[發明專利]一種煤催化氣化方法及系統

有效

• 申請號: 201910815920.1
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110628465B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 李克忠;祖靜茹
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C10J3/54
• 分類號: C10J3/54;C10J3/66;C10J3/84;C10J3/72
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 蘆玲玲

1.一種煤催化氣化方法，其特征在于，包括：

步驟一：將煤顆粒、水蒸氣以及負載有催化劑的熱活性半焦在流化床氣化反應器中發生催化氣化反應，生成富含甲烷的產品氣以及固體顆粒，所述固體顆粒包括活性半焦顆粒、飛灰、殘碳顆粒和灰渣；

步驟二：分離所述產品氣及其攜帶的固體顆粒，得到所述活性半焦顆粒、殘碳顆粒和灰渣；

步驟三：在轉化爐內熱態下對所述活性半焦顆粒進行催化劑負載、活化，并將負載有催化劑的熱活性半焦送入所述流化床氣化反應器中參與所述催化氣化反應，其中，向所述轉化爐內提供空氣和水蒸氣作為流化氣，使得轉化爐內負載有催化劑的熱活性半焦顆粒與負載催化劑的殘碳顆粒進行流化分層分離的同時，殘碳顆粒在下層燃燒，為上層負載催化劑的活性半焦提供熱量；

在所述步驟三之前，將所述步驟二分離得到的活性半焦顆粒、殘碳顆粒和灰渣，與催化劑在催化劑負載系統進行干法混合均勻，進入轉化爐內。

2.根據權利要求1所述的煤催化氣化方法，其特征在于，所述流化床氣化反應器內的溫度為600-800℃，壓力0.5-4MPa。

3.根據權利要求1或2所述的煤催化氣化方法，其特征在于，進入所述流化床氣化反應器的水蒸氣與煤顆粒的質量比為0.6:1~1.5:1。

4.根據權利要求1所述的煤催化氣化方法，其特征在于，所述轉化爐內的溫度850-1000℃，壓力0.5-4MPa。

5.根據權利要求1所述的煤催化氣化方法，其特征在于，進入轉化爐的空氣與水蒸氣的質量比為15:1~10:1，

并且，進入轉化爐的空氣與進入流化床氣化反應器的煤的質量比為1：2~2：1。

6.根據權利要求1所述的煤催化氣化方法，其特征在于，進入所述流化床氣化反應器的煤顆粒的粒徑在0.1mm~1mm之間；

其中，所述煤顆粒中粒徑小于0.18mm的煤顆粒質量占進入所述流化床氣化反應器的煤顆?？傎|量的10%以下時，向所述轉化爐加入的催化劑質量為向所述流化床氣化反應器投入的煤顆粒總質量的5-10%；

所述煤顆粒中粒徑小于0.18mm的煤顆粒質量占進入所述流化床氣化反應器的煤顆?？傎|量的10%~30%時，向所述轉化爐加入的催化劑質量為向所述流化床氣化反應器投入的煤顆?？傎|量的10-15%；

所述煤顆粒中粒徑小于0.18mm的煤顆粒質量占進入所述流化床氣化反應器的煤顆?？傎|量的30%以上時，向所述轉化爐加入的催化劑質量為向所述流化床氣化反應器投入的煤顆?？傎|量的15%~20%。

7.一種煤催化氣化系統，如權利要求1至6任一項所述的煤催化氣化方法利用該煤催化氣化系統來完成，其特征在于，該煤催化氣化系統包括：

流化床氣化反應器，其內靠近底部設有氣體分布器，所述流化床氣化反應器的外壁上設有水蒸氣入口、煤顆粒入口和返料口，所述水蒸氣入口位于所述氣體分布器的下方，所述煤顆粒入口和返料口位于所述氣體分布器的上方，所述流化床氣化反應器的頂部設有物料出口；

氣固分離設備，其具有入口、氣相出口和固相出口，所述氣固分離設備經其所述入口與所述流化床氣化反應器的物料出口連通；

轉化爐，其底部具有排渣口和流化氣入口，中下部設有進料口，中部設有溢流口，以及頂部設有煙氣出口，所述轉化爐經其所述進料口與所述氣固分離設備的固相出口連通，經其所述溢流口與所述流化床氣化反應器的返料口連通。

8.根據權利要求7所述的煤催化氣化系統，其特征在于，所述氣固分離設備的固相出口和轉化爐的進料口之間連接有催化劑負載系統。