[發明專利]煤催化氣化方法及系統

在審

• 申請號: 202010157028.1
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111321013A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 毛燕東;劉雷;李克忠
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C10J3/72
• 分類號: C10J3/72
• 代理公司: 北京開陽星知識產權代理有限公司 11710
• 代理人: 姚金金;郝瑞剛

本發明涉及催化氣化技術領域，提供了一種煤催化氣化方法及系統。包括氣化爐，還包括換熱單元、渣水分離單元及催化劑負載單元；換熱單元與氣化爐的高溫灰渣排出口連接，換熱單元設置有供工業廢棄濃鹽水通入的濃鹽水進口，換熱單元與渣水分離單元連接，渣水分離單元設置有提濃濃鹽水出口與濕渣出口，提濃濃鹽水出口與催化劑負載單元連接，催化劑負載單元用于將提濃濃鹽水與煤粉均勻混合，催化劑負載單元與氣化爐連接；合理的利用了高溫灰渣的溫度對工業廢棄濃鹽水進行提濃，同時工業廢棄濃鹽水實現了對高溫灰渣的降溫，相互作用合理的利用了余熱，通過逐級降壓閃蒸得到提濃濃鹽水作為催化劑，提升了煤催化氣化反應效果。

技術領域

本發明屬于催化氣化技術領域，特別涉及一種煤催化氣化方法及系統。

背景技術

隨著經濟的迅速發展以及環保規定的日益嚴格，對天然氣這一清潔能源的需求量呈爆炸式增長。催化氣化技術是潔凈高效利用煤的一種重要方式，采用催化氣化技術，煤在相對較低的溫度下與氣化劑在催化劑的催化作用下進行氣化反應，生成高濃度的甲烷。催化劑的加入能降低反應溫度、提高反應速率，提高粗煤氣中甲烷含量。但現有催化氣化工藝采用的催化劑為成本較高的堿金屬催化劑，后期需對灰渣中的催化劑進行回收處理，催化劑回收系統投資高、能耗大，對整體技術經濟性不利。

現有化工廠均會產生大量的工業廢水，尤其是水處理系統會產出大量含堿金屬鹽的濃鹽水，典型的為富含氯化鈉、硫酸鈉等含鈉雜鹽的工業廢水；為了實現廢水減排，需對其進行蒸發結晶等處理，增加投資及能耗。

將工業副產的含鈉濃鹽水作為催化氣化工藝的廉價催化劑使用，將大大降低催化劑成本，且無需對其進行回收處理，將大大增加工藝的技術經濟性。

但現有工業副產濃鹽水，鈉鹽濃度較低，直接添加到煤粉顆粒上，將增加備煤系統尤其是催化劑負載干燥工段的能耗、濃鹽溶液添加量大、煤粉過濕還會導致系統輸運困難，設備、管道等的堵塞；如首先對濃鹽水進行提濃處理，需增加設備投資及系統能耗。

因此，針對如上問題，需開發一種節能、環保、工業廢水資源化利用的催化氣化工藝，在不增加設備投資及能耗的基礎上，實現工業副產濃鹽水的高效利用，提高催化氣化技術整體經濟性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種煤催化氣化方法，利用高溫灰渣對工業廢棄濃鹽水進行提濃，隨后將提濃濃鹽水作為催化劑進行利用，降低能耗，提高催化氣化技術整體經濟性。

為了實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種煤催化氣化方法，包括如下步驟：

A、氣化爐通入氣化劑，調整氣化爐氣壓和溫度至設定值，爐煤在氣化爐內發生催化氣化反應生成粗煤氣和高溫灰渣；

B、高溫灰渣進入換熱單元，向換熱單元通入工業廢棄濃鹽水和氧氣，工業廢棄濃鹽水中的有機物質被熱解轉化，工業廢棄濃鹽水因部分水蒸發成蒸汽而形成提濃濃鹽水，高溫灰渣降溫，提濃濃鹽水與降溫后的高溫灰渣混合形成含濃鹽水灰渣；

C、含濃鹽水灰渣由換熱單元排出進行渣水分離，對含濃鹽水灰渣進行固液分離得到提濃濃鹽水與濕渣；

D、將分離得到的提濃濃鹽水與煤粉混合，混合物作為氣化爐爐煤送入氣化爐中，進入步驟A。

可選的，換熱單元包括順次連接的激冷室、變壓渣鎖及變壓緩存罐；步驟B包括如下步驟：

B1、高溫灰渣直接落入激冷室，工業廢棄濃鹽水與高溫灰渣相互作用，得到一次含濃鹽水灰渣；

B2、一次含濃鹽水灰渣進入變壓渣鎖，對變壓渣鎖進行降壓，降壓過程中一次含濃鹽水灰渣閃蒸出蒸汽，得到二次含濃鹽水灰渣；

B3、二次含濃鹽水灰渣進入變壓緩存罐，對變壓緩存罐進行降壓，降壓過程中二次含濃鹽水灰渣閃蒸出蒸汽，得到三次含濃鹽水灰渣；

B4、三次含濃鹽水灰渣進入渣水分離單元。