[發明專利]微波輔助分解烴蠟析氫用于煤液化的系統及方法

在審

• 申請號: 201810316892.4
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108359489A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 閆巍;張暢;余智勇;張歡;張碧航
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: C10G2/00
• 分類號: C10G2/00;C10G1/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

本發明涉及一種新能源收集和利用的系統，特別涉及一種微波輔助分解烴蠟析氫用于煤液化的系統及方法，該系統主要包括烴蠟的制備裝置、微波發生裝置以及煤液化系統；微波輻射烴蠟輔助析氫后，產生的有機物和煤粉共同制成煤漿，再向其中加入氫氣，完成煤的液化、加氫穩定反應、加氫改質反應等化學過程，最終生成石腦油、航油和柴油；本發明能夠實現安全高效制氫，并利用氫氣輔助完成煤的液化，實現煤的清潔利用，降低煤炭直接利用過程中SOx和NOx的排放，減少煤炭對環境的污染。

技術領域

本發明涉及一種新能源收集和利用的系統，特別涉及一種微波輔助分解烴蠟析氫用于煤液化的系統及方法。

背景技術

目前，我國的煤炭資源相對豐富，同時也是煤炭生產與消費的主要貢獻者，總量接近全球的二分之一，但是煤的直接燃燒產生的SO_x和NO_x等有害氣體對大氣造成了嚴重的污染。因此大力推廣煤的高效、清潔利用成為了當務之急。煤的直接液化技術能夠脫除煤炭中的硫元素、氮元素等有害雜元素及無機礦物質，其中硫元素以硫磺的形式被回收利用，產生的液體產品中硫元素和氮元素的含量比一般的石油產品更低，是一種潔凈燃料。因此煤炭液化技術是一種環境友好的先進煤清潔利用技術。因煤的直接液化過程主要采用加氫手段，故其關鍵環節在于氫氣的高效利用以及加氫量的控制。

氫能是一種可再生能源，也是一種清潔能源載體，氫在催化氧化或直接燃燒后的產物是液態水或水蒸氣，相對于煤、石油、天然氣等傳統能源載體而言，氫具有來源豐富、綠色環保、質量輕、儲存方式與利用形式多樣等特點。但是氫與氧氣混合后容易發生危險，因此氫的安全性備受人們關注，如何安全高效地制氫和儲氫是一個急需解決的重要課題。

烴蠟是由一氧化碳和氫氣反應合成的合成烴，由Fischer和Tropsch發現，因此又稱FT蠟。烴蠟是一種長鏈脂肪烴，其側鏈較少，不含有硫、氮、芳烴等，其化學性質穩定，本身不易燃，在受到微波輻射后能夠釋放氫氣，因此，可以作為一種優秀的儲氫介質，且釋氫過程容易控制，可以作為煤液化的供氫系統。

本發明利用烴蠟作為中介體將制氫、儲氫與煤炭液化技術相結合，從而實現高效產氫、儲氫以及煤的清潔利用。

發明內容

為了克服上述現有的技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種微波輔助分解烴蠟析氫用于煤液化的系統及方法，安全高效地制氫，并利用氫氣輔助完成煤的液化，實現煤的清潔利用，降低煤炭直接利用過程中SOx和NOx的排放，減少煤炭對環境的污染。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

微波輔助分解烴蠟析氫用于煤液化的系統，包括烴蠟制備系統1和微波發生系統2，與烴蠟制備系統1和微波發生系統2連接的其內配有催化劑的微波輻射烴蠟裝置3，連接在微波輻射烴蠟裝置3的烷烴和烯烴出口的C1～C4收集裝置4，連接在微波輻射烴蠟裝置3的氫氣出口的H₂存儲裝置5，還包括煤粉發生裝置6，連接在C1～C4收集裝置4和煤粉發生裝置6出口的煤漿制備裝置7，連接在煤漿制備裝置7出口的煤液化反應器8，連接在H₂存儲裝置5出口的煤液化反應器8、加氫穩定反應器9和加氫改質反應器10，煤液化反應器8、加氫穩定反應器9和加氫改質反應器10依次連接后，再連接蒸餾分離裝置11，還包括分別連接在蒸餾分離裝置11的石腦油出口、航油出口和柴油出口的儲石腦油裝置12、儲航油裝置13和儲柴油裝置14。

所述H₂存儲裝置5與煤液化反應器8、加氫穩定反應器9和加氫改質反應器10之間分別設置有氫氣循環調配裝置，用以將H₂循環利用。

所述微波發生系統2和微波輻射烴蠟裝置3之間設置有調控微波發生量和輻射強度以控制氫氣析出量及析出速率的調控系統。