CN106497594A - 一种煤加氢热解的系统和方法 - Google Patents
一种煤加氢热解的系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106497594A CN106497594A CN201611111653.2A CN201611111653A CN106497594A CN 106497594 A CN106497594 A CN 106497594A CN 201611111653 A CN201611111653 A CN 201611111653A CN 106497594 A CN106497594 A CN 106497594A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coal
- gas
- dust
- outlet
- residue
- 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.)
- Pending
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 119
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 title claims abstract description 98
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 112
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 claims abstract description 78
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 49
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 38
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 18
- 239000011269 tar Substances 0.000 claims description 16
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 12
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 6
- 239000002641 tar oil Substances 0.000 claims description 6
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 4
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 26
- 238000010791 quenching Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 3
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004523 catalytic cracking Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/06—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/02—Dust removal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/02—Dust removal
- C10K1/026—Dust removal by centrifugal forces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/04—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
- C10K1/046—Reducing the tar content
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/04—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
- C10K1/06—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials combined with spraying with water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/08—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
- C10K1/10—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
- C10K1/101—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids with water only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
- C10G2400/26—Fuel gas
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
本发明公开了一种煤加氢热解的系统和方法。该系统包括煤加氢热解单元、旋风分离单元、液化残渣除尘单元以及液化残渣处理单元;煤加氢热解单元包括煤粉喷嘴、富氢气体喷嘴、激冷液化残渣喷嘴、混合半焦出口和热解混合物出口;旋风分离单元设有热解混合物入口、半焦出口以及除尘煤气1出口;液化残渣除尘单元设有除尘煤气1入口、除尘煤气2出口以及含尘液化残渣出口;液化残渣处理单元设置有液态含尘液化残渣入口和固态液化残渣粉出口。根据本发明提供的系统和方法,根据液化残渣的特性,能够同时解决加氢热解过程中激冷剂的选择及粗煤气的除尘问题。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域,尤其涉及一种煤加氢热解的系统和方法。
背景技术
煤加氢热解是指使原煤粉与含氢反应气体在高温、高压条件下反应生成富甲烷气以及轻质油品的过程。与传统的煤热解相比,煤加氢热解具有工艺简单、热效率高、污染小的特点,因而受到广泛地关注和应用。但是,目前煤粉加氢热解一般采用气流床,且热解温度较高,因此反应结束后的气固相先经激冷剂激冷,使热解产物的温度降低后进入后续分离过程,气固相的分离或通过改变反应器的半径,改变气体流动速度,或通过多级旋风分离的方法,但由于热解煤粉的粒度较小,因此在分离后的油气产物中存在较高的粉尘含量,这样不仅会增大油气产品的后续利用,而且会造成大量固体煤粉或半焦的浪费。因此,必须寻找一种合适的方法,能降低油气产品中的粉尘量,并使其回收利用。
在煤直接液化生产过程中,液化残渣的量约为原煤质量的30%,产量巨大。液化残渣为一种高炭、高挥发分、含有液化催化剂的物质,其在一定温度下会发生软化,产生流动性,且具有很强的粘结性,若进一步升高温度,在绝氧环境下热解热解会产生大量的油气产品,因此液化残渣的利用研究具有很重要的意义。
发明内容
本发明旨在提供一种中低阶煤粉加氢热解的系统和方法,根据液化残渣的特性,以同时解决加氢热解过程中激冷剂的选择及粗煤气的除尘问题。
为实现上述目的,本发明提出了一种煤加氢热解的系统,包括煤加氢热解单元、旋风分离单元、液化残渣除尘单元以及液化残渣处理单元;其中,
所述煤加氢热解单元包括煤粉喷嘴、富氢气体喷嘴、激冷液化残渣喷嘴、混合半焦出口和热解混合物出口,在所述煤加氢气化单元,煤粉与富氢气体反应的产物在激冷液化残渣激冷后热解形成粗煤气;
所述旋风分离单元设有热解混合物入口、半焦出口以及除尘煤气1出口,所述热解混合物入口与所述热解混合物出口相连,所述旋风分离单元用于对所述粗煤气进行处理得到除尘煤气1;
所述液化残渣除尘单元设有除尘煤气1入口、除尘煤气2出口以及含尘液化残渣出口;所述除尘煤气1入口与所述除尘煤气1出口相连;所述液化残渣除尘单元用于对所述除尘煤气1处理得到除尘煤气2以及含尘煤液化残渣油浆;
所述液化残渣处理单元设置有液态含尘液化残渣入口和固态液化残渣粉出口,所述液态含尘液化残渣入口和所述含尘液化残渣出口相连,所述固态液化残渣粉出口和所述激冷液化残渣喷嘴相连,所述液化残渣处理单元用于对所述含尘煤液化残渣油浆进行冷却和破碎筛分。
进一步地,所述系统还包括油气分离单元,所述油气分离单元设有除尘煤气2入口、循环冷却水入口、循环冷却水出口、轻油出口、净煤气出口以及重质焦油出口,所述除尘煤气2入口与所述除尘煤气2出口相连,所述油气分离单元用于对除尘煤气2进行处理得到净煤气、重质焦油和轻质焦油。
具体地,所述煤加氢热解单元使用的装置是气流床加氢热解炉。
所述旋风分离单元使用的装置是旋风分离器。
所述液化残渣除尘单元使用的装置是高温密闭保温容器。
所述油气分离单元使用的装置是水喷淋装置。
进一步地,所述油气分离单元内的冷却水入口管上设置有多个喷嘴,所述喷嘴交错排列,所述冷却水入口管垂直方向上设有挡板,且所述挡板的低端位于所述净煤气出口的下方。
具体地,所述液化残渣处理单元包括液化残渣冷却罐以及破碎装置。
所述液化残渣冷却罐设置有所述液态含尘液化残渣入口和冷却后液化残渣出口。
所述破碎装置设有冷却后液化残渣入口和所述固态液化残渣粉出口,所述冷却后液化残渣入口和所述冷却后液化残渣出口相连。
进一步地,所述加氢气化单元包括反应区、激冷区和混合半焦储存区。
所述反应区设有所述反应煤粉喷嘴、所述富氢气体喷嘴和所述热解混合物出口,所述富氢气体喷嘴的个数为偶数,对称排列在所述煤粉喷嘴的四周,所述煤粉喷嘴设置在所述气流床加氢热解炉炉顶。
所述激冷区设有所述激冷液化残渣喷嘴,所述激冷液化残渣喷嘴设置在所述反应区下方的炉壁上,所述激冷液化残渣喷嘴的个数为偶数,对称分布在炉体的四周。
所述混合半焦储存区设有混合半焦挡板、混合半焦刮板和所述混合半焦出口,所述混合半焦出口设置在所述气流床加氢热解炉的底端。
所述混合半焦挡板与水平方向的夹角为30-75°。
本发明还提供一种利用上述系统进行煤加氢热解的方法,其特征在于,包括步骤:
A.煤加氢热解:用所述激冷液化残渣对所述煤粉与所述富氢气体的反应产物进行激冷,得到所述粗煤气;
B.旋风分离:对所述粗煤气进行分离得到所述除尘煤气1和半焦;
C.液化残渣除尘:将所述除尘煤气1和液态液化残渣进行接触,得到所述除尘煤气2以及所述含尘煤液化残渣油浆;
D.液化残渣处理:在所述含尘煤液化残渣油浆中,对含尘浓度<50wt%的油浆循环使用,含尘浓度≥50wt%的油浆排出至所述液化残渣处理单元进行冷却和破碎筛分,得到所述激冷液化残渣喷入所述煤加氢热解单元。
进一步地,所述方法还包括,油气分离:对所述除尘煤气2经水喷淋降温进一步除尘,得到所述净煤气,喷淋后的液体经油水分离后,得到所述重质焦油和所述轻质焦油。
具体地,将所述煤粉粒度控制为<100um,所述激冷液化残渣粒度控制为<1mm。将所述液态液化残渣的温度控制在240-360℃。
作为优选的实施方案,将所述煤加氢热解单元所述煤粉与所述富氢气体中氢气的质量比控制在1:0.2-0.5,反应温度控制为800-1000℃,反应压力为2-4MPa,热解时间小于2s。
在本发明中,首先,利用液态液化残渣粘度高的特性,对热解粗煤气进行除尘;其次,当液化残渣中含尘量达到50%以上时,将其冷却后粉碎,作为固体激冷剂加入热解炉,对热解产物进行激冷,在起到激冷剂作用的同时,可充分利用热解半焦的显热,使喷入的液化残渣及携带的粉尘发生热解反应,达到液化残渣高附加值利用的目的,并使气体携带的粉尘在热解炉内再次热解,进一步产生油气产品,同时利用固体激冷剂的冲击,促使气固相的分离。
该发明具有以下有益效果:
(1)充分利用煤液化残渣的特性,将其同时作为粗煤气的除尘剂以及煤加氢热解反应的激冷剂,变废为宝;
(2)利用煤液化残渣作为除尘剂,除尘效率高,粉尘与液体煤液化残渣介质相溶性好,易于捕集粉尘;
(3)高温除尘过程中,煤液化残渣中的催化剂,对于煤气中的重质组分具有很好的催化裂解作用,提高焦油轻质组分质量;
(4)高含尘煤液化残渣作为激冷剂进入煤加氢热解炉,在起激冷剂作用的同时,充分利用煤加氢热解混合产物的显热,发生热解,产生油气产品,提高了原料利用率,降低液化残渣热解能耗,且在整个过程中不产生污染排放。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是本发明的生产工艺流程图;
图2是本发明的生产系统示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明,以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而,以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的,而不是对本发明的限制。
本发明提出了一种煤加氢热解的方法,如图1,包括以下步骤:
第一步:煤粉加氢热解:将热解原料煤粉和富氢气体分别通过煤粉喷嘴和富氢气体喷嘴喷入煤加氢热解炉,充分混合后发生加氢热解反应;
热解反应后的混合物进入激冷室,与激冷剂液化残渣直接接触后降温至600℃以下,以防止二次反应;同时,激冷剂液化残渣在热解产物携带的高温下发生热解,产生热解油气,并与煤加氢热解所得产物混合,共同形成粗煤气,从油气出口采出;
所述煤粉的粒度<100um;所述液化残渣的粒度<1mm;
所述煤粉与富氢气体中氢气的质量比为1:0.2-0.5;
煤粉加氢热解反应的温度为800-1000℃;反应压力为2-4MPa,热解时间<2s;
第二步:旋风分离:热解混合物从激冷室进入旋风分离器,进行一级分离,分离出5-100um以上的半焦,进入半焦系统,而由旋风分离器排出的油气混合物从顶端排出,得到除尘煤气1;
第三步:液化残渣除尘:由旋风分离器排出的除尘煤气1进入液态液化残渣容器,与液态的液化残渣进行直接接触后,得到除尘煤气2以及含尘煤液化残渣油浆;
所述液态液化残渣的温度为240-360℃;
第四步:油气分离:经液化残渣除尘后的除尘煤气2进入油气分离单元,经水喷淋降温进一步除尘,得到净煤气;喷淋后的液体经油水分离后,得到重质焦油和轻质焦油,水循环利用;
第五步:含尘液化残渣油浆处理:所述接触洗涤后得到的含尘煤液化残渣油浆中,含尘浓度<50wt%的油浆循环使用;含尘浓度≥50wt%的油浆排出到液化残渣冷却罐内冷却变为固体液化残渣,所得固体含尘液化残渣经破碎筛分后,作为激冷剂喷入煤加氢热解反应器内,液化残渣与所含粉尘共同作为激冷剂的同时发生热解,从而进一步获取油气资源。
本发明还提出了一种煤加氢热解的系统,如图2:
本发明所描述的系统由煤加氢热解单元1、旋风分离单元2、液化残渣除尘单元3、油气分离单元4以及液化残渣处理单元5组成。
煤加氢热解单元1的装置可以是气流床加氢热解炉,包括反应区1-1、激冷区1-2和混合半焦储存区1-3;
反应区1-1设有反应煤粉喷嘴11、富氢气体喷嘴12和热解混合物出口13;所述富氢气体喷嘴12的个数为偶数,对称排列在煤粉喷嘴11的四周;且所述煤粉喷嘴11设置在热解炉炉顶,以便煤粉与富氢气体的充分混合;
激冷区1-2设有激冷液化残渣喷嘴14;所述激冷液化残渣喷嘴14设置在热解炉反应区1-1下方的热解炉侧壁上,以便使热解半焦与激冷液化残渣进行充分混合;所述激冷液化残渣喷嘴14的个数为偶数,对称分布在炉体四周;
混合半焦储存区1-3设有混合半焦挡板15、混合半焦刮板16和混合半焦出口17;所述混合半焦挡板与水平夹角为30-75o,以便混合半焦的出料以及热解半焦与激冷半焦的混合;所述混合半焦出口设置在热解炉的低端,以加大出料口与激冷液化残渣入口的距离;
旋风分离单元2的装置可以是旋风分离器,设有热解混合物入口21、半焦出口22以及除尘煤气1出口23;所述热解混合物入口21与煤加氢热解单元1的热解混合物出口13相连;
液化残渣除尘单元3的装置可以是高温密闭保温容器,设有除尘煤气1入口31、除尘煤气2出口32以及含尘液化残渣出口33;所述除尘煤气1入口31与旋风分离单元2除尘煤气1出口23相连;
油气分离单元4的装置可以是水喷淋装置,设有除尘煤气2入口41、循环冷却水入口42、循环冷却水出口43、净煤气出口46、轻油出口47、以及重质焦油出口48;所述除尘煤气2入口41与液化残渣除尘单元3的除尘煤气2出口32相连;所述冷却水入口管上设置有多个喷嘴44;所述喷嘴的方向交错排列,以保证冷却水与除尘煤气2的充分接触;所述喷淋塔内与冷却水入口管垂直方向设置挡板45,且挡板的低端位于净煤气出口46的下方,进一步保证冷却水与荒煤气的充分接触;
液化残渣处理单元5的装置包括液化残渣冷却罐5-1以及破碎装置5-2;所述液化残渣冷却罐5-1设置有液态含尘液化残渣入口51;
所述含尘液化残渣入口51与液化残渣除尘单元3的含尘液化残渣出口33相连;所述液态液化残渣在冷却罐5-1内冷却后取出,从破碎装置的入口53进入破碎装置,破碎后的固态液化残渣粉从破碎装置出口54输出;
所述破碎装置出口54与煤加氢热解单元1的激冷液化残渣喷嘴14相连。
下面参考具体实施例,对本发明进行描述,需要说明的是,实施例仅仅是描述性的,而不以任何方式限制本发明。
实施例1
利用本发明的系统,将粒度小于100um的煤粉和富氢气体分别通过煤粉喷嘴11和富氢气体喷嘴12喷入热解炉内,煤粉与富氢气体在下行的过程中充分混合,所述煤粉与所述富氢气体中氢气的质量比为1:0.2,并在900℃,2MPa下发生热解反应,反应时间不超过2s;热解混合物在激冷室内与激冷液化残渣直接接触,降温至600℃以下;同时,激冷剂液化残渣在热解产物携带的高温下发生热解,产生热解油气,并与煤加氢热解所得产物混合,共同形成粗煤气和热解半焦,粗煤气从热解混合物出口采出,热解半焦从炉底的半焦出口采出;
热解混合物从激冷室进入旋风分离器,进行一级分离,分离出5-100um以上的半焦,进入半焦系统,而由旋风分离器排出的油气混合物从顶端排出,得到除尘煤气1;除尘煤气1进入液态液化残渣容器,与240℃液化残渣进行直接接触,得除尘煤气2以及含尘煤液化残渣油浆;除尘煤气2进入油气分离单元,经水喷淋降温进一步除尘,得到净煤气;喷淋后的液体经油水分离后,得到重质焦油和轻质焦油,水循环利用;含尘煤液化残渣油浆中,含尘浓度<50wt%的油浆循环使用;含尘浓度≥50wt%的油浆排出到液化残渣冷却罐内冷却变为固体液化残渣,所得固体含尘液化残渣经破碎筛分后,作为激冷剂喷入煤加氢热解反应器内,液化残渣与所含粉尘共同作为激冷剂的同时发生热解,从而进一步获取油气资源。
实施例2
本实施例与上述实施例1所用系统一样,但工艺条件不同,如下所述。将粒度小于100um的煤粉和富氢气体分别通过煤粉喷嘴11和富氢气体喷嘴12喷入热解炉内,煤粉与富氢气体在下行的过程中充分混合,所述煤粉与所述富氢气体中氢气的质量比为1:0.5,并在900℃,4MPa下发生热解反应,反应时间不超过2s;热解混合物在激冷室内与激冷液化残渣直接接触,降温至600℃以下;同时,激冷剂液化残渣在热解产物携带的高温下发生热解,产生热解油气,并与煤加氢热解所得产物混合,共同形成粗煤气和热解半焦,粗煤气从热解混合物出口采出,热解半焦从炉底的半焦出口采出;
热解混合物从激冷室进入旋风分离器,进行一级分离,分离出5-100um以上的半焦,进入半焦系统,而由旋风分离器排出的油气混合物从顶端排出,得到除尘煤气1;除尘煤气1进入液态液化残渣容器,与360℃液化残渣进行直接接触,得除尘煤气2以及含尘煤液化残渣油浆;除尘煤气2进入油气分离单元,经水喷淋降温进一步除尘,得到净煤气;喷淋后的液体经油水分离后,得到重质焦油和轻质焦油,水循环利用;含尘煤液化残渣油浆中,含尘浓度<50wt%的油浆循环使用;含尘浓度≥50wt%的油浆排出到液化残渣冷却罐内冷却变为固体液化残渣,所得固体含尘液化残渣经破碎筛分后,作为激冷剂喷入煤加氢热解反应器内,液化残渣与所含粉尘共同作为激冷剂的同时发生热解,从而进一步获取油气资源。
实施例3
本实施例与上述实施例1所用系统一样,但工艺条件不同,如下所述。将粒度小于100um的煤粉和富氢气体分别通过煤粉喷嘴11和富氢气体喷嘴12喷入热解炉内,煤粉与富氢气体在下行的过程中充分混合,所述煤粉与所述富氢气体中氢气的质量比为1:0.3,并在800℃,3MPa下发生热解反应,反应时间不超过2s;热解混合物在激冷室内与激冷液化残渣直接接触,降温至600℃以下;同时,激冷剂液化残渣在热解产物携带的高温下发生热解,产生热解油气,并与煤加氢热解所得产物混合,共同形成粗煤气和热解半焦,粗煤气从热解混合物出口采出,热解半焦从炉底的半焦出口采出;
热解混合物从激冷室进入旋风分离器,进行一级分离,分离出5-100um以上的半焦,进入半焦系统,而由旋风分离器排出的油气混合物从顶端排出,得到除尘煤气1;除尘煤气1进入液态液化残渣容器,与300℃液化残渣进行直接接触,得除尘煤气2以及含尘煤液化残渣油浆;除尘煤气2进入油气分离单元,经水喷淋降温进一步除尘,得到净煤气;喷淋后的液体经油水分离后,得到重质焦油和轻质焦油,水循环利用;含尘煤液化残渣油浆中,含尘浓度<50wt%的油浆循环使用;含尘浓度≥50wt%的油浆排出到液化残渣冷却罐内冷却变为固体液化残渣,所得固体含尘液化残渣经破碎筛分后,作为激冷剂喷入煤加氢热解反应器内,液化残渣与所含粉尘共同作为激冷剂的同时发生热解,从而进一步获取油气资源。
实施例4
本实施例与上述实施例1所用系统一样,但工艺条件不同,如下所述。将粒度小于100um的煤粉和富氢气体分别通过煤粉喷嘴11和富氢气体喷嘴12喷入热解炉内,煤粉与富氢气体在下行的过程中充分混合,所述煤粉与所述富氢气体中氢气的质量比为1:0.4,并在1000℃,3MPa下发生热解反应,反应时间不超过2s;热解混合物在激冷室内与激冷液化残渣直接接触,降温至600℃以下;同时,激冷剂液化残渣在热解产物携带的高温下发生热解,产生热解油气,并与煤加氢热解所得产物混合,共同形成粗煤气和热解半焦,粗煤气从热解混合物出口采出,热解半焦从炉底的半焦出口采出;
热解混合物从激冷室进入旋风分离器,进行一级分离,分离出5-100um以上的半焦,进入半焦系统,而由旋风分离器排出的油气混合物从顶端排出,得到除尘煤气1;除尘煤气1进入液态液化残渣容器,与320℃液化残渣进行直接接触,得除尘煤气2以及含尘煤液化残渣油浆;除尘煤气2进入油气分离单元,经水喷淋降温进一步除尘,得到净煤气;喷淋后的液体经油水分离后,得到重质焦油和轻质焦油,水循环利用;含尘煤液化残渣油浆中,含尘浓度<50wt%的油浆循环使用;含尘浓度≥50wt%的油浆排出到液化残渣冷却罐内冷却变为固体液化残渣,所得固体含尘液化残渣经破碎筛分后,作为激冷剂喷入煤加氢热解反应器内,液化残渣与所含粉尘共同作为激冷剂的同时发生热解,从而进一步获取油气资源。
Claims (10)
1.一种煤加氢热解的系统,包括煤加氢热解单元、旋风分离单元、液化残渣除尘单元以及液化残渣处理单元;其中,
所述煤加氢热解单元包括煤粉喷嘴、富氢气体喷嘴、激冷液化残渣喷嘴、混合半焦出口和热解混合物出口,在所述煤加氢气化单元,煤粉与富氢气体反应的产物在激冷液化残渣激冷后热解形成粗煤气;
所述旋风分离单元设有热解混合物入口、半焦出口以及除尘煤气1出口,所述热解混合物入口与所述热解混合物出口相连,所述旋风分离单元用于对所述粗煤气进行处理得到除尘煤气1;
所述液化残渣除尘单元设有除尘煤气1入口、除尘煤气2出口以及含尘液化残渣出口;所述除尘煤气1入口与所述除尘煤气1出口相连;所述液化残渣除尘单元用于对所述除尘煤气1处理得到除尘煤气2以及含尘煤液化残渣油浆;
所述液化残渣处理单元设置有液态含尘液化残渣入口和固态液化残渣粉出口,所述液态含尘液化残渣入口和所述含尘液化残渣出口相连,所述固态液化残渣粉出口和所述激冷液化残渣喷嘴相连,所述液化残渣处理单元用于对所述含尘煤液化残渣油浆进行冷却和破碎筛分。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述系统还包括油气分离单元,所述油气分离单元设有除尘煤气2入口、循环冷却水入口、循环冷却水出口、轻油出口、净煤气出口以及重质焦油出口,所述除尘煤气2入口与所述除尘煤气2出口相连,所述油气分离单元用于对除尘煤气2进行处理得到净煤气、重质焦油和轻质焦油。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,
所述煤加氢热解单元使用的装置是气流床加氢热解炉;
所述旋风分离单元使用的装置是旋风分离器;
所述液化残渣除尘单元使用的装置是高温密闭保温容器;
所述油气分离单元使用的装置是水喷淋装置。
4.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,
所述油气分离单元内的冷却水入口管上设置有多个喷嘴,所述喷嘴交错排列,所述冷却水入口管垂直方向上设有挡板,且所述挡板的低端位于所述净煤气出口的下方。
5.根据权利要求1-4任一所述的系统,其特征在于,
所述液化残渣处理单元包括液化残渣冷却罐以及破碎装置;
所述液化残渣冷却罐设置有所述液态含尘液化残渣入口和冷却后液化残渣出口;
所述破碎装置设有冷却后液化残渣入口和所述固态液化残渣粉出口,所述冷却后液化残渣入口和所述冷却后液化残渣出口相连。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,
所述加氢气化单元包括反应区、激冷区和混合半焦储存区;
所述反应区设有所述反应煤粉喷嘴、所述富氢气体喷嘴和所述热解混合物出口,所述富氢气体喷嘴的个数为偶数,对称排列在所述煤粉喷嘴的四周,所述煤粉喷嘴设置在所述气流床加氢热解炉炉顶;
所述激冷区设有所述激冷液化残渣喷嘴,所述激冷液化残渣喷嘴设置在所述反应区下方的炉壁上,所述激冷液化残渣喷嘴的个数为偶数,对称分布在炉体的四周;
所述混合半焦储存区设有混合半焦挡板、混合半焦刮板和所述混合半焦出口,所述混合半焦出口设置在所述气流床加氢热解炉的底端;
所述混合半焦挡板与水平方向的夹角为30-75°。
7.一种用权利要求1-6任一所述系统进行煤加氢热解的方法,其特征在于,包括步骤:
A.煤加氢热解:用所述激冷液化残渣对所述煤粉与所述富氢气体的反应产物进行激冷,得到所述粗煤气;
B.旋风分离:对所述粗煤气进行分离得到所述除尘煤气1和半焦;
C.液化残渣除尘:将所述除尘煤气1和液态液化残渣进行接触,得到所述除尘煤气2以及所述含尘煤液化残渣油浆;
D.液化残渣处理:在所述含尘煤液化残渣油浆中,对含尘浓度<50wt%的油浆循环使用,含尘浓度≥50wt%的油浆排出至所述液化残渣处理单元进行冷却和破碎筛分,得到所述激冷液化残渣喷入所述煤加氢热解单元。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
油气分离:对所述除尘煤气2经水喷淋降温进一步除尘,得到所述净煤气,喷淋后的液体经油水分离后,得到所述重质焦油和所述轻质焦油。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,
将所述煤粉粒度控制为<100um,所述激冷液化残渣粒度控制为<1mm;
将所述液态液化残渣的温度控制在240-360℃。
10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,将所述煤加氢热解单元所述煤粉与所述富氢气体中氢气的质量比控制在1:0.2-0.5,反应温度控制为800-1000℃,反应压力为2-4MPa,热解时间小于2s。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611111653.2A CN106497594A (zh) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | 一种煤加氢热解的系统和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611111653.2A CN106497594A (zh) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | 一种煤加氢热解的系统和方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106497594A true CN106497594A (zh) | 2017-03-15 |
Family
ID=58329334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611111653.2A Pending CN106497594A (zh) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | 一种煤加氢热解的系统和方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106497594A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107245345A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-10-13 | 北京神雾电力科技有限公司 | 热解反应系统及热解反应方法 |
CN107537266A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-01-05 | 北京神雾电力科技有限公司 | 一种高温热解气体的除尘系统及除尘方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4003820A (en) * | 1975-10-07 | 1977-01-18 | Cities Service Company | Short residence time hydropyrolysis of carbonaceous material |
CN102575178A (zh) * | 2009-09-18 | 2012-07-11 | 沃姆瑟能源解决方案公司 | 带有焦炭制备系统的整体煤气化联合循环装置 |
CN104593037A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-05-06 | 中美新能源技术研发(山西)有限公司 | 一种复合式煤加氢炼油反应器及炼油的方法 |
CN105255523A (zh) * | 2015-10-08 | 2016-01-20 | 长安大学 | 一种粉煤热解高温煤气的除尘方法 |
CN106147879A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-23 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种快速热解油气处理系统及方法 |
CN206428193U (zh) * | 2016-12-06 | 2017-08-22 | 神雾科技集团股份有限公司 | 一种煤加氢热解的系统 |
-
2016
- 2016-12-06 CN CN201611111653.2A patent/CN106497594A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4003820A (en) * | 1975-10-07 | 1977-01-18 | Cities Service Company | Short residence time hydropyrolysis of carbonaceous material |
CN102575178A (zh) * | 2009-09-18 | 2012-07-11 | 沃姆瑟能源解决方案公司 | 带有焦炭制备系统的整体煤气化联合循环装置 |
CN104593037A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-05-06 | 中美新能源技术研发(山西)有限公司 | 一种复合式煤加氢炼油反应器及炼油的方法 |
CN105255523A (zh) * | 2015-10-08 | 2016-01-20 | 长安大学 | 一种粉煤热解高温煤气的除尘方法 |
CN106147879A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-23 | 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 | 一种快速热解油气处理系统及方法 |
CN206428193U (zh) * | 2016-12-06 | 2017-08-22 | 神雾科技集团股份有限公司 | 一种煤加氢热解的系统 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107245345A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-10-13 | 北京神雾电力科技有限公司 | 热解反应系统及热解反应方法 |
CN107245345B (zh) * | 2017-06-26 | 2024-04-12 | 北京恒丰亚业科技发展有限公司 | 热解反应系统及热解反应方法 |
CN107537266A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-01-05 | 北京神雾电力科技有限公司 | 一种高温热解气体的除尘系统及除尘方法 |
CN107537266B (zh) * | 2017-10-10 | 2023-05-05 | 北京恒丰亚业科技发展有限公司 | 一种高温热解气体的除尘系统及除尘方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN206033677U (zh) | 粉煤干馏装置 | |
CN110591745B (zh) | 一种热解-气化一体化装置及工艺 | |
CN103497784A (zh) | 一种由低煤化度粉煤生产焦油、半焦及合成燃料气的方法 | |
CN105419879B (zh) | 一种煤物质催化分解及高温分离的装置及方法 | |
CN206428193U (zh) | 一种煤加氢热解的系统 | |
CN106479547A (zh) | 一种煤炭分级分质处理的系统和方法 | |
CN106497594A (zh) | 一种煤加氢热解的系统和方法 | |
CN111088058A (zh) | 一种废塑料制油的方法 | |
CN104945215B (zh) | 一种粉煤制备乙烯的方法及系统 | |
CN206266493U (zh) | 一种煤炭分级分质处理的系统 | |
CN106497606B (zh) | 煤直接加氢热解方法 | |
CN110283609B (zh) | 一种粉煤热解制备煤焦油的热解-焦化联合工艺和系统 | |
CN206721119U (zh) | 一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统 | |
CN110819384A (zh) | 一种流化床重油裂解与气化的分级转化装置及方法 | |
CN206706019U (zh) | 一种粉煤热解耦合电石生产和乙炔发生的系统 | |
CN115717090A (zh) | 一种兰炭焦炉煤气制合成气的方法 | |
CN210711404U (zh) | 一种热解-气化一体化装置 | |
CN110484301B (zh) | 一种飞灰干式洁净处理的恩德分级气化系统 | |
CN203833881U (zh) | 外热竖式下行粉煤油页岩粉低温热解炉 | |
CN109401784B (zh) | 一种重劣质油与油页岩的综合利用方法 | |
CN106929086B (zh) | 一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统和方法 | |
CN109652146B (zh) | 下行床-湍动鼓泡床热解-气化一体化方法及装置 | |
CN111100658A (zh) | 煤化工加氢热解工艺 | |
CN106479577A (zh) | 一种煤炭分质梯级利用的系统和方法 | |
CN216998304U (zh) | 一种粉煤加氢分级气化炉 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 102200 Beijing City, Changping District science and Technology Park Chang Huai Lu No. 155 Applicant after: Shenwu science and technology group Limited by Share Ltd Address before: 102200 Beijing City, Changping District science and Technology Park Chang Huai Lu No. 155 Applicant before: Beijing Shenwu Environment Energy Technology Group Co., Ltd. |