CN104342212B - 粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法 - Google Patents

粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104342212B
CN104342212B CN201310331116.9A CN201310331116A CN104342212B CN 104342212 B CN104342212 B CN 104342212B CN 201310331116 A CN201310331116 A CN 201310331116A CN 104342212 B CN104342212 B CN 104342212B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydropyrolysis
semicoke
gasification
synthesis gas
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310331116.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104342212A (zh
Inventor
沈和平
刘瑞民
任鹏
常伟先
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Victory Polytron Technologies Inc
Original Assignee
Victory Polytron Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Victory Polytron Technologies Inc filed Critical Victory Polytron Technologies Inc
Priority to CN201310331116.9A priority Critical patent/CN104342212B/zh
Publication of CN104342212A publication Critical patent/CN104342212A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104342212B publication Critical patent/CN104342212B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/04—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of powdered coal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0943—Coke
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1625—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with solids treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

本发明公开了一种粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法，其包括以下步骤：步骤一，粉煤流化床加氢热解炉的热源是来自气化炉的合成气，氢源由两部分组成：一部分是合成气中的氢气；另一部分是系统生成的气体经提纯所制得的氢气；步骤二，加氢热解生成的固体半焦大部分通过导焦管直接进入半焦料斗，小部分粒度小的半焦和热解气一起进入旋风分离器，经旋风分离器分离后得半焦也进入半焦料斗内；步骤三，气化炉的原料是来自加氢热解的所得半焦，半焦和气化剂按一定比例在气化反应器内进行气化反应，生成高温的合成气，高温合成气作为流化床加氢热解炉的热源和氢源。本发明采用煤加氢热解获得的焦油品质好，且获得的有效气含量较高。

Description

粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法
技术领域
本发明涉及一种耦合方法，特别是涉及一种粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法。
背景技术
目前，国内煤矿普遍采用机采煤，采出煤中粉煤比例约占40%～45%，这部分煤中如何利用成为制约煤化工发展的瓶颈，直接利用粉煤发电不仅严重的污染环境而且煤炭利用效率低；粉煤直接气化，煤中高附加值的物质没有被提出，不利于煤炭资源的综合利用；传统的煤热解方法所获得的焦油不仅产量低，且重质组分含量高，不利于焦油的后续加工，同时粉焦的价格低，后续利用也较困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法，采用煤加氢热解获得的焦油品质好，焦油量多；粉焦气化可以提高粉焦的利用效率，且获得的有效气含量较高。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法，其特征在于，所述粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法包括以下步骤：
步骤一，粉煤流化床加氢热解炉的热源是来自气化炉的合成气，氢源由两部分组成：一部分是合成气中的氢气；另一部分是系统生成的气体经提纯所制得的氢气；
步骤二，加氢热解生成的固体半焦大部分通过导焦管直接进入半焦料斗，小部分粒度小的半焦和热解气一起进入旋风分离器，经旋风分离器分离后得半焦也进入半焦料斗内；
步骤三，气化炉的原料是来自加氢热解的所得半焦，半焦和气化剂按一定比例在气化反应器内进行气化反应，生成高温的合成气，高温合成气作为流化床加氢热解炉的热源和氢源。
优选地，所述热源是来自气化部分的高温合成气；高温合成气从气化炉内生成后直接从热解炉底部进入加氢热解炉内与原料粉煤进行换热和加氢热解反应，加氢热解反应的气相产物（焦油和热解气）和粒径较小的粉焦也由合成气从气化炉上部带出，合成气的热量得到充分的利用，同时加氢热解炉内不需要额外的热量供给。
优选地，所述粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法还包括以下步骤：
步骤四，流化床气化炉采用的原料不是传统煤化工的煤，而是粉煤加氢热解反应生成的粉焦，粉焦中所含的N和S等污染性物质较少，可提高气化部分设备的使用寿命；
步骤五，气化炉内部是带有耐火材料内衬的气化室，炉体内部结构简单，气化剂按一定比例分两路分别从原料半焦入口的上部和下部从喷嘴进入气化炉内。
本发明的积极进步效果在于：本发明采用加氢热解，获得的煤焦油产量高，且焦油中的轻质组分含量高；所获得的煤气的热值约为3000Kcal/Nm3，煤气中的有效成分（CO+H2）含量超过70%，CH4含量约为6%~12%，且所获得的煤气可以具有一定压力，有利于气体制备化学品等下游工艺的发展。
附图说明
图1为本发明粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法采用的硬件的原理图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法包括以下步骤：
步骤一，粉煤流化床加氢热解炉的热源是来自气化炉的合成气，氢源由两部分组成：一部分是合成气中的氢气；另一部分是系统生成的气体经提纯所制得的氢气；热源是来自气化部分的高温合成气。高温合成气从气化炉内生成后直接从热解炉底部进入加氢热解炉内与原料粉煤进行换热和加氢热解反应，加氢热解反应的气相产物（焦油和热解气）和粒径较小的粉焦也由合成气从气化炉上部带出，合成气的热量得到充分的利用，同时加氢热解炉内不需要额外的热量供给。
步骤二，加氢热解生成的固体半焦大部分通过导焦管直接进入半焦料斗，小部分粒度小的半焦和热解气（包括气化部分的合成气）一起进入旋风分离器，经旋风分离器分离后得半焦也进入半焦料斗内；
步骤三，气化炉的原料是来自加氢热解的所得半焦，半焦和气化剂按一定比例在气化反应器内进行气化反应，生成高温的合成气，高温合成气作为流化床加氢热解炉的热源和氢源。
本发明粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法还包括以下步骤：
步骤四，流化床气化炉采用的原料不是传统煤化工的煤，而是粉煤加氢热解反应生成的粉焦，粉焦中所含的N和S等污染性物质较少，可提高气化部分设备的使用寿命；
步骤五，气化炉内部是带有耐火材料内衬的气化室，炉体内部结构简单，气化剂按一定比例分两路分别从原料半焦入口的上部和下部从喷嘴进入气化炉内。
本发明主要由流化床加氢热解工艺和气化工艺两部分组成，流化床加氢热解工艺的过程如下：储煤罐E6中的粉煤A1在气体G6的作用下和气体G6一起送入流化床热解炉E4内，同时也可采用螺旋下料的形式将粉煤A1送入热解炉内，与气化炉E1气化所得高温合成气G2在流化床热解炉E4内进行热解反应，热解所得的固体半焦A2通过导焦管进入半焦料斗E3内，除半焦A2以外的其他产物G3直接进入旋风分离器E2中，将细焦A3分离并输送至半焦料斗E3中。热解生成的热解气体G4（包括合成气和焦油等组分）进入气液分离器E5中，将焦油P1从气液分离器E5的下部导出并进入焦油的深加工和精制等下游工艺，去除焦油P1的其他气体组分直接作为煤化工下游的原料气。
气化工艺的过程如下：气化炉E1的原料为热解炉的半焦A2和细焦A3的混合物A4，半焦混合物A4从半焦料斗中采用螺旋输送或密相输送的方式送入气化炉E1中，与气化剂G1接触发生气化反应，气化炉E1中气化反应的残渣经排灰锁斗排出。高温合成气G2气化生成的不需进行降温处理，通过管道直接输送至热解炉E4中，作流化介质和氢源使用。
联产工艺整体能源利用率高，得到的气体产物中有效气的含量高，煤热解过程的温度较低，有利于甲烷的生成，因此，气体产物中CH4的含量较煤气化反应生成的含量要高；在氢气气氛下进行热解反应，煤焦油产率大大提高。
整体工艺的温度和压力等操作参数可调，加氢热解炉的操作温度400~900℃，压力0.1~4.5MPa或常压操作，气化炉的操作温度700~1600℃，压力0.1~9MPa或常压操作，煤种适用性更广，装置放大能力更强。
原料粒度小于6mm的粉煤通过给料机送入加氢热解炉内与高温气化合成气及循环高浓度氢或纯氢混合，进行加氢热解反应，生成气液固三种产物，加氢热解产生大部分气体产物（包括气化合成气）和全部焦油进入下游的工艺进行加工；部分气体产物经分离后得到高浓度氢或纯氢，氢气循环至热解炉内作为氢源；加氢热解的半焦全部输送至气化炉内进行气化反应。气化炉内，原料半焦和一定比例的气化剂（氧气和水蒸气）进行气化反应，得到的高温合成气直接进入热解炉内作热源和流化介质与原料煤和氢进行加氢热解反应。该工艺设计装置将煤加氢热解和半焦气化的物料进行内循环，有效的提高了能源利用率，获得高附加值的焦油量多且品质好，所得气体中有效气（CO、H2和CH4）含量高。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。

Claims (3)

1.一种粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法，其特征在于，所述粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法包括以下步骤：
步骤一，粉煤流化床加氢热解炉的热源是来自气化炉的合成气，氢源由两部分组成：一部分是合成气中的氢气；另一部分是系统生成的气体经提纯所制得的氢气；
步骤二，加氢热解生成的固体半焦大部分通过导焦管直接进入半焦料斗，小部分粒度小的半焦和热解气一起进入旋风分离器，经旋风分离器分离后得半焦也进入半焦料斗内；
步骤三，气化炉的原料是来自加氢热解的所得半焦，半焦和气化剂按一定比例在气化反应器内进行气化反应，生成高温的合成气，高温合成气作为流化床加氢热解炉的热源和氢源；
其中，加氢热解炉的操作温度400～900℃，压力0.1～4.5MPa或常压操作，气化炉的操作温度700～1600℃，压力0.1～9MPa或常压操作。
2.根据权利要求1所述的粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法，其特征在于，所述热源是来自气化部分的高温合成气；高温合成气从气化炉内生成后直接从热解炉底部进入加氢热解炉内与原料粉煤进行换热和加氢热解反应，加氢热解反应的气相产物和粒径较小的粉焦也由合成气从气化炉上部带出，合成气的热量得到充分的利用，同时加氢热解炉内不需要额外的热量供给。
3.根据权利要求1所述的粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法，其特征在于，所述粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法还包括以下步骤：步骤四，流化床气化炉采用的原料不是传统煤化工的煤，而是粉煤加氢热解反应生成的粉焦，粉焦中所含的N和S等污染性物质较少，可提高气化部分设备的使用寿命；
步骤五，气化炉内部是带有耐火材料内衬的气化室，炉体内部结构简单，气化剂按一定比例分两路分别从原料半焦入口的上部和下部从喷嘴进入气化炉内。
CN201310331116.9A 2013-08-01 2013-08-01 粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法 Active CN104342212B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310331116.9A CN104342212B (zh) 2013-08-01 2013-08-01 粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310331116.9A CN104342212B (zh) 2013-08-01 2013-08-01 粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104342212A CN104342212A (zh) 2015-02-11
CN104342212B true CN104342212B (zh) 2017-12-15

Family

ID=52498679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310331116.9A Active CN104342212B (zh) 2013-08-01 2013-08-01 粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104342212B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105062526A (zh) * 2015-08-05 2015-11-18 航天长征化学工程股份有限公司 一种煤热解气化多联产系统及其热解气化方法
CN105087078A (zh) * 2015-09-08 2015-11-25 航天长征化学工程股份有限公司 一种间接热解系统及其热解方法
CN107083249A (zh) * 2017-05-05 2017-08-22 华东理工大学 一种粉煤制备富含甲烷热解气的气流床热解炉、系统及方法
CN107090315A (zh) * 2017-05-26 2017-08-25 上海锅炉厂有限公司 一种生物质双床气化‑热解耦合发电系统及方法
CN107541300A (zh) * 2017-10-20 2018-01-05 北京神雾电力科技有限公司 一种煤分级转化系统和煤分级转化方法
CN107723031B (zh) * 2017-11-23 2024-05-28 航天长征化学工程股份有限公司 一种粉煤高压气化热解一体化装置
CN109054901B (zh) * 2018-08-01 2020-09-08 万华化学集团股份有限公司 一种下行床-流化床串联式气化方法及装置
CN110373231B (zh) * 2019-08-16 2020-11-03 陕西延长石油（集团）有限责任公司 一种双流化床双颗粒重劣质燃料裂解气化装置及方法
CN110713844A (zh) * 2019-10-17 2020-01-21 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种催化加氢气化两步法联产甲烷和轻质液体焦油的方法
CN110846079B (zh) * 2019-11-20 2020-10-23 西安交通大学 一种太阳能驱动的褐煤多联产提质系统及运行方法
CN114763497B (zh) * 2021-01-11 2023-01-10 中国石油化工股份有限公司 一种生物质临氢热解-气化联产工艺和系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101538473A (zh) * 2009-04-01 2009-09-23 上海胜帮煤化工技术有限公司 不粘结性或弱粘结性煤深加工方法
CN102061182A (zh) * 2011-01-19 2011-05-18 吴道洪 煤加氢热解与气化耦合的方法
CN102433166A (zh) * 2011-10-25 2012-05-02 陕西华祥能源科技集团有限公司 移动床粉煤热解与流化床粉焦气化耦合装置及耦合方法
CN103013576A (zh) * 2012-12-10 2013-04-03 陕西华祥能源科技集团有限公司 一种基于低变质粉煤热解气化的igcc 多联产装置及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03237194A (ja) * 1990-02-14 1991-10-23 Yoneichi Ikeda 石炭の分解・ガス化法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101538473A (zh) * 2009-04-01 2009-09-23 上海胜帮煤化工技术有限公司 不粘结性或弱粘结性煤深加工方法
CN102061182A (zh) * 2011-01-19 2011-05-18 吴道洪 煤加氢热解与气化耦合的方法
CN102433166A (zh) * 2011-10-25 2012-05-02 陕西华祥能源科技集团有限公司 移动床粉煤热解与流化床粉焦气化耦合装置及耦合方法
CN103013576A (zh) * 2012-12-10 2013-04-03 陕西华祥能源科技集团有限公司 一种基于低变质粉煤热解气化的igcc 多联产装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104342212A (zh) 2015-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104342212B (zh) 粉煤流化床加氢热解与气化耦合方法
CN102530859B (zh) 一种外热型微波等离子气化炉及合成气生产方法
US7811340B2 (en) Multi-stage facility and method for gasifying a feedstock including organic matter
CN102424359B (zh) 一种三段式生物质热解-气化-催化重整制取合成气的方法
JP5763618B2 (ja) ２段階乾燥供給ガス化装置および方法
CN101781583B (zh) 煤热解气化高值利用的方法及其装置
US11220642B2 (en) Pulverized coal gasification device and process for producing high heating value coal gas with low carbon residue content
CN103045307B (zh) 一种制备无焦油富氢气体的热解气化方法及热解气化装置
Cheng et al. Allothermal gasification of biomass using micron size biomass as external heat source
CN104178227B (zh) 一种煤粉的流化床干馏方法及装置
CN102604683A (zh) 一种联产合成气和煤焦油的方法
CN105176594A (zh) 一种用于褐煤气化制还原气的装置及方法
US20150005399A1 (en) Method and device for producing synthetic gas and method and device for synthesizing liquid fuel
CN103589459B (zh) 采用等离子体炬加热技术的煤气化方法及装置
US3847566A (en) Fluidized bed gasification process with reduction of fines entrainment by utilizing a separate transfer line burner stage
CN203360399U (zh) 粉煤流化床热解与气化耦合系统
CN102234545B (zh) 一种含炭质材料气化制合成气的方法
CN205035331U (zh) 一种用于褐煤气化制还原气的装置
KR101234317B1 (ko) 폐윤활유로부터 수소와 카본블랙의 제조 방법
Khan et al. Catalytic biomass gasification in decoupled dual loop gasification system over alkali-feldspar for hydrogen rich-gas production
CN109054901A (zh) 一种下行床-流化床串联式气化方法及装置
CN207072928U (zh) 一种热解与气化解耦气化炉
CN105623688A (zh) 热载气提升快速反应的粉煤热解方法
CN107099339B (zh) 一种热解与气化解耦气化炉
CN108977229A (zh) 气流床煤粉加氢气化方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 201210 Shanghai City, Pudong New Area Chinese Shenjiang Road (Shanghai) Free Trade Zone No. 5709 Building 1 building 1008 room 10

Applicant after: SPANG TECHNOLOGY CO.,LTD.

Address before: Room 11, building 68, Hua Tuo Road, Zhangjiang hi tech park, Shanghai, 201210, China

Applicant before: Shanghai wins chemical technology Limited by Share Ltd.

Address after: Room 11, building 68, Hua Tuo Road, Zhangjiang hi tech park, Shanghai, 201210, China

Applicant after: Shanghai wins chemical technology Limited by Share Ltd.

Address before: 201203 Shanghai City, Pudong New Area Road No. 68, building 11, Zhangjiang hi tech Hua Tuo

Applicant before: SHCCIG (SHANGHAI) SPANG CHEMICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant