CN106929086B - 一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统和方法 - Google Patents

一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106929086B
CN106929086B CN201710291796.4A CN201710291796A CN106929086B CN 106929086 B CN106929086 B CN 106929086B CN 201710291796 A CN201710291796 A CN 201710291796A CN 106929086 B CN106929086 B CN 106929086B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
outlet
coal
semicoke
gasification
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
CN201710291796.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106929086A (zh
Inventor
刘维娜
丁力
张顺利
许修强
吴道洪
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.)
Shenwu Technology Group Corp Co Ltd
Original Assignee
Shenwu Technology Group Corp Co Ltd
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 Shenwu Technology Group Corp Co Ltd filed Critical Shenwu Technology Group Corp Co Ltd
Priority to CN201710291796.4A priority Critical patent/CN106929086B/zh
Publication of CN106929086A publication Critical patent/CN106929086A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106929086B publication Critical patent/CN106929086B/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
    • 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
    • C10B53/04—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of powdered coal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统和方法，该系统包括煤加氢气化单元、旋风分离单元、催化裂解单元、气体分离单元以及混合半焦活化单元；其中，煤加氢气化单元包括煤粉喷嘴、富氢还原气喷嘴、生物质激冷剂喷嘴、混合半焦出口和气化混合物出口；旋风分离单元包括气化混合物入口、分离后半焦出口以及除尘气出口；催化裂解单元包括除尘气入口与净化气出口；气体分离单元包括净化气入口以及二氧化碳出口；混合半焦活化单元包括混合半焦入口、二氧化碳入口、活性炭出口以及活化后二氧化碳出口。本发明能同时解决煤加氢过程中激冷剂的选择和氢气来源问题，并同时实现了气化半焦的高效利用。

Description

一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统和方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统和方法。
背景技术
煤加氢气化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。与传统的煤气化相比，煤加氢气化具有工艺简单、热效率高、污染小的特点，因而受到广泛地关注和应用。在煤加氢气化过程中，气化半焦的产量约占进料量(煤粉质量)的50％左右，且携带大量的热量，造成了能源的浪费，因此有必要将该部分半焦以及其携带的热量进行充分利用，以提高整个工艺的原料及能量利用率。
现有技术报道了一种利用煤气化半焦制备活性炭的方法。该方法首先将煤气化产生的气化气进行分离获得还原气和二氧化碳，并将分离所得二氧化碳对气化半焦进行活化，制得活性炭。但是，该工艺以软化水作激冷剂对反应产生的气固相进行冷却，使气化产物携带的热量未得到充分利用；同时，煤气化产生的气体中二氧化碳的含量较低，将其作为气化半焦的活化剂存在活化不充分的问题。
由此，现有技术没能充分利用煤加氢气化得到的气化半焦热量，也没能将煤加氢气化同活性炭制备过程耦合起来，实现气化半焦的高效利用。
发明内容
面临上述技术问题，本发明旨在充分利用煤加氢气化气化产物的热量，将煤气化与生物质热解产生的气体进行分离获得富氢还原气及二氧化碳，并将煤加氢气化同活性炭制备过程耦合起来，同时，以富氢还原气作为煤加氢气化的氢气来源，实现煤及生物质的分级分质利用。
为实现上述目的，本发明提出一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统，包括煤加氢气化单元、旋风分离单元、催化裂解单元、气体分离单元以及混合半焦活化单元；其中，
所述煤加氢气化单元包括煤粉喷嘴、富氢还原气喷嘴、生物质激冷剂喷嘴、混合半焦出口和气化混合物出口；
所述旋风分离单元包括气化混合物入口、分离后半焦出口以及除尘气出口，所述气化混合物入口与所述气化混合物出口相连；
所述催化裂解单元包括除尘气入口与净化气出口，所述除尘气入口与所述除尘气出口相连；
所述气体分离单元包括净化气入口以及二氧化碳出口，所述净化气入口与所述净化气出口相连；
所述混合半焦活化单元包括混合半焦入口、二氧化碳入口、活性炭出口以及活化后二氧化碳出口，所述混合半焦入口分别与所述混合半焦出口和所述分离后半焦出口相连，所述二氧化碳入口与所述气体分离单元的二氧化碳出口相连。
进一步地，所述气体分离单元还包括富氢还原气出口，所述富氢还原气出口和所述富氢还原气喷嘴相连。
具体地，所述煤加氢气化单元使用的装置为气流床加氢气化炉。所述旋风分离单元使用的装置是旋风分离器。所述催化裂解单元使用的装置是高温催化反应器。所述气体分离单元使用的装置是气体分离器。所述半焦活化单元使用的装置是活化室。
具体地，所述气流床加氢气化炉包括反应区、激冷区和混合半焦储存区；其中，
所述煤粉喷嘴、所述富氢还原气喷嘴和所述气化混合物出口均设置在所述反应区。优选地，所述富氢还原气喷嘴的个数为偶数，对称排列在所述煤粉喷嘴的四周。更优选地，所述煤粉喷嘴设置在所述气流床加氢气化炉炉顶。
所述生物质激冷剂喷嘴设置在靠近所述反应区下方的所述激冷区的炉侧壁上。优选地，所述生物质激冷剂喷嘴的个数为偶数，对称分布在炉体的四周。
所述混合半焦出口设置在所述混合半焦储存区的炉体底端。
进一步地，所述混合半焦储存区还设有混合半焦挡板和混合半焦刮板。优选地，所述混合半焦挡板与水平方向的夹角为30-60°。
进一步地，所述高温催化反应器包括设在底部的气体分布器、以及从下往上依次排列的过滤层和焦油催化裂解催化剂层，所述过滤层为陶瓷过滤板。
本发明还提供了一种制备还原气和活性炭的方法，其特征在于，包括步骤：
A.粉煤加氢气化：在所述煤加氢气化单元用生物质作为激冷剂对原料煤粉与还原气的反应产物进行激冷，得到混合半焦以及气化混合物；
B.旋风分离：在所述旋风分离单元将所述气化混合物分离后，得到一定粒度的分离后的混合半焦以及除尘气；
C.催化裂解：在所述催化裂解单元将所述除尘气依次经过过滤和焦油催化裂解处理得到净化气；
D.气体分离：在所述气体分离单元将所述净化气分离，得到富氢还原气以及二氧化碳；
E.半焦活化：所述混合半焦活化单元利用二氧化碳对粉煤加氢气化后得到的混合半焦及旋风分离得到的混合半焦进行活化，形成活性炭。
进一步地，所述方法还包括：将气体分离后得到所述富氢还原气，作为粉煤加氢气化的还原气氢气来源通入所述煤加氢气化单元，与所述原料煤粉发生反应。
优选地，在步骤A中，将所述所述原料煤粉的粒度控制在小于100um，所述生物质的粒度控制在小于1mm。
进一步地，在步骤A中，所述原料煤粉与所述富氢还原气的反应温度被控制在800-1000℃，反应压力2-4MPa，气化时间＜2s。
进一步地，在步骤A中，所述生物质对所述反应产物激冷后的温度被控制在600℃以下。
优选地，所述步骤B中，所述分离后的混合半焦粒度被控制在5-100um。
具体地，所述步骤C中，所述焦油裂解催化中所用的催化剂为CaO。优选地，所述焦油催化裂解的温度为750-900℃。
进一步地，所述步骤D中，所述分离方法为变压吸附法。
优选地，所述步骤E中，将所述活化温度控制在800-950℃。
采用本发明的技术方案有如下优点：
(1)充分利用煤加氢气化与生物质热解的温度差，将生物质作为煤加氢气化的激冷剂，在冷却气化产物的同时完成热解，充分利用气化产物的热量，并使得生物质变废为宝，获取油气产品；
(2)将煤气化与生物质热解产生的混合半焦用作制备活性炭的原料，充分利用混合半焦比表面积大的优势，实现混合半焦的综合高效利用；
(3)将煤气化与生物质热解产生的气化混合物进行分离获得富氢还原气及二氧化碳，并将部分富氢还原气用作煤加氢气化的氢气来源，降低煤加氢气化反应氢源的成本；同时，获得的二氧化碳用作混合半焦制备活性炭的活化剂，实现煤及生物质的分级分质利用。
(4)热解产生的混合半焦及气化混合物均在高温下直接利用，充分利用了气固产物所携带的热量，提高整个系统的热效率。
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为本发明的粉煤气化制备还原气和活性炭的系统示意图；
1-加氢气化单元，2-旋风分离单元，3-催化裂解单元，4-气体分离单元，5-混合半焦活化单元；
11-煤粉喷嘴，12-富氢还原气喷嘴，13-气化混合物出口，14-生物质激冷剂喷嘴，15-混合半焦挡板，16-混合半焦刮板，17-混合半焦出口，18-反应区，19-激冷区，10-混合半焦储存区；
21-气化混合物入口，22-分离后半焦出口，23-除尘气出口；
31-除尘气入口，32-气体分布器，33-过滤层，34-焦油催化裂解催化剂层，35-净化气出口；
41-净化气入口，42-富氢还原气出口，43-二氧化碳出口；
51-半焦入口，52-二氧化碳入口，53-活性炭出口，54-活化后二氧化碳出口。
图2为本发明的粉煤气化制备还原气和活性炭的工艺流程图。
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。
为解决煤加氢过程中激冷剂的选择、和氢气来源问题，同时实现气化半焦的高效利用，本发明提出了一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统，包括煤加氢气化单元1、旋风分离单元2、催化裂解单元3、气体分离单元4以及混合半焦活化单元5；其中，
所述煤加氢气化单元1包括煤粉喷嘴11、富氢还原气喷嘴12、生物质激冷剂喷嘴14、混合半焦出口17和气化混合物出口13；
所述旋风分离单元2包括气化混合物入口21、分离后半焦出口22以及除尘气出口23，所述气化混合物入口21与所述气化混合物出口13相连；
所述催化裂解单元3包括除尘气入口31与净化气出口35，所述除尘气入口31与所述除尘气出口23相连；
所述气体分离单元4包括净化气入口41以及二氧化碳出口43，所述净化气入口41与高温催化反应器的净化气出口35相连；
所述混合半焦活化单元5包括混合半焦入口51、二氧化碳入口52、活性炭出口53以及活化后二氧化碳出口54，所述混合半焦入口51分别与所述混合半焦出口17和所述分离后半焦出口22相连，所述二氧化碳入口52与所述气体分离单元4的二氧化碳出口43相连。
进一步地，所述气体分离单元4还包括富氢还原气出口42，所述富氢还原气出口42和所述富氢还原气喷嘴12相连。
具体地，所述煤加氢气化单元1使用的装置为气流床加氢气化炉。所述旋风分离单元2使用的装置是旋风分离器。所述催化裂解单元3使用的装置是高温催化反应器。所述气体分离单元4使用的装置是气体分离器。所述半焦活化单元5使用的装置是活化室。
具体地，所述气流床加氢气化炉包括反应区18、激冷区19和混合半焦储存区10；其中，
所述煤粉喷嘴11、所述富氢还原气喷嘴12和所述气化混合物出口13均设置在所述反应区18。优选地，所述富氢还原气喷嘴12的个数为偶数，对称排列在所述煤粉喷嘴11的四周。更优选地，所述煤粉喷嘴11设置在所述气流床加氢气化炉炉顶。
所述生物质激冷剂喷嘴14设置在靠近所述反应区18下方的所述激冷区19的炉侧壁上，以便使反应区18产生的气化半焦与生物质激冷剂进行充分混合。优选地，所述生物质激冷剂14喷嘴的个数为偶数，对称分布在炉体的四周。
所述混合半焦出口17设置在所述混合半焦储存区10的炉体底端，以加大出口与生物质激冷剂喷嘴14的距离。进一步地，所述混合半焦储存区10还设有混合半焦挡板15和混合半焦刮板16。优选地，所述混合半焦挡板15与水平方向的夹角为30-60°。
进一步地，所述高温催化反应器包括设在底部的气体分布器32、以及从下往上依次排列的过滤层33和焦油催化裂解催化剂层34，所述过滤层33为陶瓷过滤板，用于除去除尘气，即荒煤气中的烟尘，并起到蓄热的作用；所述焦油催化裂解催化剂层34用于将除尘气中的焦油充分催化以获取净化气。
本发明还提供了一种制备还原气和活性炭的方法，其工艺参见图2，该方法包括步骤：
A.粉煤加氢气化：原料煤粉与还原气反应后，其反应产物进入激冷室，和生物质激冷剂直接接触后温度降低，同时，生物质在气化反应产物携带的高温下，充分利用气化半焦的热量发生热解，其热解产物与上述气化反应产物混合后共同形成混合半焦以及气化混合物；
B.旋风分离：所述气化混合物从激冷室进入所述旋风分离单元，分离后得到一定粒度的分离后的混合半焦以及除尘气，该除尘气由旋风分离单元顶端排出进入所述催化裂解单元；
C.催化裂解：在气体分布器的作用下，所述除尘气均匀分布在高温催化裂解反应器内，并进一步经过过滤和焦油催化裂解处理得到净化气；
D.气体分离：在所述气体分离单元将所述净化气分离，得到富氢还原气以及二氧化碳；所述分离方法可以为变压吸附法；
E.半焦活化：所述混合半焦活化单元利用二氧化碳对粉煤加氢气化后得到的混合半焦及旋风分离得到的混合半焦进行活化，形成活性炭。
进一步地，所述方法还包括：将气体分离后得到所述富氢还原气，作为粉煤加氢气化的还原气氢气来源通入所述煤加氢气化单元，与所述原料煤粉充分混合发生加氢气化反应。
优选地，在步骤A中，将所述所述原料煤粉的粒度控制在小于100um，所述生物质的粒度控制在小于1mm。
进一步地，在步骤A中所述原料煤粉与所述富氢还原气的反应温度被控制在800-1000℃，反应压力2-4MPa，气化时间＜2s。
进一步地，在步骤A中所述生物质对所述反应产物激冷后的温度被控制在600℃以下。
优选地，所述步骤B中，所述分离后的混合半焦粒度被控制在5-100um。
具体地，所述步骤C中，所述焦油裂解催化中所用的催化剂为CaO。优选地，所述焦油催化裂解的温度为750-900℃。
优选地，所述步骤E中，将所述活化温度控制在800-950℃。
下面结合具体实施例对本发明制备还原气和活性炭的工艺作进一步地具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例1
将粒度小于100um的原料粉煤和富氢还原气分别通过煤粉喷嘴和富氢还原气喷嘴喷入气流床加氢气化炉内，粉煤与富氢还原气在下行的过程中充分混合，并在850℃，3MPa条件下发生气化反应，产生气固混合物；该气固混合物在激冷室内与激冷生物质直接接触，降温至600℃以下，使得生物质热解，产生油气产品以及生物质焦；油气产品以及生物质焦与气化反应所得产物(包括气化半焦和煤气化气)混合后，形成的混合半焦(包括生物质焦和气化半焦)作为活性炭的原料，形成的气化混合物(包括煤气化气和生物质产生的油气产品)从激冷室进入旋风分离器；
上述气化混合物经过旋风分离器进行气固分离，得到5-100um的分离后的混合半焦后被输送至活化室；而由旋风分离器排出的除尘气从顶端排出后进入高温催化裂解反应器，在900℃高温CaO的催化下促使焦油裂解，并经进一步过滤后得到净化气；净化气在气体分离器内通过变压吸附，分离得到的富氢还原气和二氧化碳，分别以高温输送方式被送至气流床加氢气化炉及混合半焦活化室内；最终，从气流床加氢气化炉和旋风分离器输送到活化室内的混合半焦在高温CO2作用下，活化温度为850℃，最后制得活性炭。
实施例2
本实施例制备还原气和活性炭的工艺和实施例1步骤相同，但工艺参数不同，具体如下：
将粒度小于100um的原料粉煤和富氢还原气分别通过煤粉喷嘴和富氢还原气喷嘴喷入气流床加氢气化炉内，粉煤与富氢还原气在下行的过程中充分混合，并在800℃，3MPa条件下发生气化反应，产生气固混合物；该气固混合物在激冷室内与激冷生物质直接接触，降温至600℃以下，使得生物质热解，产生油气产品以及生物质焦；油气产品以及生物质焦与气化反应所得产物(包括气化半焦和煤气化气)混合后，形成的混合半焦(包括生物质焦和气化半焦)作为活性炭的原料，形成的气化混合物(包括煤气化气和生物质产生的油气产品)从激冷室进入旋风分离器；
上述气化混合物经过旋风分离器，进行气固分离，得到5-100um的分离后的混合半焦后被输送至活化室；而由旋风分离器排出的除尘气从顶端排出后进入高温催化裂解反应器，在800℃高温CaO的催化下促使焦油裂解，并经进一步过滤后得到净化气；净化气在气体分离器内通过变压吸附，分离得到的富氢还原气和二氧化碳，分别以高温输送方式被送至气流床加氢气化炉及混合半焦活化室内；最终，从气流床加氢气化炉和旋风分离器输送到活化室内的混合半焦在高温CO2作用下，活化温度为900℃，最后制得活性炭。
实施例3
本实施例制备还原气和活性炭的工艺和实施例1步骤相同，但工艺参数不同，具体如下：
将粒度小于100um的原料粉煤和富氢还原气分别通过煤粉喷嘴和富氢还原气喷嘴喷入气流床加氢气化炉内，粉煤与富氢还原气在下行的过程中充分混合，并在1000℃，2MPa条件下发生气化反应，产生气固混合物；该气固混合物在激冷室内与激冷生物质直接接触，降温至600℃以下，使得生物质热解，产生油气产品以及生物质焦；油气产品以及生物质焦与气化反应所得产物(包括气化半焦和煤气化气)混合后，形成的混合半焦(包括生物质焦和气化半焦)作为活性炭的原料，形成的气化混合物(包括煤气化气和生物质产生的油气产品)从激冷室进入旋风分离器；
上述气化混合物经过气固分离，得到5-100um的分离后的混合半焦后被输送至活化室；而由旋风分离器排出的除尘气从顶端排出后进入高温催化裂解反应器，在750℃高温CaO的催化下促使焦油裂解，并经进一步过滤后得到净化气；净化气在气体分离器内通过变压吸附，分离得到的富氢还原气和二氧化碳，分别以高温输送方式被送至气流床加氢气化炉及混合半焦活化室内；最终，从气流床加氢气化炉和旋风分离器输送到活化室内的混合半焦在高温CO2作用下，活化温度为950℃，最后制得活性炭。
实施例4
本实施例制备还原气和活性炭的工艺和实施例1步骤相同，但工艺参数不同，具体如下：
将粒度小于100um的原料粉煤和富氢还原气分别通过煤粉喷嘴和富氢还原气喷嘴喷入气流床加氢气化炉内，粉煤与富氢还原气在下行的过程中充分混合，并在900℃，4MPa条件下发生气化反应，产生气固混合物；该气固混合物在激冷室内与激冷生物质直接接触，降温至600℃以下，使得生物质热解，产生油气产品以及生物质焦；油气产品以及生物质焦与气化反应所得产物(包括气化半焦和煤气化气)混合后，形成的混合半焦(包括生物质焦和气化半焦)作为活性炭的原料，形成的气化混合物(包括煤气化气和生物质产生的油气产品)从激冷室进入旋风分离器；
上述气化混合物经过旋风分离器进行气固分离，得到5-100um的混合半焦被输送至活化室；而由旋风分离器排出的除尘气从顶端排出后进入高温催化裂解反应器，在900℃高温CaO的催化下促使焦油裂解，并经进一步过滤后得到净化气；净化气在气体分离器内通过变压吸附，分离得到的富氢还原气和二氧化碳，分别以高温输送方式被送至气流床加氢气化炉及混合半焦活化室内；最终，从气流床加氢气化炉和旋风分离器输送到活化室内的混合半焦在高温CO2作用下，活化温度为900℃，最后制得活性炭。
以上实施例中，生物质作为煤加氢气化的激冷剂，在冷却气化半焦的同时充分利用气化半焦的热量后发生热解；所得混合半焦及气化混合物经分离净化后可作为制备活性炭的碳基原料、煤加氢气化的氢气来源以及混合半焦制备活性炭的活化剂，实现了热解产品的分级分质利用，整个系统的碳利用率及热效率大大提高。可见，该发明的技术方案能同时解决煤加氢过程中激冷剂的选择和氢气来源问题，并能同时实现气化半焦的高效利用。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统，包括煤加氢气化单元、旋风分离单元、催化裂解单元、气体分离单元以及混合半焦活化单元；其中，
所述煤加氢气化单元包括煤粉喷嘴、富氢还原气喷嘴、生物质激冷剂喷嘴、混合半焦出口和气化混合物出口；
所述旋风分离单元包括气化混合物入口、分离后半焦出口以及除尘气出口，所述气化混合物入口与所述气化混合物出口相连；
所述催化裂解单元包括除尘气入口与净化气出口，所述除尘气入口与所述除尘气出口相连；
所述气体分离单元包括净化气入口以及二氧化碳出口，所述净化气入口与所述净化气出口相连；
所述混合半焦活化单元包括混合半焦入口、二氧化碳入口、活性炭出口以及活化后二氧化碳出口，所述混合半焦入口分别与所述混合半焦出口和所述分离后半焦出口相连，所述二氧化碳入口与所述气体分离单元的二氧化碳出口相连。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述气体分离单元还包括富氢还原气出口，所述富氢还原气出口和所述富氢还原气喷嘴相连。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述煤加氢气化单元使用的装置为气流床加氢气化炉。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述气流床加氢气化炉包括反应区、激冷区和混合半焦储存区；其中，
所述煤粉喷嘴、所述富氢还原气喷嘴和所述气化混合物出口均设置在所述反应区；
所述生物质激冷剂喷嘴设置在靠近所述反应区下方的所述激冷区的侧壁上；
所述混合半焦出口设置在所述混合半焦储存区的炉体底端。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述催化裂解单元使用的装置是高温催化反应器，所述高温催化反应器包括设在底部的气体分布器、以及从下往上依次排列的过滤层和焦油催化裂解催化剂层。
6.一种用权利要求1-5任一所述系统对粉煤气化以制备还原气和活性炭的方法，其特征在于，包括步骤：
A.粉煤加氢气化：在所述煤加氢气化单元用生物质作为激冷剂对原料煤粉与还原气的反应产物进行激冷，得到混合半焦以及气化混合物；
B.旋风分离：在所述旋风分离单元将所述气化混合物分离后，得到一定粒度的分离后的混合半焦以及除尘气；
C.催化裂解：在所述催化裂解单元将所述除尘气依次经过过滤和焦油催化裂解处理得到净化气；
D.气体分离：在所述气体分离单元将所述净化气分离，得到富氢还原气以及二氧化碳；
E.半焦活化：所述混合半焦活化单元利用二氧化碳对粉煤加氢气化后得到的混合半焦及旋风分离得到的混合半焦进行活化，形成活性炭。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将气体分离后得到所述富氢还原气，作为粉煤加氢气化的还原气氢气来源通入所述煤加氢气化单元，与所述原料煤粉发生反应。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤A中，将所述所述原料煤粉的粒度控制在小于100um。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，所述分离后的混合半焦粒度被控制在5-100um。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤E中，将所述活化温度控制在800-950℃。
CN201710291796.4A 2017-04-28 2017-04-28 一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统和方法 Active CN106929086B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710291796.4A CN106929086B (zh) 2017-04-28 2017-04-28 一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710291796.4A CN106929086B (zh) 2017-04-28 2017-04-28 一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106929086A CN106929086A (zh) 2017-07-07
CN106929086B true CN106929086B (zh) 2019-03-01

Family

ID=59437115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710291796.4A Active CN106929086B (zh) 2017-04-28 2017-04-28 一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106929086B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114857488A (zh) * 2022-05-06 2022-08-05 浙江浙能航天氢能技术有限公司 一种节能型加氢系统及其方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101108970B (zh) * 2007-08-29 2012-01-18 大连理工大学 生物质与煤快速共热解制备液体燃料的方法
JP2009057497A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Bio Coke Lab Co Ltd ガス化方法、ガス生成装置及びガス化装置
WO2014039095A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 Afognak Native Corporation Systems and processes for producing liquid transportation fuels
CN103409168B (zh) * 2013-08-08 2015-01-07 大连理工大学 一种煤气化快速联产活性炭的方法
CN106479573A (zh) * 2016-12-06 2017-03-08 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种加氢气化耦合电石冶炼的系统和方法
CN206721119U (zh) * 2017-04-28 2017-12-08 神雾科技集团股份有限公司 一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN106929086A (zh) 2017-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105524662B (zh) 一种生物质微波热解气化制合成气的方法
CN101245264B (zh) 单床自热式热解气化燃烧反应器及热解气化燃烧方法
CN104232147B (zh) 一种重油轻质化处理工艺
CN103468322A (zh) 一种由固体有机物水蒸气气化制取富氢气体的方法
CN103881761B (zh) 一种基于循环流化床的煤热解气化多联产装置及工艺
US10787620B2 (en) Method of biomass grading pyrolysis gasification in a circulating fluidized bed
CN102329651A (zh) 一种三段式生物质热解气化制取合成气的气化装置
CN103911179B (zh) 煤气化方法和装置
CN101781583A (zh) 煤热解气化高值利用的方法及其装置
CN104031693B (zh) 煤热解气体脱硫、除尘、改质一体化装置及工艺
CN105692551A (zh) 一种生物质高效制取富氢气体的方法和装置
CN111378512A (zh) 一种生物质热解气化制合成气的方法及系统
CN111662733B (zh) 一种掺混生物焦油生产炭黑的方法
CN104893761B (zh) 一种联产甲烷及轻质焦油的气化炉
CN104910969B (zh) 一种褐煤气化系统及方法
CN104178225B (zh) 一种生物质原位催化气化制富氢燃气的装置和方法
CN206721119U (zh) 一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统
CN106929086B (zh) 一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统和方法
CN107723009B (zh) 一种固体有机质气化反应器
CN104945215B (zh) 一种粉煤制备乙烯的方法及系统
CN107325832A (zh) 一种分步处理褐煤的系统及方法
CN106336907B (zh) 一种旋风热解高通量循环气化装置和工艺
CN108219852A (zh) 微波热解生物质的气化反应装置及其制气方法
CN208562263U (zh) 一种粉煤热解后粉尘与煤焦油、煤气的分离装置
CN107653006B (zh) 一种生产高热值煤气且低残炭量的煤粉气化装置及工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PD01 Discharge of preservation of patent

Date of cancellation: 20220122

Granted publication date: 20190301

PD01 Discharge of preservation of patent
PP01 Preservation of patent right

Effective date of registration: 20220122

Granted publication date: 20190301

PP01 Preservation of patent right