[發明專利]一種利用低階煤多途徑制備合成氣的方法和系統

在審

• 申請號: 201811528615.6
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN111321010A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 金飛偉;斯文慶;蔣賢武;邱一鑫;呂彬峰
• 申請（專利權）人: 浙江天祿環境科技有限公司
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/84;C10J3/72;C10L3/00
• 代理公司: 杭州敦和專利代理事務所(普通合伙) 33296
• 代理人: 姜術丹

本發明提供了一種利用低階煤多途徑制備合成氣的方法，低階煤經烘干工藝處理得到烘干后的低階煤和廢氣，廢氣經第一除塵工藝得到煤粉；將烘干后的低階煤通過氣化還原工藝處理得到油氣混合物和提質煤；將油氣混合物通過凈化工藝處理得到包含CO、H₂和烴類的混合氣體和廢水；將混合氣體經重整轉化工藝處理得到第一合成氣；將廢水、煤粉與水煤漿添加劑混合后得到水煤漿，將水煤漿與O₂通過水煤漿氣化工藝處理得到第二合成氣；將提質煤與H₂O和O₂反應制備第三合成氣；將第一合成氣、第二合成氣和第三合成氣混合即得合成氣。本發明，不僅利用了低階煤中的揮發分制備合成氣，而且有效地回收低階煤中的水分和煤粉用于制作水煤漿再通過水煤漿制合成氣。

技術領域

本發明涉及煤物質清潔利用技術領域，尤其涉及一種利用低階煤多途徑制備合成氣的方法和系統。

背景技術

在我國已探明的煤炭儲量中一半以上為低階煤，其中蘊藏的揮發分相當于1000億噸的油氣資源。低階煤主要具有高水分、高揮發性的物質特性，在燃燒時火焰較長且有煙，煤化程度較低，典型煤種為褐煤和長焰煤。我國富煤少油缺氣，如何高效利用低階煤成為當今清潔煤技術的重大課題。然而無論是燃燒發電，還是現代煤化工利用，都因為其高水、高灰和低熱值的三大特性使其綜合利用的效率極低。

現代煤化工技術以煤氣化為技術龍頭，通過氣化得到化工合成所需的一級原料CO和H₂，但是煤氣化技術發展至今，尚未形成成熟大規模商業化低階煤氣化技術?，F有技術中將低階煤氣化制備CO和H₂，通常是將低階煤進行干燥等預處理，再將干燥后的低階煤熱解后得到粗制煤氣和提質煤。

干燥是低階煤作為鍋爐燃料、氣化原料、直接液化原料、熱解原料或其他深加工原料的第一步。干燥既是滿足下游加工工藝要求的需要，也是降低整個項目能耗和下游裝置投資的需要。干燥過程中產生的包含大量水蒸氣和煤粉等廢氣等直接排入大氣中，會加重環境污染，因此有效回收干燥過程中的產生的煤粉和水分具有重要的實際意義。低階煤中的水分一般分為自由水和結合水，而干燥通常只能除去低階煤中大部分的自由水，很難去除低階煤中的結合水，通常干燥過程烘干去掉的大部分自由水容易被冷凝回收利用起來，但是結合水在低階煤熱解后難以回收利用起來。

一般烘干后的低階煤的熱解是在有大量氧氣(或空氣)的條件下進行的，熱解時一部分煤將于氧氣反應并且產生了大量的CO₂。由于CO₂不能燃燒，屬于無效氣體，并且因為有氧燃燒，粗制煤氣中含氮量過高，降低了粗制煤氣的能量密度，使粗制煤氣熱值降低，除了回爐燃燒外，熱解產出粗制煤氣難有其它經濟價值，低階煤中揮發分的利用率低。而且因為一部分煤與氧氣燃燒生成CO₂，導致提質煤的量更少，最終用提質煤途徑制得的合成氣的量少之又少，極大的浪費了低階煤中的煤物質。另外，干燥后的低階煤熱解時未能通過干燥去除的結合水等，以水蒸氣的形式進入粗制煤氣中，這部分水的含量也不容小覷。然而，考慮到低階煤中水含量較高，而且在富產低階煤的地區水資源往往非常珍貴；若能同時有效回收地低階煤中寶貴的水資源和烘干過程中的煤粉，廢物利用制備水煤漿，再將水煤漿燃燒氣化制備合成氣，對解決現有低階煤中水分回收不足和污染環境具有重要的意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種利用低階煤多途徑制備合成氣的方法和系統，不僅利用了低階煤中的揮發分和煤物質制備合成氣，合成氣的產量高、熱值高，而且有效地回收了低階煤中的水分和煤粉用于制作水煤漿再通過水煤漿制合成氣，廢物利用，節約資源，解決了現有低階煤中水分回收不足和污染環境的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：

一種利用低階煤多途徑制備合成氣的方法，包括以下工藝步驟：

(1)、低階煤經烘干工藝處理得到烘干后的低階煤和廢氣，所述廢氣通過第一除塵工藝得到煤粉；