包括依次連接的冷卻裝置、凈化裝置、引風機和氣體分離裝置，冷卻裝置的一端通過截止閥Ⅲ與甲烷/熱溶反應器連接。

所述甲烷/熱溶反應器依次設有壓力表和安全排氣閥。

所述氣體控制箱設有放空管線。

所述物料混合罐和減壓蒸餾裝置的循環(huán)溶劑接口連接。

所述氣體控制箱的循環(huán)氣體接口和氣體分離裝置連接。

本實用新型的有益效果如下：

1. 本實用新型改變了傳統(tǒng)低階煤利用工藝的缺點，使低階煤首先經過溫和超臨界熱溶處理獲得一定量的液體產物，（選取非供氫、非極性溶劑，在該溶劑的超臨界狀態(tài)下，溫度選在煤熱分解開始之前的300℃，對煤進行熱溶，在不影響原煤主體結構的基礎上，盡可能多得獲取液體燃料）并通過在線過濾實現固體殘渣與液體產物的分離，液體產物經減壓蒸餾獲得熱溶油和循環(huán)溶劑，同時也利用該裝置對固體殘渣一步法制天然氣（在溫度為750℃~930℃，壓力為3~5MPa下進行反應，殘渣中易反應的部分與氣化劑H₂發(fā)生C + H₂ → CH₄反應，生成富含CH₄的氣體）和高比表面積炭材料。

2. 本實用新型還具有結構簡單，使用、操作方便，安全可靠的優(yōu)點。

3. 本實用新型還避免了一般低階煤利用工藝副產物難處理及產生三廢的問題。

4. 本實用新型不僅實現了低階煤組成的分級利用，同時也獲得了高附加值的副產物高比表面積炭材料，從而降低了低階煤綜合利用的成本，提高了低階煤綜合利用工業(yè)化生產的市場競爭力。

5. 本實用新型還具有用途廣，適應性強的優(yōu)點，除了用于煤制熱溶油和殘渣一步法制天然氣外，還可用于其它類似生產的場合。

附圖說明