CN112725038B - 一种煤与石油焦共气化系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及碳基原料气化领域，具体涉及煤与石油焦共气化系统及方法，包括原料粉碎单元、流化床热解单元、流化床气化单元、气流床气化单元、热解产物净化单元、合成气净化单元和旋风分离器。粗煤粉在流化床热解单元发生热解制备热解半焦同时副产煤焦油与热解气，热解半焦与粗石油焦粉在流化床气化单元发生气化反应制备合成气；细煤粉和细石油焦粉进入气流床气化单元气化。热解气和合成气分别进入热解产物净化单元和合成气净化单元以获得洁净产物。本发明实现样品不同粒级的分级利用，在制备合成气同时副产煤焦油和热解气，通过热解提高煤中矿物质相对含量，利用煤中矿物质提高石油焦的气化活性，提高石油焦的气化效率。

Description

一种煤与石油焦共气化系统及方法
技术领域
本发明涉及碳基原料气化技术领域，具体地涉及一种煤与石油焦共气化系统和方法。
背景技术
随着我国原油需求的增加、原油重质化程度的加深以及对汽柴油等轻馏分油要求的提高，延迟焦化工艺被各大炼厂广泛采用，石油焦的产量也逐年升高且高硫石油焦的比重逐渐增大。据统计，仅2018年1～10月份石油焦产量就高达2218.4万吨。
除部分优质石油焦用作工业原料外，其它主要用作燃烧发电，而高硫石油焦的燃烧则带来了严重的环境问题。根据《中华人民共和国大气污染防治法》的规定：不满足质量标准的石油焦，禁止在石油炼制企业流通和燃烧。环保的高要求限制了石油焦，特别是高硫石油焦的应用，因此开发石油焦的清洁高效利用技术成为一个急需解决的问题。
石油焦气化技术是一种清洁高效利用技术，且具有较好的经济效益。通过气化，石油焦转化为合成气，可以为炼厂提供必需的气体原料。盖希坤等人采用固定床反应器研究了石油焦水蒸气气化反应特性，发现在1000℃、0.1MPa、反应30min条件下，来自青岛炼化的石油焦转化率仅为45％左右，可见石油焦的气化反应活性较差，需要加入一部分添加剂以提高其气化反应活性。有研究表明碱金属、碱土金属以及铁、钙等矿物质对石油焦气化具有催化作用，但这些矿物质的使用又会带来新的固体废弃物。因此有必要寻找一种矿物替代物与石油焦共气化。
宁波中金石化有限公司进行了石油焦在多喷嘴对置式水煤浆气化装置上的应用，实验以低灰烟煤掺烧石油焦，发现产物的气体成分、气化炉壁温、渣的分布均出现不同。因此，有必要对相关工艺以及反应条件进行优化和改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中石油焦转化率低、利用率低、石油焦气化反应活性差等问题，提供一种煤与石油焦共气化系统及方法，该系统通过热解实现多联产并提高其附加值，同时热解可以对煤中的矿物质起富集作用，提高具有催化作用的活性组分的相对含量，而后将热解半焦与石油焦共气化可有效提高石油焦的气化反应活性，并降低石油焦中有害金属对炉壁的腐蚀，整套系统和方法可实现煤的多联产与石油焦利用有机耦合的目的。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种煤与石油焦共气化系统，所述共气化系统包括原料粉碎单元、流化床热解单元、流化床气化单元、气流床气化单元、旋风分离器、热解产物净化单元和合成气净化单元。
所述原料粉碎单元将原料粉碎并对粉碎后的原料进行粒度分级，原料粉碎单元设置粗物料出口和细物料出口，所述粗物料出口与所述流化床热解单元和流化床气化单元连通，所述细物料出口与所述气流床气化单元连通；
所述流化床热解单元设置物料出口和气体出口，所述物料出口与流化床气化单元连通，气体出口与热解产物净化单元连通。
所述流化床气化单元设置物料出口和气体出口，所述物料出口与所述流化床热解单元连通，气体出口与所述旋风分离器连通。
所述旋风分离器设置物料出口和气体出口，所述物料出口与所述气流床气化单元连通，气体出口与所述合成气净化单元连通。
所述气流床气化单元设置物料出口和气体出口，所述气体出口与所述合成气净化单元连通。
优选地，所述原料粉碎单元为单个原料粉碎单元，所述原料粉碎单元的粗物料出口与流化床热解单元、流化床气化单元连通，细物料出口与所述气流床气化单元连通；或者，
所述原料粉碎单元包括原煤粉碎单元和石油焦粉碎单元，所述原煤粉碎单元的粗物料出口与所述流化床热解单元连通，细物料出口与所述气流床气化单元连通；所述石油焦粉碎单元的粗物料粗口与所述流化床气化单元连通，细物料出口与所述气流床气化单元连通。
优选地，所述流化床热解单元主体为流化床热解反应器，反应器底部设置流化气进料口；中部或下部设置流化床气化单元连接口；中部或上部设置流化床热解反应器粗物料入口、流化床热解单元下料口，该流化床热解单元下料口与所述流化床气化单元连通；顶部设置热解产物出口，所述热解产物出口与所述热解产物净化单元连通。
优选地，所述流化床气化单元主体为流化床气化反应器，所述流化床气化反应器底部设置流化气入口；中部或上部设置流化床热解单元连接口；中部或上部设置流化床气化反应器粗物料入口、流化床气化单元下料口，该流化床气化单元下料口与所述流化床热解单元连通；顶部设置流化床气化单元合成气出口，该流化床气化单元合成气出口与所述旋风分离器连通。
优选地，所述旋风分离器为一级或多级旋风分离器，每一级旋风分离器均加装保温层以减少热量损失，同时内设耐磨衬里，所述旋风分离器设置气体出口和物料回收出口。
所述气体出口与所述合成气净化单元连通，所述物料回收出口与所述气流床气化单元连通。
优选地，所述气流床气化单元底部设置排渣口和气流床气化单元合成气出口，上部侧面设置气流床气化单元细物料入口以及通气管道，顶部设置物料回收入口。
所述气流床气化单元合成气出口与所述合成气净化单元连通。
所述排渣口直接冷却外排，并且/或者所述排渣口与所述气流床气化单元连通。
优选地，所述气流床气化单元内部设置对置式多喷嘴，所述气流床气化单元细物料入口与该对置式多喷嘴连通。
所述气流床气化单元顶部的物料回收入口与所述气流床气化单元内部垂直向下的喷嘴连接。
优选地，所述热解产物净化单元设置煤焦油出口、热解气出口和有机废水出口，所述热解气出口与所述流化床热解单元连通。
根据本发明的第一方面，本发明提供了一种煤与石油焦共气化的方法，所述方法在上述煤与石油焦共气化系统中进行，所述方法包括以下步骤：
1)原煤和石油焦粉碎，原煤和石油焦混合进入所述原料粉碎单元，粉碎后的原料分为粗混合粉和细混合粉；或者，
原煤和石油焦分别在原煤粉碎单元和石油焦粉碎单元粉碎，原煤粉碎单元粉碎后的原煤分为细煤粉和粗煤粉，石油焦粉碎单元粉碎后的石油焦分为细石油焦粉和粗石油焦粉；
2)粗混合粉送往所述流化床热解单元热解，细混合粉送往所述气流床气化单元气化；
或者，粗煤粉送往所述流化床热解单元发生热解反应生成热解产物和热解半焦，热解产物由热解产物出口排出送往所述热解产物净化单元以获得洁净的煤焦油和热解气；其中，部分热解气通过热解气出口进入流化气进料口返回流化床热解反应器充当流化气；
3)粗石油焦粉和流化床热解单元内的热解半焦送入所述流化床气化单元内，所述热解半焦和粗石油焦粉在流化床气化单元中进行共气化生成高温焦和合成气；
所述高温焦返回流化床热解单元供热，所述合成气送往旋风分离器；
4)所述旋风分离器将流化床气化单元合成气进一步分离出合成气和细焦粉；
分离出的合成气送往所述合成气净化单元，细焦粉通入气流床气化单元顶部的物料回收入口；
5)细煤粉和细石油焦粉分别或均匀混合后通入气流床气化单元细物料入口，向通气管道通入氧化气；
6)细煤粉和细石油焦粉进入气流床气化单元中发生完全气化，生成合成气和灰渣；
所述合成气送往合成气净化单元净化；
所述灰渣由排渣口直接外排，或者筛分出灰渣中的细渣并循环至所述气流床气化单元中做催化剂。
优选地，所述步骤1)中的原煤优选中低阶煤，进一步优选为高Ca、高Fe褐煤；所述的粗粉粒度为0.1～1mm，细粉粒度为直径小于0.1mm，优选为70％能过200目筛。
优选地，所述步骤2)中流化床热解单元的热源为所述流化床气化单元(4)循环回的高温焦，流化床热解单元无需外供热，其热解温度为500～650℃，热解压力为0.1～1MPa；
通入所述流化气进料口的流化气为N2、H2、CH4、CO2、水蒸气、净化热解气、净化合成气等中的一种或几种，优选为净化的热解气。
优选地，所述步骤3)中流化床气化单元的气化温度为900～1000℃；
通入所述流化气入口的流化气为CO2、水蒸气、O2、空气等中的一种或几种，优选为水蒸气与O2的混合气；
通入所述流化床气化反应器粗物料入口的粗石油焦粉在气化原料中的比例为1％～70％，优选为20％～40％。
优选地，所述步骤5)中通入所述气流床气化单元细物料入口的细石油焦粉在细粉物料中的比例为1％～70％；通入所述通气管道的氧化气为O2或水蒸气与O2的混合气，所述气流床气化单元内的气化温度为1300～1700℃，气化压力为0.1～4MPa。
优选地，所述步骤4)和步骤6)的合成气净化单元为单独的两套系统以分别处理所述流化床气化合成气和气流床气化合成气；或者，
所述步骤4)和步骤6)的合成气净化单元为一个系统，所述流化床气化合成气和气流床气化合成气合并后进入该系统处理。
与现有工艺技术相比，本发明具有以下优势：
(1)本发明将原料颗粒进行分级利用，不同粒级颗粒采用最优的利用方式，从而达到降低生产成本的目的。
(2)煤在气化前首先进行热解。这不仅能够富集煤中具有催化作用的矿物质，提高矿物质在共气化原料中的比例，进而提高石油焦的气化反应活性，而且可以副产煤焦油和热解气，提高产品附加值。
(3)流化床热解单元与流化床气化单元固体物料的合理循环，实现了自热平衡，无需外供热，降低能耗。
(4)煤中的矿物质可以有效保护气流床气化反应器内表面，降低石油焦中Ni、V等对炉壁的腐蚀。
附图说明
图1为根据本发明一优选实施方式提供的煤与石油焦共气化系统示意图。
附图标记说明
1-原料粉碎单元，2-合成气净化单元，3-流化床热解单元，4-流化床气化单元，5-气流床气化单元，6-旋风分离器，7-热解产物净化单元；
11-原煤粉碎单元，12-石油焦粉碎单元；
31-流化气进料口，32-流化床气化单元连接口，33-流化床热解反应器粗物料入口，34-流化床热解单元下料口，35-热解产物出口；
41-流化气入口，42-流化床热解单元连接口，43-流化床气化单元下料口，44-流化床气化单元合成气出口，45-流化床气化反应器粗物料入口；
51-排渣口，52-气流床气化单元合成气出口，53-气流床气化单元细物料入口，54-通气管道，55-物料回收入口；
61-气体出口，62-物料回收出口；
71-煤焦油出口，72-热解气出口，73-有机废水出口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶部”、“上部”、“中部”、“下部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
图1是本发明提供的煤与石油焦共气化系统示意图中的一种，说明书中所述的其它类型的系统示意图不再单独列出，相关实施例也均以图1为例。参阅图1所示，本发明提供一种煤与石油焦共气化系统，包括原料粉碎单元1、流化床热解单元3、流化床气化单元4、气流床气化单元5、旋风分离器6、热解产物净化单元7和合成气净化单元2。原料粉碎单元1将原料粉碎并对粉碎后的原料进行粒度分级，原料粉碎单元1设置粗物料出口和细物料出口，所述粗物料出口与流化床热解单元3和流化床气化单元5连通，所述细物料出口与所述气流床气化单元5连通。流化床热解单元3设置物料出口和气体出口，所述物料出口和气体出口分别与流化床气化单元4、热解产物净化单元7连通，流化床气化单元4设置物料出口和气体出口，所述物料出口和气体出口与流化床热解单元3、旋风分离器6连通，所述旋风分离器6设置物料出口和气体出口，所述物料出口和气体出口分别与所述气流床气化单元5、合成气净化单元2连通，所述气流床气化单元5设置物料出口和气体出口，所述气体出口与所述合成气净化单元2连通。
在本发明中，所述原料粉碎单元1可以是单个的原料粉碎单元1，或者料粉碎单元包括原煤粉碎单元11和石油焦粉碎单元12。
原料粉碎单元1为单个原料粉碎单元1时，所述原料粉碎单元1的粗物料出口与流化床热解单元3、流化床气化单元4连通，细物料出口与所述气流床气化单元5连通。
原料粉碎单元1包括原煤粉碎单元11和石油焦粉碎单元12时，所述原煤粉碎单元11粗物料出口与所述流化床热解单元3连通，细物料出口与所述气流床气化单元5连通；所述石油焦粉碎单元12的粗物料粗口与所述流化床气化单元4连通，细物料出口与所述气流床气化单元5连通。
在本发明优选实施方式中原料粉碎单元1分为原煤粉碎单元11和石油焦粉碎单元12。
根据本发明的一种优选的实施方式，所述流化床热解单元3主体为流化床热解反应器，反应器底部设置流化气进料口31；中部或下部设置流化床气化单元连接口32；中部或上部设置流化床热解反应器粗物料入口33、流化床热解单元下料口34，该流化床热解单元下料口34与所述流化床气化单元4连通；顶部设置热解产物出口35，所述热解产物出口35与所述热解产物净化单元7连通。
根据本发明的一种优选的实施方式，所述流化床气化单元4主体为流化床气化反应器，所述流化床气化反应器底部设置流化气入口41；中部或上部设置流化床热解单元连接口42；中部或上部设置流化床气化反应器粗物料入口45、流化床气化单元下料口43，该流化床气化单元下料口43与所述流化床热解单元3连通；顶部设置流化床气化单元合成气出口44，该流化床气化单元合成气出口44与所述旋风分离器6连通。
具体地，流化床热解单元下料口34通入流化床气化单元4上的流化床热解单元连接口42，流化床气化单元下料口43通入流化床气化单元连接口32。
根据本发明的一种优选的实施方式，旋风分离器6为一级或多级旋风分离器6，每一级旋风分离器6均加装保温层以减少热量损失，同时内设耐磨衬里，旋风分离器6设置气体出口61和物料回收出口62，气体出口61与所述合成气净化单元2连通，物料回收出口62与所述气流床气化单元5的顶部连通。
根据本发明的一种优选的实施方式，所述气流床气化单元5底部设置排渣口51和气流床气化单元合成气出口52，上部侧面设置气流床气化单元细物料入口53以及通气管道54，顶部设置物料回收入口55，所述气流床气化单元合成气出口52通入所述合成气净化单元2，所述排渣口51直接冷却外排，并且/或者所述排渣口51返回所述气流床气化单元5。
根据本发明的一种优选的实施方式，所述气流床气化单元5内部设置对置式多喷嘴，所述气流床气化单元细物料入口53与该对置式多喷嘴连通，所述气流床气化单元顶部物料回收入口55与所述气流床气化单元5内部垂直向下的喷嘴连接。
根据本发明的一种优选的实施方式，热解产物净化单元7设置焦油出口71、热解气出口72和有机废水出口73，通过热解产物净化单元7处理获得洁净的煤焦油和热解气，并外排有机废水进入有机废水处理单元；所述热解气出口72通入到流化床热解单元3底部的流化气进料口31；其中，热解气可全部外输为产品，也可一部分外输为产品，另一部分返回流化床热解单元3的流化气进料口31做流化气。
具体地，旋风分离器6的物料回收出口62与所述气流床气化单元5顶部设置的物料回收入口55连通。
利用上述煤与石油焦共气化系统进行煤与石油焦共气化的方法，原煤粉碎单元11将原煤破碎为粗煤粉和细煤粉，粗煤粉通过流化床热解反应器粗物料进料口33进入流化床热解单元3中；石油焦粉碎单元12将石油焦破碎为粗石油焦粉和细石油焦粉，粗石油焦粉通过流化床气化反应器粗物料入口45进入到流化床气化单元4中。
原煤破碎单元1所得细煤粉与石油焦破碎单元2所得细石油焦粉混合后与氧化气一并通过到气流床气化单元细物料入口53进入到气流床气化单元5中。
根据本发明优选实施方案，煤与石油焦共气化的方法包括以下步骤：
1)原煤和石油焦分别在原煤粉碎单元11和石油焦粉碎单元12粉碎，原煤粉碎后的原料分为细煤粉和粗煤粉，石油焦粉碎后的原料分为细石油焦粉和粗石油焦粉；
2)粗煤粉送往所述流化床热解单元3发生热解反应生成热解产物和热解半焦，热解产物由所述流化床热解单元3顶部的热解产物出口35排出后送往热解产物净化单元7以获得洁净的煤焦油和热解气；
其中，部分热解气通过流化气进料口31返回流化床热解反应器充当流化气；
3)流化床热解单元3中产生的热解半焦通过流化床热解单元下料口34进入流化床气化单元4的流化床热解单元连接口42，粗石油焦粉通过流化床气化反应器粗物料入口45送入流化床气化单元4，所述热解半焦和粗石油焦粉在流化床气化单元4中进行共气化生成高温焦和合成气，所述高温焦通过流化床气化单元下料口43进入流化床气化单元连接口32后，返回流化床热解单元3供热，所述合成气通过流化床气化单元合成气出口44通入旋风分离器6中；
4)所述旋风分离器6将流化床气化单元合成气进一步分离出合成气和细焦粉，分离出的合成气通过体出口61送往合成气净化单元2中，分离出的细焦粉通过旋风分离器6底部的物料回收出口62送往气流床气化单元5顶部的物料回收入口55；
5)细煤粉和细石油焦粉分别或混合均匀后通过气流床气化单元细物料入口53进入气流床气化单元5中，通气管道54中通入氧化气；
6)细煤粉和细石油焦粉进入气流床气化单元5中发生完全气化生成合成气和灰渣，所述合成气通过气流床气化单元合成气出口52送往所述合成气净化单元2中净化，所述灰渣由所述排渣口51直接外排，或者筛分出灰渣中的细渣并返回至气流床气化单元5中做催化剂。
根据本发明优选实施方案，在步骤1)中的原煤优选中低阶煤，进一步优选为高Ca、高Fe褐煤。
根据本发明优选实施方案，所述的粗粉粒度为0.1～1mm，优选为0.1～0.4mm；细粉粒度为直径小于0.1mm，优选70％的细粉粒度直径小于0.075，优选70％能过200目筛。
根据本发明优选实施方案，在步骤2)中流化床热解单元3的热源为从流化床气化单元4中循环回的高温焦，流化床热解单元3无需外供热，其热解温度为500～650℃，热解压力为0.1～1MPa。
根据本发明优选实施方案，在步骤2)中通入流化气进料口31的流化气为N2、H2、CH4、CO2、水蒸气、净化热解气、净化合成气等中的一种或几种，优选为通过热解气出口72进入流化气进料口31而返回流化床热解反应器的热解气。
根据本发明优选实施方案，在步骤3)中流化床气化单元4的气化温度为900～1000℃，所述流化床气化单元4底部的流化气入口41通入的流化气为CO2、水蒸气、O2、空气等中的一种或几种，优选为水蒸气与O2的混合气；
通过流化床气化反应器粗物料入口45进入流化床气化单元4中的粗石油焦粉在气化原料中的比例为1％～70％，优选为20％～40％，具体比例由实际所选煤及石油焦而定。
根据本发明优选实施方案，在步骤5)中通入所述气流床气化单元5的细石油焦粉在细粉物料中的比例为1％～70％；通入通气管道54的氧化气为O2或水蒸气与O2的混合气，所述的气流床气化单元5内的气化温度为1300～1700℃，气化压力为0.1～4MPa。
根据本发明优选实施方案，在步骤4)和步骤6)中所述合成气净化单元2可以是两套各自单独的系统以分别处理流化床气化合成气和气流床气化合成气；或者合成气净化单元2为一套系统，具体需根据两种气化合成气组成及应用而定。
在本发明的一种优选实施方式中，合成气净化单元2选用一套系统，所述流化床气化合成气和气流床气化合成气合并后进入该系统处理，经净化后获得洁净的有效气CO和H2。
与现有技术相比，本系统和方法实现了样品不同粒级的分级利用，在制备合成气的同时副产煤焦油和热解气，并且通过热解提高了煤中矿物质的相对含量，同时利用煤中的矿物质提高石油焦的气化活性，提高石油焦的气化效率。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不因此而使本发明受到任何限制，所述实施例在上述煤与石油焦共气化系统中进行，其中灰渣由排渣口51直接外排而不参与循环。
所述实施例所需的煤及石油焦样品的工业分析及元素分析如表1所示。
表1
Figure BDA0002252674280000131
ad：空气干燥基；d：干燥基；daf：干燥无灰基。
所述实施例的反应条件如表2所示。
表2
Figure BDA0002252674280000132
Figure BDA0002252674280000141
所述实施例的各产物分布如表3所示。
表3
Figure BDA0002252674280000142
Figure BDA0002252674280000151
由上表3可知，本发明技术的原料适应性广，通过煤与石油焦共气化的方式，不仅副产了热解气和煤焦油，而且提高了石油焦的转化率，煤与石油焦的综合质量转化率大于90％。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来讲，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种煤与石油焦共气化系统，其特征在于，所述共气化系统包括原料粉碎单元(1)、流化床热解单元(3)、流化床气化单元(4)、气流床气化单元(5)、旋风分离器(6)、热解产物净化单元(7)和合成气净化单元(2)；
所述原料粉碎单元(1)将原料粉碎并对粉碎后的原料进行粒度分级，原料粉碎单元(1)设置粗物料出口和细物料出口，所述粗物料出口分别与所述流化床热解单元(3)和流化床气化单元(4)连通，所述细物料出口与所述气流床气化单元(5)连通；
所述流化床热解单元(3)设置物料出口和气体出口，所述物料出口与流化床气化单元(4)连通，气体出口与热解产物净化单元(7)连通；
所述流化床气化单元(4)设置物料出口和气体出口，所述物料出口与所述流化床热解单元(3)连通，气体出口与所述旋风分离器(6)连通；
所述旋风分离器(6)设置物料出口和气体出口，所述物料出口与所述气流床气化单元(5)连通，气体出口与所述合成气净化单元(2)连通；
所述气流床气化单元(5)设置物料出口和气体出口，所述气体出口与所述合成气净化单元(2)连通。
2.根据权利要求1所述的共气化系统，其特征在于，所述原料粉碎单元(1)为单个原料粉碎单元(1)，所述原料粉碎单元(1)的粗物料出口分别与流化床热解单元(3)、流化床气化单元(4)连通，细物料出口与所述气流床气化单元(5)连通；或者，
所述原料粉碎单元(1)包括原煤粉碎单元(11)和石油焦粉碎单元(12)，所述原煤粉碎单元(11)的粗物料出口与所述流化床热解单元(3)连通，细物料出口与所述气流床气化单元(5)连通；所述石油焦粉碎单元(12)的粗物料出口与所述流化床气化单元(4)连通，细物料出口与所述气流床气化单元(5)连通。
3.根据权利要求1所述的共气化系统，其特征在于，所述流化床热解单元(3)主体为流化床热解反应器，反应器底部设置流化气进料口(31)；中部或下部设置流化床气化单元连接口(32)；中部或上部设置流化床热解反应器粗物料入口(33)、流化床热解单元下料口(34)，该流化床热解单元下料口(34)与所述流化床气化单元(4)连通；顶部设置热解产物出口(35)，所述热解产物出口(35)与所述热解产物净化单元(7)连通。
4.根据权利要求1所述的共气化系统，其特征在于，所述流化床气化单元(4)主体为流化床气化反应器，所述流化床气化反应器底部设置流化气入口(41)；中部或上部设置流化床热解单元连接口(42)；中部或上部设置流化床气化反应器粗物料入口(45)、流化床气化单元下料口(43)，该流化床气化单元下料口(43)与所述流化床热解单元(3)连通；顶部设置流化床气化单元合成气出口(44)，该流化床气化单元合成气出口(44)与所述旋风分离器(6)连通。
5.根据权利要求1所述的共气化系统，其特征在于，所述旋风分离器(6)为一级或多级旋风分离器(6)，每一级旋风分离器(6)均加装保温层以减少热量损失，同时内设耐磨衬里，所述旋风分离器(6)设置气体出口(61)和物料回收出口(62)；
所述气体出口(61)与所述合成气净化单元(2)连通，所述物料回收出口(62)与所述气流床气化单元(5)连通。
6.根据权利要求1所述的共气化系统，其特征在于，所述气流床气化单元(5)底部设置排渣口(51)和气流床气化单元合成气出口(52)，上部侧面设置气流床气化单元细物料入口(53)以及通气管道(54)，顶部设置物料回收入口(55)；
所述气流床气化单元合成气出口(52)与所述合成气净化单元(2)连通；
所述排渣口(51)直接冷却外排，并且/或者所述排渣口(51)与所述气流床气化单元(5)连通。
7.根据权利要求6所述的共气化系统，其特征在于，所述气流床气化单元(5)内部设置对置式多喷嘴，所述气流床气化单元细物料入口(53)与该对置式多喷嘴连通；
所述气流床气化单元顶部的物料回收入口(55)与所述气流床气化单元(5)内部垂直向下的喷嘴连接。
8.根据权利要求1所述的共气化系统，其特征在于，
所述热解产物净化单元(7)设置煤焦油出口(71)、热解气出口(72)和有机废水出口(73)，所述热解气出口(72)与所述流化床热解单元(3)连通。
9.利用权利要求1-8中任一项所述的共气化系统进行煤与石油焦共气化的方法，所述方法包括以下步骤：
1)原煤和石油焦混合粉碎，原煤和石油焦混合进入所述原料粉碎单元(1)，粉碎后的原料分为粗混合粉和细混合粉；或者，
原煤和石油焦分别在原煤粉碎单元(11)和石油焦粉碎单元(12)粉碎，原煤粉碎单元(11)粉碎后的原煤分为细煤粉和粗煤粉，石油焦粉碎单元(12)粉碎后的石油焦分为细石油焦粉和粗石油焦粉；
2)粗混合粉送往所述流化床热解单元(3)热解，细混合粉送往所述气流床气化单元(5)气化；
或者，粗煤粉送往所述流化床热解单元(3)发生热解反应生成热解产物和热解半焦，热解产物由热解产物出口(35)排出送往所述热解产物净化单元(7)以获得洁净的煤焦油和热解气；其中，部分热解气通过热解气出口(72)进入流化气进料口(31)返回流化床热解反应器充当流化气；
3)粗石油焦粉和流化床热解单元(3)内的热解半焦送入所述流化床气化单元(4)内，所述热解半焦和粗石油焦粉在流化床气化单元(4)中进行共气化生成高温焦和合成气；
所述高温焦返回流化床热解单元(3)供热，所述合成气送往旋风分离器(6)；
4)所述旋风分离器(6)将流化床气化单元合成气进一步分离出合成气和细焦粉；
分离出的合成气送往所述合成气净化单元(2)，细焦粉通入气流床气化单元(5)顶部的物料回收入口(55)；
5)细煤粉和细石油焦粉分别或均匀混合后通入气流床气化单元细物料入口(53)，向通气管道(54)通入氧化气；
6)细煤粉和细石油焦粉进入气流床气化单元(5)中发生完全气化，生成合成气和灰渣；
所述合成气送往合成气净化单元(2)净化；
所述灰渣由排渣口(51)直接外排，或者筛分出灰渣中的细渣并循环至所述气流床气化单元(5)中做催化剂。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述步骤1)中的原煤为中低阶煤；粗粉粒度为0.1～1mm，细粉粒度为直径小于0.1mm。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述步骤1)中的原煤为高Ca、高Fe褐煤。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述细粉粒度为70％能过200目筛。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述步骤2)中流化床热解单元(3)的热源为所述流化床气化单元(4)循环回的高温焦，流化床热解单元(3)无需外供热，其热解温度为500～650℃，热解压力为0.1～1MPa；
通入所述流化气进料口(31)的流化气为N2、H2、CH4、CO2、水蒸气、净化热解气和净化合成气中的一种或几种。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，通入所述流化气进料口(31)的流化气为净化的热解气。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述步骤3)中流化床气化单元(4)的气化温度为900～1000℃；
通入所述流化床气化单元(4)中流化床气化反应器的流化气入口(41)的流化气为CO2、水蒸气、O2和空气中的一种或几种；
通入所述流化床气化单元(4)中流化床气化反应器的粗物料入口(45)的粗石油焦粉在气化原料中的比例为1％～70％。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，通入所述流化床气化单元(4)中流化床气化反应器的流化气入口(41)的流化气为水蒸气与O2的混合气。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，通入所述流化床气化单元(4)中流化床气化反应器的粗物料入口(45)的粗石油焦粉在气化原料中的比例为20％～40％。
18.根据权利要求9所述的方法，其中，所述步骤5)中通入所述气流床气化单元细物料入口(53)的细石油焦粉在细粉物料中的比例为1％～70％；通入所述通气管道(54)的氧化气为O2或水蒸气与O2的混合气，所述气流床气化单元(5)内的气化温度为1300～1700℃，气化压力为0.1～4MPa。
19.根据权利要求9所述的方法，其中，所述步骤4)和步骤6)的合成气净化单元(2)为单独的两套系统以分别处理所述流化床气化合成气和气流床气化合成气；或者，
所述步骤4)和步骤6)的合成气净化单元(2)为一个系统，所述流化床气化合成气和气流床气化合成气合并后进入该系统处理。
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玉米秸秆与煤流化床的共气化特性;曾曦;《过程工程学报》;20170630;551-557 *

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