[發明專利]一種熱解-氣化耦合處理CO2

在審

• 申請號: 202211634939.4
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN115926846A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 閆龍;康爾波;王玉飛;李健
• 申請（專利權）人: 榆林學院;中煤陜西榆林能源化工有限公司
• 主分類號: C10J3/04
• 分類號: C10J3/04;C10K1/14;C10K1/00;C02F1/02;C02F101/34
• 代理公司: 青島潤集專利代理事務所(普通合伙) 37327
• 代理人: 王愛麗

本發明公開了一種熱解?氣化耦合處理COsubgt;2/subgt;及含酚廢水的系統及方法,涉及煤熱解氣化分級利用技術領域，該系統包括相連接的下行床熱解爐和固定床氣化爐，以及氣液分離器、低溫甲醇洗裝置和油水分離器；處理過程為：塊煤原料在下行床熱解爐中與高溫氣化煤氣逆流接觸進行熱解，熱解產生的半焦進入固定床氣化爐中進行氣化反應，氣化反應產生的高溫氣化煤氣作為熱解所需的熱源以及熱解介質返回下行床熱解爐，而熱解后所產生的含酚廢水及二氧化碳可同時作為氣化劑返回至固定床氣化爐參與氣化反應。本發明提高了熱解?氣化過程的傳熱效率，實現了綜合處理二氧化碳和含酚廢水的過程，提高了整體的碳轉化率，并實現了產品的多樣化。

技術領域

本發明涉及煤熱解氣化分級利用技術領域技術領域，尤其涉及一種熱解-氣化耦合處理CO₂及含酚廢水的系統。

背景技術

煤化工是以煤炭為主要原料、以生產清潔能源和化工產品為主要目標的煤炭加工轉化產業。基于我國油氣匱乏、煤炭相對豐富的資源稟賦特點，現代煤化工依靠技術革新，實現石油和天然氣資源的補充和部分替代，是國家能源生產和消費革命的重要內容。

煤氣化技術被譽為現代煤化工產業的龍頭，可將煤炭轉化為簡單穩定的CO、H₂、CO₂等無機小分子，但不可避免地存在著二氧化碳排放量大、能耗水平高、能源利用效率低等多種問題。

煤熱解技術是現代煤炭分質高效轉化核心技術，存在焦油收率低、反應系統能源利用效率低、結焦嚴重、半焦轉化利用難、含酚廢水難處理等多種問題。

為解決煤氣化和煤熱解中存在的問題，發明專利CN201710946347提出一種下行床-固定床熱解-氣化一體化方法，該方法采用下行床熱解和固定床氣化工藝，以高溫煤氣作為熱解介質，提高了傳熱效率，但由于其氣化煤氣與粉煤是采用順流接觸的方式，傳熱效率沒有實現最大化，且反應過程產生的含酚廢水處理難度大，二氧化碳排放量大。

現有的熱解-氣化技術雖然從一定程度上解決了傳統煤炭轉化技術中無法有效、清潔利用煤的缺點，但是由于其工藝流程的限制，致使二氧化碳排放量大、廢水排放量大、能耗水平高、能源利用效率低等問題出現。

因此，如何更加合理的提高熱解-氣化過程的傳熱效率、降低二氧化碳及廢水的排放，是實現真正意義上熱解-氣化低碳綠色分級利用的發展關鍵。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明公開了一種熱解-氣化耦合處理CO₂及含酚廢水的系統及方法，該系統將熱解與氣化合理地耦合于一體，塊煤原料在下行床熱解爐中與高溫氣化煤氣逆流接觸進行熱解，熱解產生的半焦進入固定床氣化爐中進行氣化反應，氣化反應產生的高溫氣化煤氣作為熱解所需的熱源以及熱解介質返回下行床熱解爐，而熱解后所產生的含酚廢水及二氧化碳可同時作為氣化劑返回至固定床氣化爐參與氣化反應；本發明實現了合成氣和焦油的聯產，達到了綜合處理二氧化碳和含酚廢水的目的。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種熱解-氣化耦合處理CO₂及含酚廢水的系統，包括相連接的下行床熱解爐和固定床氣化爐，還包括氣液分離器、低溫甲醇洗裝置和油水分離器；

所述下行床熱解爐的頂部設置有塊煤進口，底部設置有半焦出口，上部一側設置有熱解煤氣混合氣出口，下部一側設置氣化煤氣進口；

所述固定床氣化爐的頂部設置有半焦進口，上部一側設置有氣化煤氣出口，底部設置氣化殘渣出口，在固定床氣化爐的下部還設置有氧氣進口、含酚廢水進口和二氧化碳進口；