本發(fā)明屬于煤熱解氣化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化串聯(lián)系統(tǒng)及熱解氣化方法。

背景技術(shù)：

煤炭是中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速發(fā)展的基本保證。中國(guó)“富煤、缺油、少氣”的能源賦存條件決定了在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的主體地位不會(huì)改變。但近幾年隨著經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的下滑，國(guó)家實(shí)行過(guò)剩行業(yè)供給側(cè)改革，鋼鐵煤炭行業(yè)面臨著縮減產(chǎn)能帶來(lái)的發(fā)展壓力，轉(zhuǎn)型升級(jí)成為企業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。面?duì)過(guò)剩的煤炭產(chǎn)量，占我國(guó)煤炭探明儲(chǔ)量55.1%的低質(zhì)煤種和大量用途單一的“三高”劣質(zhì)煉焦煤資源需要尋求新的處理途徑。因此，焦化企業(yè)利用過(guò)剩產(chǎn)能來(lái)處理低質(zhì)煤種或“三高”劣質(zhì)煉焦煤，用于生產(chǎn)氣化焦，并與氣化相結(jié)合，生產(chǎn)LNG或化工品，既實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，又實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)型升級(jí)。

為實(shí)現(xiàn)煤的分質(zhì)分級(jí)清潔高效綜合利用，已開(kāi)發(fā)多種綜合煤化工技術(shù)。目前已有熱解-氣化串聯(lián)的煤化工技術(shù)專(zhuān)利，也有相應(yīng)的工程示范應(yīng)用，但都是以流化床或氣流床的形式實(shí)現(xiàn)熱解和氣化，雖然實(shí)現(xiàn)了較高的碳轉(zhuǎn)化率，但也存在焦油含塵量大、熱利用效率低、設(shè)備制造難度大、工業(yè)放大存在技術(shù)難題等問(wèn)題。而針對(duì)焦?fàn)t串聯(lián)氣化爐的熱解-氣化系統(tǒng)及氣化熱解方法，尚未發(fā)現(xiàn)有相關(guān)專(zhuān)利。

CN102191088A公開(kāi)了一種固體燃料雙流化床熱解氣化分級(jí)轉(zhuǎn)化裝置及方法。該裝置由流化床熱解爐和流化床氣化爐串聯(lián)而成，固體燃料先在流化床熱解爐中進(jìn)行中低溫?zé)峤?，產(chǎn)生的半焦送至流化床氣化爐氣化生成合成氣，同時(shí)氣化爐產(chǎn)生的高溫灰作為固體熱載體循環(huán)輸送至熱解爐，為固體燃料提供熱解所需熱量。該種方法循環(huán)使用了氣化爐的高溫灰，提高了熱利用效率，但循環(huán)物料循環(huán)量較大，降低了系統(tǒng)的處理能力，同時(shí)由于采用流化床熱解方式，收集的焦油含有大量的灰塵，分離難度較大。

CN105062526A公布了一種煤熱解氣化多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及其熱解氣化方法。該發(fā)明是利用加壓輸送裝置將粉煤輸送入煤的熱解裝置，來(lái)自氣化爐的高溫合成氣在煤熱解裝置中與粉煤直接接觸，充分混合換熱，完成粉煤的熱解。熱解生成的半焦、煤氣與進(jìn)入熱解裝置的合成氣以混合氣流的形式在氣固分離裝置中分離，高溫半焦輸送至氣化爐氣化，氣體送往深冷分離裝置。該方法利用氣化高溫合成氣作為熱解熱源，最大限度利用了氣化氣的高溫余熱，但大量合成氣與熱解荒煤氣混合，增加了后續(xù)深冷裝置的負(fù)荷，稀釋了高熱值熱解煤氣。采用氣流床的方式處理粉煤導(dǎo)致回收焦油中含塵量加大，而且很難分離。

以上方法在熱解-氣化技術(shù)上進(jìn)行了很多的創(chuàng)新與改進(jìn)，但仍然存在不足。因此，需要一種煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化串聯(lián)系統(tǒng)及熱解氣化方法，來(lái)解決因氣流造成的熱解焦油灰塵含量大的問(wèn)題，保證熱解煤氣和氣化煤氣相互獨(dú)立，最大程度實(shí)現(xiàn)工藝系統(tǒng)內(nèi)部技術(shù)耦合，提高系統(tǒng)整體效率，可以處理低質(zhì)煤和“三高”煉焦煤。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的為提供一種煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化串聯(lián)系統(tǒng)及熱解氣化方法，該系統(tǒng)和方法先進(jìn)、高效、環(huán)保，可以處理低階煤，也可以處理三高煉焦煤，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的熱解焦油含塵量大的問(wèn)題，保證熱解煤氣和氣化煤氣相互獨(dú)立，最大程度實(shí)現(xiàn)工藝系統(tǒng)內(nèi)部技術(shù)耦合，提高系統(tǒng)整體效率，同時(shí)可以處理低質(zhì)煤和“三高”煉焦煤。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案為：一種煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化串聯(lián)系統(tǒng)，包括依次連接的配煤裝置、煉焦?fàn)t、焦炭轉(zhuǎn)運(yùn)裝置、焦炭提升裝置、塊煤氣化反應(yīng)器、廢熱鍋爐、氣化煤氣凈化裝置和氣體重整裝置；所述煉焦?fàn)t還與熱解煤氣凈化裝置的入口端相連接，熱解煤氣凈化裝置的出口端與氣體重整裝置相連接；氣化煤氣凈化裝置還與回爐煤氣柜相連接；煉焦?fàn)t和塊煤氣化反應(yīng)器分別通過(guò)與空分裝置相連接獲取氧氣。

作為本發(fā)明一種煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化串聯(lián)系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化，所述煉焦?fàn)t為立式搗固煉焦?fàn)t或頂裝煉焦?fàn)t。

作為本發(fā)明一種煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化串聯(lián)系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化，所述焦炭提升裝置與塊煤氣化反應(yīng)器通過(guò)鋼框架連接，鋼框架頂部設(shè)置有焦炭提升裝置的平移軌道可使焦炭提升裝置平移至塊煤氣化反應(yīng)器上方。

作為本發(fā)明一種煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化串聯(lián)系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化，所述塊煤氣化反應(yīng)器頂部由下到上依次設(shè)置有高溫煤鎖裝置和裝入裝置。

所述煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化系統(tǒng)的熱解氣化方法，先選取煤種通過(guò)配煤裝置完成配煤，配合后的煤進(jìn)入煉焦?fàn)t進(jìn)行熱解，熱解后生成的焦炭被推入焦炭轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，通過(guò)焦炭提升裝置將焦炭送入塊煤氣化反應(yīng)器，氣化反應(yīng)后生成的高溫氣化煤氣通過(guò)廢熱鍋爐進(jìn)行余熱回收，余熱回收后的氣化煤氣進(jìn)入氣化煤氣凈化裝置，部分凈化后的氣化煤氣送往回爐煤氣柜，剩余部分凈化后的氣化煤氣進(jìn)入氣體重整裝置，與來(lái)自熱解氣凈化裝置的熱解煤氣、來(lái)自煉焦?fàn)t的煙道廢氣和外來(lái)補(bǔ)充氫氣進(jìn)行重整；其中，所述的來(lái)自熱解氣凈化裝置的熱解煤氣為配合煤在煉焦?fàn)t內(nèi)熱解后產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)過(guò)熱解氣凈化裝置進(jìn)行焦油和化學(xué)品回收凈化后的熱解煤氣；所述回爐煤氣柜內(nèi)的氣化煤氣通入煉焦?fàn)t內(nèi)作為煉焦?fàn)t的供熱煤氣；空分裝置為煉焦?fàn)t和塊煤氣化反應(yīng)器提供純氧或富氧；煉焦?fàn)t產(chǎn)生的部分煙道廢氣用于塊煤氣化反應(yīng)器的氣化劑，并與外來(lái)水蒸氣送至氣化爐內(nèi)。

作為本發(fā)明一種煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化系統(tǒng)的熱解氣化方法的進(jìn)一步優(yōu)化，部分凈化后的氣化煤氣、與來(lái)自熱解氣凈化裝置的熱解煤氣、來(lái)自煉焦?fàn)t的煙道廢氣和外來(lái)補(bǔ)充氫氣可以將氣體重整為合成氣或甲烷化制LNG的原料氣。

作為本發(fā)明一種煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化系統(tǒng)的熱解氣化方法的進(jìn)一步優(yōu)化，所述來(lái)自熱解氣凈化裝置的熱解煤氣也可以直接用于提取甲烷或氫氣。

作為本發(fā)明一種煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化系統(tǒng)的熱解氣化方法的進(jìn)一步優(yōu)化，從所述煉焦?fàn)t推出的焦炭不經(jīng)過(guò)熄焦直接送入塊煤氣化反應(yīng)器中。

作為本發(fā)明一種煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化系統(tǒng)的熱解氣化方法的進(jìn)一步優(yōu)化，所述塊煤氣化反應(yīng)器產(chǎn)生的氣化煤氣也可作為煉焦?fàn)t的供熱氣源。

作為本發(fā)明一種煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化系統(tǒng)的熱解氣化方法的進(jìn)一步優(yōu)化，所述空分裝置產(chǎn)生的氧氣，以純氧或與二氧化碳調(diào)和的富氧作為煉焦?fàn)t供熱氣的助燃?xì)狻?/p>

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有下述優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

1.本發(fā)明采用煉焦?fàn)t利用低質(zhì)煤和“三高”煉焦煤生產(chǎn)氣化焦，同時(shí)可以得到優(yōu)質(zhì)焦油、熱解煤氣和氣化煤氣，實(shí)現(xiàn)劣質(zhì)煤的多聯(lián)產(chǎn)綜合利用；

2.焦?fàn)t熱解產(chǎn)生的焦炭通過(guò)焦炭轉(zhuǎn)運(yùn)和提升裝置，不經(jīng)過(guò)熄焦直接送入氣化爐，充分利用了焦炭顯熱，省去了熄焦設(shè)備，同時(shí)也降低了氣化爐氧耗；

3.利用氣化爐產(chǎn)生的氣化煤氣代替回爐熱解煤氣作為焦?fàn)t加熱氣源，置換出了高甲烷含量和氫氣含量的熱解煤氣，實(shí)現(xiàn)了資源的最有價(jià)值利用；

4.采用純氧或與二氧化碳調(diào)和的富氧代替空氣作為焦?fàn)t加熱氣的助燃?xì)猓紵蟮膹U氣可以替代部分氣化爐的氣化劑，也可以作為重整煤氣碳源，實(shí)現(xiàn)了煙道廢氣的綜合利用，減少污染排放；

5.固定床熱解形式的焦?fàn)t熱解生成的荒煤氣中含塵量較少，保證焦油質(zhì)量，同時(shí)生成的熱解煤氣可以直接用于提取甲烷或氫氣，也可以與氣化煤氣、煙道廢氣和外來(lái)補(bǔ)充氫氣進(jìn)行重整用于生產(chǎn)LNG或合成化工產(chǎn)品，具有較靈活的產(chǎn)品選擇方案。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化串聯(lián)系統(tǒng)的系統(tǒng)圖：

附圖標(biāo)記：1、配煤裝置，2、煉焦?fàn)t，3、焦炭轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，4、焦炭提升裝置，5、塊煤氣化反應(yīng)器，6、廢熱鍋爐，7、氣化煤氣凈化裝置，8、氣體重整裝置，9、熱解煤氣凈化裝置，10、回爐煤氣柜，11、空分裝置。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的內(nèi)容更明顯易懂，以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

一種煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化串聯(lián)系統(tǒng)，包括依次連接的配煤裝置1、煉焦?fàn)t2、焦炭轉(zhuǎn)運(yùn)裝置3、焦炭提升裝置4、塊煤氣化反應(yīng)器5、廢熱鍋爐6、氣化煤氣凈化裝置7和氣體重整裝置8；所述煉焦?fàn)t2還與熱解煤氣凈化裝置9的入口端相連接，熱解煤氣凈化裝置9的出口端與氣體重整裝置8相連接；氣化煤氣凈化裝置7還與回爐煤氣柜10相連接；煉焦?fàn)t2和塊煤氣化反應(yīng)器5分別通過(guò)與空分裝置11相連接獲取氧氣。

為了使本發(fā)明具有更好的實(shí)施效果，所述煉焦?fàn)t2為立式搗固煉焦?fàn)t或頂裝煉焦?fàn)t。所述焦炭提升裝置4與塊煤氣化反應(yīng)器5通過(guò)鋼框架連接，鋼框架頂部設(shè)置有焦炭提升裝置4的平移軌道可使焦炭提升裝置4平移至塊煤氣化反應(yīng)器5上方。所述塊煤氣化反應(yīng)器5頂部由下到上依次設(shè)置有高溫煤鎖裝置和裝入裝置。

所述煤的多聯(lián)產(chǎn)高效熱解-氣化系統(tǒng)的熱解氣化方法，先選取中高灰低硫1/3焦煤和高硫低灰1/3焦煤作為配煤煤種，破碎至合適粒度，通過(guò)配煤裝置1完成配煤，配合后的煤通過(guò)搗固或頂裝的方式進(jìn)入煉焦?fàn)t2進(jìn)行熱解，熱解后生成的焦炭被推入焦炭轉(zhuǎn)運(yùn)裝置3，通過(guò)焦炭提升裝置4將焦炭送入塊煤氣化反應(yīng)器5進(jìn)行氣化，充分利用焦炭顯熱，降低氣化氧耗。

氣化反應(yīng)后生成的高溫氣化煤氣通過(guò)廢熱鍋爐6進(jìn)行余熱回收，充分利用工藝余熱，余熱回收后的氣化煤氣進(jìn)入氣化煤氣凈化裝置7，部分凈化后的氣化煤氣送往回爐煤氣柜10，剩余部分凈化后的氣化煤氣進(jìn)入氣體重整裝置8，與來(lái)自熱解氣凈化裝置9的熱解煤氣、來(lái)自煉焦?fàn)t2的煙道廢氣和外來(lái)補(bǔ)充氫氣進(jìn)行重整。根據(jù)產(chǎn)品需求不同，部分凈化后的氣化煤氣、與來(lái)自熱解氣凈化裝置9的熱解煤氣、來(lái)自煉焦?fàn)t2的煙道廢氣和外來(lái)補(bǔ)充氫氣可以將氣體重整為合成氣或甲烷化制LNG的原料氣，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)的技術(shù)耦合，充分利用碳資源，減少?gòu)U氣排放。來(lái)自熱解氣凈化裝置9的熱解煤氣也可以直接用于提取甲烷或氫氣。所述的來(lái)自熱解氣凈化裝置9的熱解煤氣為配合煤在煉焦?fàn)t2內(nèi)熱解后產(chǎn)生的荒煤氣經(jīng)過(guò)熱解氣凈化裝置9進(jìn)行焦油和化學(xué)品回收凈化后的熱解煤氣。

所述回爐煤氣柜10內(nèi)的氣化煤氣通入煉焦?fàn)t2內(nèi)作為煉焦?fàn)t2的供熱煤氣；空分裝置11為煉焦?fàn)t2和塊煤氣化反應(yīng)器5提供純氧或富氧；煉焦?fàn)t2產(chǎn)生的部分煙道廢氣用于塊煤氣化反應(yīng)器5的氣化劑，并與外來(lái)水蒸氣送至氣化爐內(nèi)，提高了系統(tǒng)整體效率。

從所述煉焦?fàn)t2推出的焦炭不經(jīng)過(guò)熄焦直接送入塊煤氣化反應(yīng)器5中，充分利用了焦炭顯熱，省去了熄焦設(shè)備，同時(shí)也降低了氣化爐氧耗。所述塊煤氣化反應(yīng)器5產(chǎn)生的氣化煤氣也可作為煉焦?fàn)t2的供熱氣源。

所述空分裝置11產(chǎn)生的氧氣，以純氧或與二氧化碳調(diào)和的富氧作為煉焦?fàn)t2供熱氣的助燃?xì)狻?/p>

以上實(shí)施例中所采用的技術(shù)方案只是本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，并不用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。