[實用新型]一種煤催化氣化系統

有效

• 申請號: 202020508775.0
• 申請日: 2020-04-09
• 公開（公告）號: CN212270011U
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 李克忠;毛燕東
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/72;C10J3/84
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 郭欣欣

本實用新型提供了一種煤催化氣化系統，包括：氣化爐、多級多段換熱裝置、冷卻凈化分離裝置和深冷分離裝置；多級多段換熱裝置的粗煤氣進口與氣化爐的粗煤氣出口連通；冷卻凈化分離裝置的進口與多級多段換熱裝置的粗煤氣出口連通，深冷分離裝置的煤氣進口與冷卻凈化分離裝置的粗煤氣出口連通；多級多段換熱裝置的第一換熱段與深冷分離裝置的液化天然氣出口連通；多級多段換熱裝置的第二換熱段與深冷分離裝置的低溫合成氣出口連通；氣化爐的預熱合成氣進口與多級多段換熱裝置的低溫合成氣出口連通。本實用新型通過多級多段換熱裝置將LNG與高溫粗煤氣換熱，并促進低溫合成氣參與甲烷化反應，提高了一次甲烷的含量，提高了煤催化氣化系統的效率。

技術領域

本實用新型涉及煤氣化技術領域，具體而言，涉及一種煤催化氣化系統。

背景技術

隨著經濟的迅速發展以及環保規定的日益嚴格，各個領域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，使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。催化氣化工藝采用加壓流化床氣化爐，煤和氣化劑于催化劑作用下在氣化爐內發生催化氣化反應，得到富含甲烷的粗煤氣。粗煤氣后續經凈化降溫后得到主要成分為CO、H₂和CH₄的煤氣。為了提高氣化爐出口一次甲烷的含量，增加爐內甲烷化反應的發生，利用其強放熱反應為碳水吸熱反應的進行提供熱量，實現爐內熱量的耦合高效利用，需將粗煤氣中合成氣分離出來，部分或全部返回氣化爐。

現有工藝采用深度冷卻分離，在低于零下162°溫度下實現甲烷和合成氣的分離，得到液態天然氣即LNG和合成氣，合成氣返回氣化爐。但因產品LNG受運輸作業半徑影響，超過300-500公里運輸成本增加、銷售利潤大幅下降、且目標市場有限。對于較大型的煤制氣工廠，均需得到管道天然氣即SNG，將之送進管網，進而經由全國天然氣管網分銷至千家萬戶。這就需要再將LNG升溫氣化為SNG。過程中反復的降溫、升溫，能耗大大增加。

因此，針對現有催化氣化系統，需開發能量利用更合理、能量綜合利用效率高的煤催化氣化制備天然氣的系統，在獲取管道天然氣產品的同時，實現能量的高效合理利用。

發明內容

鑒于此，本實用新型提出了一種煤催化氣化系統，旨在解決現有煤催化氣化系統能量綜合利用效率較低的問題。

一個方面，本實用新型提出了一種煤催化氣化系統，包括：氣化爐、多級多段換熱裝置、冷卻凈化分離裝置和深冷分離裝置；其中，所述多級多段換熱裝置的粗煤氣進口與所述氣化爐的粗煤氣出口連通；所述冷卻凈化分離裝置的進口與所述多級多段換熱裝置的粗煤氣出口連通，以對所述粗煤氣進行冷卻凈化；所述深冷分離裝置的煤氣進口與所述冷卻凈化分離裝置的粗煤氣出口連通，用以從換熱后的所述粗煤氣中分離出液化天然氣和低溫合成氣；所述多級多段換熱裝置的第一換熱段與所述深冷分離裝置的液化天然氣出口連通，用以將所述液化天然氣氣化為合成天然氣；所述多級多段換熱裝置的第二換熱段與所述深冷分離裝置的低溫合成氣出口連通，用以對所述低溫合成氣進行預熱；所述氣化爐的預熱合成氣進口與所述多級多段換熱裝置的低溫合成氣出口連通，用以使預熱后的所述低溫合成氣參與甲烷化反應

進一步地，上述煤催化氣化系統中，所述多級多段換熱裝置包括：殼體和位于所述殼體內、由上到下依次相連通的第一換熱段和第二換熱段；其中，所述第一換熱段與所述第二換熱段之間設置有第一緩沖中空段。

進一步地，上述煤催化氣化系統中，所述第一換熱段包括：多個第一換熱管和多塊第一隔擋板；其中，所述殼體位于所述第一換熱段的側壁上部和下部分別設置有合成天然氣出口和液化天然氣進口；各所述第一換熱管沿與所述殼體的橫截面垂直的方向并列分布，任意相鄰的兩個所述第一隔擋板沿所述殼體的軸向相對錯開設置，所述第一換熱管貫穿所述第一隔擋板。