[發明專利]一種煤粉加氫氣化方法及裝置

在審

• 申請號: 201810867164.2
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109181773A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 馬麗榮;聶永廣;王奕唯;王蕾
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50;C10J3/72
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本發明實施例提供了一種煤粉加氫氣化方法及裝置，涉及燃料加工領域，拓寬了煤加氫氣化技術的煤種適用范圍。該方法包括：使煤粉與氫氣發生加氫氣化反應，生成含半焦的產物；半焦中含有灰分；灰分包括：金屬氧化物和非金屬氧化物；使半焦與氣化劑發生燃燒反應和氣化反應，生成氫氣和煤渣；煤渣包括有灰分和未反應的含碳物質；包括氫氣和未反應的含碳物質的還原性氣氛將金屬氧化物和非金屬氧化物分別還原成金屬和非金屬；未反應的含碳物質繼續燃燒，使得金屬和非金屬熔融液化，分別形成金屬混合物層和玻璃態灰渣層；將金屬混合物層和玻璃態灰渣層分別排出。該煤粉加氫氣化裝置用于煤粉的加氫氣化反應。

技術領域

本發明涉及燃料加工領域，尤其涉及一種煤粉加氫氣化方法及裝置。

背景技術

煤加氫氣化過程是在一定溫度和壓力下煤粉與過量氫氣發生氣化反應生成富甲烷的合成氣、輕質油品和半焦的過程。

半焦中所含有的灰分一般是多種金屬氧化物及非金屬氧化物的混合物。因此，含有高灰分的半焦具有高粘結性，極易造成煤加氫氣化裝置的堵塞，不利于排放；而且，高灰分的存在不僅會降低半焦的再利用價值，同時，半焦經過傳統利用方式如燃燒或氣化后剩余的灰渣在廢棄物分類方面屬于二次危廢，不能直接排放，需要進一步處理才符合環保要求。因此，受限于半焦排放的問題，在煤加氫氣化技術中一般選擇具有較低粘結性和較低灰分的煤種。

這樣的話，高粘結性、高灰分煤種就不適應于煤加氫氣化技術，使得煤加氫氣化技術中煤種的選擇范圍受到了一定的限制。

基于此，如何實現高粘結性、高灰分煤種的煤加氫氣化，從而拓寬煤加氫氣化技術的煤種適用范圍，是目前需要解決的問題。

發明內容

為解決上述現有技術中的問題，本發明的實施例提供一種煤粉加氫氣化方法及裝置，解決了高粘結性、高灰分煤種氣化產生的高粘結性半焦的排放問題，使得高粘結性、高灰分煤種也適用于煤加氫氣化技術，拓寬了煤加氫氣化技術的煤種適用范圍。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

一方面、本發明實施例提供了一種煤粉加氫氣化方法，所述煤粉加氫氣化方法包括：

使煤粉與氫氣發生加氫氣化反應，生成含半焦的產物；所述半焦中含有灰分；所述灰分包括：金屬氧化物和非金屬氧化物；

使所述半焦與氣化劑發生燃燒反應和氣化反應，生成氫氣和煤渣；所述煤渣包括有所述灰分和未反應的含碳物質；

包括所述氫氣和所述未反應的含碳物質的還原性氣氛將所述金屬氧化物和所述非金屬氧化物分別還原成金屬和非金屬；所述未反應的含碳物質繼續燃燒，使得所述金屬和所述非金屬熔融液化，分別形成金屬混合物層和玻璃態灰渣層；

將所述金屬混合物層和所述玻璃態灰渣層分別排出。

可選的，在所述加氫氣化反應之前，所述煤粉加氫氣化方法還包括：使煤粉與所述氣化劑發生燃燒反應和氣化反應，產生氫氣和熱量；將所述氫氣和所述熱量提供給后續的所述加氫氣化反應。

可選的，在所述煤粉與所述氣化劑發生氣化反應的過程中，所述煤粉在外部推動力作用下與所述氣化劑混合。

可選的，所述煤粉加氫氣化方法還包括：在所述半焦與氣化劑發生燃燒反應和氣化反應的過程中補入煤粉，以使所述補入的煤粉與所述氣化劑發生燃燒反應和氣化反應，產生氫氣和熱量；將所述氫氣和所述熱量提供給所述加氫氣化反應；所述還原性氣氛還包括所述補入的煤粉。

可選的，所述補入的煤粉和所述半焦在外部推動力作用下與所述氣化劑混合。

可選的，所述半焦與氣化劑發生氣化反應的溫度為2000～2200℃。

另一方面、本發明實施例提供了一種煤粉加氫氣化裝置，包括：