CN109181771A - 一种煤催化气化方法及煤催化气化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种煤催化气化方法及煤催化气化装置，涉及煤催化技术领域，为提高甲烷的产率。所述煤催化气化方法包括：将煤催化气化后分离的一氧化碳、氢气和催化剂均返送至所述气化装置的无氧区内，进行甲烷化反应。本发明提供的煤催化气化方法用于提高煤催化气化装置的甲烷的产率。

Description

一种煤催化气化方法及煤催化气化装置
技术领域
本发明涉及煤催化技术领域，尤其涉及一种煤催化气化方法及煤催化气化装置。
背景技术
煤催化气化技术是煤洁净高效利用的一种重要方式，是煤制天然气的最高效的气化技术之一。煤催化气化技术为煤在温和条件进行反应，在温度(650-750℃)、压力(3.0-4.5MPa)下生成富含甲烷的合成气，提高了能量利用效率。
现有煤催化气化技术，水蒸汽、氢气、一氧化碳等气化剂经催化气化装置底部分布板通入催化气化装置在装置内发生碳水、水煤气变换、甲烷化反应，出口得到包括甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽等的粗煤气，经净化分离后去除水蒸汽、二氧化碳，得到包含甲烷、氢气、一氧化碳的气体，再经深冷分离器分离出产品甲烷，分离出的一氧化碳、氢气经催化气化装置底部分布板汇合水蒸汽气化剂一同返回气化装置发生甲烷化反应，该种催化气化装置返料一氧化碳和氢气从底部进入催化气化装置与氧气接触会出现二次燃烧从而降低装置的甲烷产率。
发明内容
本发明的实施例提供一种煤催化气化方法及煤催化气化装置，主要目的是提高提高甲烷产率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种煤催化气化方法，用于对气化装置中的煤进行气化，所述气化装置由下至上至少包括有氧区和无氧区，其中，所述煤催化气化方法包括：
将煤催化气化后分离的一氧化碳、氢气和催化剂均返送至所述气化装置的无氧区内，进行甲烷化反应。
本发明实施例提供的煤催化气化方法，将煤催化气化后的一氧化碳和氢气返送至无氧区内，由于无氧区没有氧气，避免一氧化碳和氢气分别与氧气发生反应导致二次燃烧的能量消耗问题，这样增加了无氧区内一氧化碳和氢气的浓度，提高了甲烷的产率，同时也将煤催化气化后分离的催化剂也返送至无氧区内，不仅有效提高了煤催化气化产物的利用率，也通过该催化剂的返送提高了一氧化碳和氢气的甲烷化反应，进一步增加了甲烷产率。
可选的，将一氧化碳、氢气和催化剂均返送至所述无氧区内的过程中：将水蒸汽导入所述无氧区内。由于甲烷化反应是放热反应，导入适当的水蒸气可有效控制甲烷化反应，防止超温现象。
进一步的，将水蒸汽导入所述无氧区内的过程中：所述水蒸汽沿着所述无氧区的周向方向导入所述无氧区内。
可选的，将一氧化碳、氢气和催化剂均返送至所述无氧区内的过程中：所述催化剂附着在煤灰上，其中，所述煤灰是所述气化装置内负载有催化剂的煤催化气化后分离的至少部分煤灰。
可选的，将一氧化碳、氢气和催化剂均返送至所述无氧区内的过程中：所述一氧化碳和氢气沿着所述无氧区的周向方向返送至所述无氧区内。
可选的，将一氧化碳、氢气和催化剂均返送至所述无氧区内的过程中：将所述催化剂返送至所述无氧区且靠近所述有氧区的区域内。
本发明另一方面还提供了一种煤催化气化装置，包括：
气化装置，所述气化装置由下至上至少包括有氧区和无氧区；
返气装置，所述返气装置与所述无氧区连通，配置为向所述无氧区内返送所述气化装置中的煤催化气化后分离的一氧化碳和氢气；
返料装置，所述返料装置与所述无氧区连通，配置为向所述无氧区内返送所述气化装置中的煤催化气化后分离的催化剂。
本发明实施例提供的煤催化气化装置，该煤催化气化装置通过返气装置将气化装置中的煤催化气化后分离的一氧化碳和氢气导入无氧区内，同时也通过返料装置将气化装置中的煤催化气化后分离的催化剂导入无氧区内，在未有氧气的无氧区内发生甲烷化反应，有效提高甲烷的产率。
可选的，所述煤催化气化装置还包括：水蒸汽导入装置，配置为向所述无氧区内导入水蒸汽。
进一步的，所述返气装置和/或所述水蒸汽导入装置包括：与所述无氧区连通的喷嘴，所述喷嘴为单通道喷嘴或多通道喷嘴，其中，所述单通道喷嘴为具有一个流道的喷嘴，所述多通道喷嘴为至少具有两个流道的喷嘴。
进一步的，所述返气装置中的喷嘴为返气喷嘴，所述水蒸汽导入装置中的喷嘴为蒸汽喷嘴，所述返气喷嘴和所述蒸汽喷嘴均具有多个，其中，
多个所述返气喷嘴分成沿着所述气化装置无氧区高度方向布设的多个返气喷嘴组，每个所述返气喷嘴组由同一高度上的多个所述返气喷嘴组成，多个所述蒸汽喷嘴分成沿着所述气化装置无氧区高度方向布设的多个蒸汽喷嘴组，每个所述蒸汽喷嘴组由同一高度上的多个所述蒸汽喷嘴组成；
所述返气喷嘴组中的多个返气喷嘴分成至少一个子返气喷嘴组，所述子返气喷嘴组至少包括一个所述返气喷嘴，且所述子返气喷嘴组中的所述返气喷嘴连通于同一根返气管线；
所述蒸汽喷嘴组中的多个水蒸汽喷嘴分成至少一个子蒸汽喷嘴组，每一个所述水蒸汽喷嘴组至少包括两个所述蒸汽喷嘴，且所述子蒸汽喷嘴组中的所述蒸汽喷嘴连通于同一根蒸汽管线。
进一步的，多个所述返气喷嘴组中靠近所述有氧区的一组返气喷嘴组中每一个所述返气喷嘴的喷射方向一致，且喷射方向朝向所述气化装置的顶部。
可选的，所述返气喷嘴组与所述蒸汽喷嘴组沿着所述无氧区高度方向间隔布设。
可选的，所述返料装置包括：气固分离器，所述气固分离器配置为分离所述粗煤气中的气相和固相，所述气固分离器的入口与所述气化装置的粗煤气口连通，所述气固分离器的固相出口与所述无氧区连通。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种煤催化气化方法的流程框图；
图2为本发明实施例提供的一种煤催化气化装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种喷嘴安装角度的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种喷嘴沿无氧区周向方向的设置位置示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种喷嘴沿无氧区周向方向的设置位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例煤催化气化方法及煤催化气化装置进行详细描述。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内段的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在煤催化气化过程中，煤在有氧区发生催化气化反应生成的甲烷(CH4)、氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和水蒸汽(H2O)等的粗煤气，其中粗煤气中也掺杂有附着有催化剂的煤灰，当粗煤气进入无氧区后，会发生甲烷化反应，所谓甲烷化反应，是指CO、CO2和H2在一定的温度、压力及催化剂作用下，进行化学反应生成甲烷的过程，其中，甲烷化方程式为：
CO+3H2＝CH4+3H2O；CO2+4H2＝CH4+2H2O；甲烷化反应必须在催化剂的作用下才能进行，但是随着气化装置的粗煤气口排出的粗煤气中依然含有大量的氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)，为了提高甲烷的产率，本发明提供了一种煤催化气化方法，该煤催化气化方法适用于对气化装置中煤进行气化，且所述气化装置由下至上至少包括有氧区和无氧区，有氧区即气化装置中通有氧气的区域，也就是煤催化气化的主要区域，无氧区位于有氧区的上方，主要为发生甲烷化反应的区域。
参照图1，所述煤催化气化方法包括如下步骤：
S1：将煤催化气化后分离的一氧化碳、氢气和催化剂均返送至所述气化装置的无氧区内，进行甲烷化反应。
具体的，当煤催化气化后从气化装置上端粗煤气口排出粗煤气，首先经气固分离将粗煤气中的气相和固相分离，其中，固相包括催化剂和部分煤灰；再经净化分离去除二氧化碳(CO2)和水蒸汽(H2O)；再经深冷分离分离出甲烷，其中经深冷分离分离出的氢气(H2)和一氧化碳(CO)返送至所述气化装置的无氧区内，同时也将气固分离的催化剂也返送至所述气化装置的无氧区内，氢气(H2)和一氧化碳(CO)在催化剂的作用下发生甲烷化反应，提高了甲烷的产率，返送至无氧区内的氢气、一氧化碳和催化剂，利用气化装置内原本的环境(包括压力、温度等)有效进行甲烷化反应。
当氢气(H2)、一氧化碳(CO)和催化剂返送至无氧区后，无氧区中的合成气包括从有氧区上升进入的气体，以及返送的气体，这样增加了无氧区内气体的浓度，共同在气化装置提供的环境下发生甲烷化反应。
为了使返送的氢气和一氧化碳均匀的被送入，所述一氧化碳和氢气可沿着所述无氧区的周向方向返送至所述无氧区内，防止由于氢气和一氧化碳只被导入至无氧区的局部区域时，而导致局部气体浓度过大，释放的热量较大，以及氢气和一氧化碳未充分反应又被携带出气化装置。氢气和/或一氧化碳导入的压力以及流速可根据气化装置煤催化气化反应量以及气化装置的规格决定，在本发明中对氢气和/或一氧化碳的压力以及流速不做限定，任何范围均在本发明的保护范围之内。
甲烷化反应属于放热反应，即当返送至无氧区内的氢气(H2)和一氧化碳(CO)发生反应时，释放的热量会在短时间内提高无氧区内的温度，甚至气化装置内的整体温度，为了控制无氧区内温度在650℃～750℃，以使煤催化气化和甲烷化反应的正常进行，可以将水蒸汽导入无氧区内，通过导入的水蒸汽降低无氧区的温度，以平衡整个气化装置内的整体温度，所述水蒸气可以是过饱和水蒸气。
为了使导入的水蒸汽能够均匀的对无氧区进行降温，所述水蒸汽可沿着无氧区的周向方向导入所述无氧区内，以避免出现温度较高的死角现象，水蒸汽导入的压力以及流速可根据气化装置煤催化气化反应量以及气化装置的规格决定，在本发明中对水蒸汽的压力以及流速不做限定，任何范围均在本发明的保护范围之内。
具体实施时，返送的催化剂附着在煤灰上，负载有催化剂的煤催化气化后分离的煤灰中可能有80％左右的煤灰返送至无氧区(即稀相区)内，20％左右的煤灰返送至有氧区(即密相区)内，也就是煤灰中有20％左右的煤灰作为炉渣排除，不进入煤灰循环，80％左右的煤灰导入无氧区内后，也会发生煤催化气化反应生成甲烷，进一步提高甲烷的产率。
示例的，所述催化剂返送至所述无氧区且靠近所述有氧区的区域内，这样保证甲烷化反应的充分进行，若所述催化剂返送至所述无氧区上端，这样容易导致催化剂随着合成气排出粗煤气口，以影响甲烷化反应的反应效率。
本发明实施例的另一方面还提供了一种煤催化气化装置，参照图2，所述煤催化气化装置包括：
气化装置11，所述气化装置11由下至上至少包括有氧区C和无氧区B；另外，所述气化装置11还包括位于有氧区C下方的排渣区D，位于无氧区B上方的扩大区A；
返气装置，所述返气装置与所述无氧区B连通，配置为向所述无氧区B内返送所述气化装置中的煤催化气化后分离的一氧化碳和氢气；
返料装置，所述返料装置与所述无氧区B连通，配置为向所述无氧区B内返送所述气化装置中的煤催化气化后分离的催化剂。
具体的，所述返气装置将煤催化气化后分离的一氧化碳和氢气返送至无氧区B内，同时返料装置也将煤催化气化后分离的催化剂返送至无氧区B内，在无氧区内，将返送的一氧化碳和氢气在催化剂的作用下发生甲烷化反应，将煤催化气化后的合成气中的一氧化碳和氢气充分利用，以提高甲烷的产率。这样设计的另外一个好处是：避免将煤催化气化后分离的一氧化碳和氢气返送至有氧区发生燃耗而造成能源浪费的现象，且会影响甲烷的产率。
在一些实施例中，所述煤催化气化装置还包括水蒸汽导入装置，水蒸汽导入装置用于向所述无氧区内导入水蒸汽，通过导入的水蒸汽控制无氧区的温度，为甲烷化反应提供更佳的反应环境。
示例的，所述返气装置包括与所述无氧区B连通的返气喷嘴2；所述水蒸汽导入装置也可以包括与所述无氧区B连通的蒸汽喷嘴3，返气喷嘴2为单通道喷嘴或多通道喷嘴，其中，所述单通道喷嘴为具有一个流道的喷嘴，所述多通道喷嘴为至少具有两个流道的喷嘴；蒸汽喷嘴3也可以为单通道喷嘴或多通道喷嘴，这样设计所达到的技术效果是：若返气喷嘴2为多通道喷嘴，当需要增加氢气和一氧化碳的流量时，可以通过多个通道导入氢气和一氧化碳，当无氧区内温度过高时，也可以利用多通道喷嘴中的部分通道导入水蒸汽，以便快速降低温度；同理，若蒸汽喷嘴3多通道喷嘴时，可以通过多个通道一起导入水蒸汽。
具体实施时，返气喷嘴2安装在气化装置的侧壁上，返气喷嘴2的进气口与深冷分离器的氢气和一氧化碳出口端连通，其中，深冷分离器用于将氢气和一氧化碳中的甲烷分离开，返气喷嘴2的出气口朝向无氧区。
具体实施时，蒸汽喷嘴3也安装在气化装置的侧壁上，蒸汽喷嘴3的进气口与储蓄水蒸汽的容器连通，蒸汽喷嘴3的出气口也朝向无氧区。
为了使返气喷嘴2所喷入的氢气和一氧化碳作用在无氧区内，并且为了能够保证氢气和一氧化碳与无氧区内物质充分接触，从而便于甲烷化反应充分，参照图3，所述返气喷嘴2的喷射方向与水平面的夹角α为﹣30°～80°，其中，在竖直平面内逆时针旋转为负方向，顺时针旋转为正方向，即当返气喷嘴2的喷射方向与水平面相平齐时，返气喷嘴2的喷射方向与水平面的夹角α为0°，参照图3，当返气喷嘴2的喷射方向位于水平面下方时，夹角α1小于0°，当返气喷嘴2的喷射方向位于水平面上方时，夹角α2大于0°。
当所述返气喷嘴2的喷射方向与水平面的夹角α为﹣30°～80°时，所喷射的气体沿着喷射方向具有切向气相分量，可打碎无氧区中心部位存在的大气泡，进而实现气相与气化剂的再分布，强化了气化装置内湍动程度，加强了返混及气固接触。
为了使蒸汽喷嘴3所喷入的水蒸汽作用在无氧区内，同时为了能够使水蒸汽充分对无氧区进行降低，所述蒸汽喷嘴2的喷射方向与水平面的夹角为﹣30°～80°。
具体的，所述无氧区具有高度，且因为气化装置规格的不同，无氧区的高度也不相同，为了尽量成分利用无氧区的空间，以进一步提高甲烷的生成量，可向无氧区的空间内导入更多的氢气和一氧化碳，所述返气喷嘴2具有多个，多个所述返气喷嘴2分成沿着所述气化装置无氧区B高度方向布设的多个返气喷嘴组，每个所述返气喷嘴组由同一高度上的所述返气喷嘴组成，这样就可向无氧区内大部分区域内导入气体，使导入的氢气和一氧化碳均匀的布设在无氧区内，增加了氢气和一氧化碳在无氧区的停留时间，使得氢气与一氧化碳同催化剂颗粒接触更密切，更充分，有利于甲烷化反应的发生。
示例的，每一所述返气喷嘴组中的返气喷嘴的喷射方向可以相同，也可以不同，相邻两个返气喷嘴组中的返气喷嘴的喷射方向可以相同，也可以不同，优选的，所述返气喷嘴组中靠近所述有氧区的一组返气喷嘴组中每一个所述返气喷嘴的喷射方向一致，且均朝向气化装置的顶部，这样就可通过导入的氢气和一氧化碳形成的气流控制煤在有氧区形成一个物料层，便于煤催化气化反应的发生。
示例的，至少一个所述返气喷嘴组中的返气喷嘴具有多个，且所述返气喷嘴组中的多个返气喷嘴沿无氧区周向方向分布，可选的，参照图4，多个返气喷嘴沿无氧区周向方向均匀分布，进一步可选的，多个返气喷嘴为偶数个，这样能够保证返气喷嘴对称分布在无氧区周向方向。
同理，所述蒸汽喷嘴3也可以具有多个，多个所述蒸汽喷嘴3分成沿着所述气化装置无氧区高度方向布设的多个蒸汽喷嘴组，每个所述蒸汽喷嘴组由同一高度上的所述蒸汽喷嘴组成，这样实现对无氧区内任何区域处的甲烷化反应生成的热量进行降温，保证温度处于650℃～750℃。
示例的，每一所述蒸汽喷嘴组中的蒸汽喷嘴的喷射方向可以相同，也可以不同，相邻两个蒸汽喷嘴组中的蒸汽喷嘴的喷射方向可以相同，也可以不同，具体情况，可根据实际需求决定。
示例的，至少一个所述蒸汽喷嘴组中的蒸汽喷嘴具有多个，且所述蒸汽喷嘴组中的多个蒸汽喷嘴沿无氧区周向方向分布，可选的，参照图4，多个蒸汽喷嘴沿无氧区周向方向均匀分布，进一步可选的，多个蒸汽喷嘴为偶数个，这样能够保证蒸汽喷嘴对称分布在无氧区周向方向，均匀的将水蒸汽喷射至无氧区内。
示例的，所述返气喷嘴组与所述蒸汽喷嘴组沿着所述无氧区高度方向间隔布设，参照图2，所述蒸汽喷嘴组位于相邻两个返气喷嘴组之间，由于甲烷化反应为放热反应，返气喷嘴组与蒸汽喷嘴组间隔布设，这样能够更有利于控制无氧区内的温度，保证甲烷的产率。
参照图5，所述返气喷嘴组中的多个返气喷嘴分成至少一个子返气喷嘴组9，所述子返气喷嘴组9至少包括一个所述返气喷嘴，且所述子返气喷嘴组中的所述返气喷嘴连通于同一根返气管线(图中未示出)，这样的目的是：保证无氧区所需气相的同时可以有效控制一氧化碳和氢气的流速，保证催化剂在气化装置中充分停留，而不会被气体带入后续系统中，进而保证反应的充分，有效控制气相的流速和压力。
参照图5，所述蒸汽喷嘴组中的多个水蒸汽喷嘴分成至少一个子蒸汽喷嘴组10，每一个所述水蒸汽喷嘴组10至少包括两个所述蒸汽喷嘴，且所述子蒸汽喷嘴组10中的所述蒸汽喷嘴连通于同一根蒸汽管线(图中未示出)，这样的目的是：保证水蒸汽进入的流速和压力，与所述子返气喷嘴组相配合，促使气化装置内气相分布均匀。
示例的，所述返料装置包括：气固分离器5，所述气固分离器5配置为分离所述粗煤气中的气相和固相，所述气固分离器5的入口与所述气化装置的粗煤气口1连通，所述气固分离器的固相出口与所述无氧区B连通，具体的，气化装置的粗煤气口1流出的粗煤气进入气固分离器5进行气固分离，分离后的固相(包括催化剂和煤灰)进入无氧区B参加甲烷化反应，分离后的气相(包括甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳和水蒸汽)通过煤气出口8进入净化分离器，去除二氧化碳和水蒸汽，再进入深冷分离器将甲烷分离出来，分离出来的氢气和一氧化碳进入返气喷嘴。
参照图2，所述气化装置11由下至上具有排渣区D、有氧区C、无氧区B和扩大区A，气化装置11下部具有与所述排渣区D连通的排渣口4，有氧区C具有与之连通的进煤口6和供氧喷嘴7，气化装置11顶部具有粗煤气出口1。煤催化气化时，先将煤破碎筛分处理得到8mm以下的煤粉，煤粉经催化剂负载干燥后经进煤口6进入气化装置11内，通过供氧喷嘴7向气化装置11的有氧区内通入气化剂，在有氧区内发生内发生煤催化气化反应，产生大量热能的同时生成含有氢气、一氧化碳、甲烷、二氧化碳、水蒸气等的粗煤气和煤灰(负载有催化剂)，颗粒较小的煤灰被粗煤气携带进入至无氧区B；同时，通过返气喷嘴向气化装置11的无氧区内喷入氢气和一氧化碳，通过返料装置向气化装置11的无氧区内返回负载有催化剂的煤灰，这些物料在无氧区内的充分接触会促使其中的一部分一氧化碳、二氧化碳和氢气进行甲烷化反应，进一步生成甲烷，最终得到富含甲烷的粗煤气。气化后，颗粒较大的煤灰或灰渣在重力作用下会下落至排渣区D经排渣口4排出气化装置11，富甲烷粗煤气经过粗煤气口1排出。
本发明实施例提供的煤催化气化装置，通过返料装置返回在无氧区富集催化剂从而提高煤催化气化装置甲烷化效率，同时提供的多层多喷嘴结构的煤催化气化装置，可实现返气的均匀分布，进一步增加气固接触，促进甲烷化反应的发生，同时避免装置内出现大气泡、强化装置内返混、湍动程度及气固接触，避免煤催化气化装置内节涌等失流化现场的发生。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种煤催化气化方法，用于对气化装置中的煤进行气化，所述气化装置由下至上至少包括有氧区和无氧区，其特征在于，所述煤催化气化方法包括：
将煤催化气化后分离的一氧化碳、氢气和催化剂均返送至所述气化装置的无氧区内，进行甲烷化反应。
2.根据权利要求1所述的煤催化气化方法，其特征在于，
将一氧化碳、氢气和催化剂均返送至所述无氧区内的过程中：将水蒸汽导入所述无氧区内。
3.根据权利要求2所述的煤催化气化方法，其特征在于，将水蒸汽导入所述无氧区内的过程中：所述水蒸汽沿着所述无氧区的周向方向导入所述无氧区内。
4.根据权利要求1所述的煤催化气化方法，其特征在于，
将一氧化碳、氢气和催化剂均返送至所述无氧区内的过程中：所述催化剂附着在煤灰上，其中，所述煤灰是所述气化装置内负载有催化剂的煤催化气化后分离的至少部分煤灰。
5.根据权利要求1所述的煤催化气化方法，其特征在于，将一氧化碳、氢气和催化剂均返送至所述无氧区内的过程中：所述一氧化碳和氢气沿着所述无氧区的周向方向返送至所述无氧区内。
6.根据权利要求1所述的煤催化气化方法，其特征在于，将一氧化碳、氢气和催化剂均返送至所述无氧区内的过程中：将所述催化剂返送至所述无氧区且靠近所述有氧区的区域内。
7.一种煤催化气化装置，其特征在于，包括：
气化装置，所述气化装置由下至上至少包括有氧区和无氧区；
返气装置，所述返气装置与所述无氧区连通，配置为向所述无氧区内返送所述气化装置中的煤催化气化后分离的一氧化碳和氢气；
返料装置，所述返料装置与所述无氧区连通，配置为向所述无氧区内返送所述气化装置中的煤催化气化后分离的催化剂。
8.根据权利要求7所述的煤催化气化装置，其特征在于，所述煤催化气化装置还包括：水蒸汽导入装置，配置为向所述无氧区内导入水蒸汽。
9.根据权利要求8所述的煤催化气化装置，其特征在于：所述返气装置和/或所述水蒸汽导入装置包括：与所述无氧区连通的喷嘴，所述喷嘴为单通道喷嘴或多通道喷嘴，其中，所述单通道喷嘴为具有一个流道的喷嘴，所述多通道喷嘴为至少具有两个流道的喷嘴。
10.根据权利要求9所述的煤催化气化装置，其特征在于：所述返气装置中的喷嘴为返气喷嘴，所述水蒸汽导入装置中的喷嘴为蒸汽喷嘴，所述返气喷嘴和所述蒸汽喷嘴均具有多个，其中，
多个所述返气喷嘴分成沿着所述气化装置无氧区高度方向布设的多个返气喷嘴组，每个所述返气喷嘴组由同一高度上的多个所述返气喷嘴组成，多个所述蒸汽喷嘴分成沿着所述气化装置无氧区高度方向布设的多个蒸汽喷嘴组，每个所述蒸汽喷嘴组由同一高度上的多个所述蒸汽喷嘴组成；
所述返气喷嘴组中的多个返气喷嘴分成至少一个子返气喷嘴组，所述子返气喷嘴组至少包括一个所述返气喷嘴，且所述子返气喷嘴组中的所述返气喷嘴连通于同一根返气管线；
所述蒸汽喷嘴组中的多个水蒸汽喷嘴分成至少一个子蒸汽喷嘴组，每一个所述水蒸汽喷嘴组至少包括两个所述蒸汽喷嘴，且所述子蒸汽喷嘴组中的所述蒸汽喷嘴连通于同一根蒸汽管线。
11.根据权利要求10所述的煤催化气化装置，其特征在于：多个所述返气喷嘴组中靠近所述有氧区的一组返气喷嘴组中每一个所述返气喷嘴的喷射方向一致，且喷射方向朝向所述气化装置的顶部。
12.根据权利要求10所述的煤催化气化装置，其特征在于，所述返气喷嘴组与所述蒸汽喷嘴组沿着所述无氧区高度方向间隔布设。
13.根据权利要求7所述的煤催化气化装置，其特征在于，所述返料装置包括：气固分离器，所述气固分离器配置为分离所述粗煤气中的气相和固相，所述气固分离器的入口与所述气化装置的粗煤气口连通，所述气固分离器的固相出口与所述无氧区连通。
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