。
[0022] (3)再次，與傳統(tǒng)化工生產(chǎn)系統(tǒng)相比，本發(fā)明基于"煤炭碳氨組分分級(jí)氣化"方法。 相比于傳統(tǒng)氣化方法中的所有反應(yīng)在氣化過程中同時(shí)進(jìn)行，本發(fā)明所基于的煤氣化方法將 不同的反應(yīng)分類，基于燃料"組分對(duì)口，分級(jí)轉(zhuǎn)化"的原則，將煤炭氣化分為焦炭制備和富氨 焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)、焦炭氣化制備CO、CO變換產(chǎn)氨S個(gè)步驟，能夠通過組分定向轉(zhuǎn)化，同時(shí)生產(chǎn) 富含&的焦?fàn)t煤氣、富含CO的氣化煤氣、W及H2^種氣體產(chǎn)物，而不是如傳統(tǒng)氣化一般只 能生產(chǎn)富CO的合成氣。而且本發(fā)明所基于的煤氣化方法不需要氧氣參與反應(yīng)，能夠取消空 分裝置。同時(shí)，本發(fā)明所基于的煤氣化方法，焦炭制備和富氨焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)、焦炭氣化制備 CO單元所需的熱量，由外燃式燃燒設(shè)備提供，該外燃式設(shè)備可燃燒諸如低階煤、生物質(zhì)等多 種燃料，不受限制于氣化煤種的限制等優(yōu)點(diǎn)。
[0023] (4)最后，本發(fā)明從兩個(gè)角度實(shí)現(xiàn)了氣化島和化工島的能量集成與高效利用。其 一；從化工島回收蒸汽所產(chǎn)生的電力，用于驅(qū)動(dòng)氣化島所需氣化劑0)2的壓縮。從化工單元 分離出的C〇2,解析壓力較低，往往需要重新壓縮后再通入焦炭-C〇2氣化單元。本發(fā)明將化 工單元蒸汽回收的發(fā)電用W驅(qū)動(dòng)C〇2壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)了氣化島和化工單元能量的有效集成。其 二；設(shè)置廢熱鍋爐，回收氣化島的高溫合成氣顯熱，并用于化工島汽輪機(jī)發(fā)電，在生產(chǎn)替代 燃料/化工產(chǎn)品的同時(shí)實(shí)現(xiàn)電力的聯(lián)產(chǎn)。
[0024] 本發(fā)明提供的基于"煤炭碳氨組分分級(jí)氣化"的替代燃料/化工產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)，使 用該方法的設(shè)備主要由外置燃燒單元、傳熱單元、焦炭和焦?fàn)t煤氣制備單元、焦炭氣化制取 CO單元、變換產(chǎn)氨單元、化工合成單元、W及余熱回收等單元組成。
[0025] 所述的發(fā)明系統(tǒng)，焦炭制備單元使用煤炭外燃的粗煉焦工藝，使用的燃料分為氣 化煤和供熱煤。氣化煤可W使用所有的煙煤和褐煤，供熱煤可W使用所有煤種及其他低品 位燃料。
[0026] 與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明基于的"煤炭碳氨組分分級(jí)氣化"過程，不需要氧氣，相對(duì) 傳統(tǒng)煤炭氣化過程，省去了用于制氧的空氣分離單元。
[0027] 與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明一般不需要設(shè)置自備電廠，全廠回收的蒸汽可用于汽輪 機(jī)發(fā)電，能夠滿足全廠動(dòng)力需求。
[002引所述的發(fā)明中，制焦單元的溫度降低至600~1000°C，比傳統(tǒng)煉焦低約200°C，碳 化產(chǎn)品為粗焦炭、焦?fàn)t煤氣和焦油等。焦炭氣化溫度為900-100(TC，相對(duì)于傳統(tǒng)氣化的高溫 (1300攝氏度W上）氣化吸熱反應(yīng)，反應(yīng)的不可逆性可W大幅度降低。
[0029] 所述的發(fā)明中，原料分為氣化煤和供熱煤及其他燃料，氣化煤用于產(chǎn)生合成氣，供 熱煤及其他燃料用于提供碳化單元和氣化單元吸熱所需反應(yīng)熱量。
[0030] 所述的發(fā)明中，一氧化碳生產(chǎn)單元所需二氧化碳由變換和c〇2分離單元得到。
[0031] 所述的發(fā)明中，焦炭制備單元也可W為冶金行業(yè)的加熱爐、均熱爐或鍛燒爐。
[0032] 本發(fā)明的有益效果是；相對(duì)傳統(tǒng)的替代燃料/化工產(chǎn)品生產(chǎn)方法，基于"煤炭碳氨 組分分級(jí)氣化"的新工藝能夠提高煤氣化的冷煤氣效率到83%-89%，使煤的能量更多的轉(zhuǎn) 化為合成氣的化學(xué)能，提高可用于化工合成的原料氣成分，合成更多的替代燃料和化工產(chǎn) 品；W化工島所產(chǎn)生的C〇2為氣化劑替代02,實(shí)現(xiàn)了氣化島和化工島成分之間的有機(jī)禪合， 且能夠取消空分，節(jié)約電量消耗，從而取消低效自備電廠，節(jié)省自備電廠動(dòng)力煤，進(jìn)一步提 高能源轉(zhuǎn)化效率；氣化島回收的高溫蒸汽用于化工島汽輪機(jī)單元發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了較高的系統(tǒng) 整合度，提高了系統(tǒng)能源利用效率。
【附圖說明】
[0033] 圖1為傳統(tǒng)替代燃料/化工產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明的替代燃料/化工產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖；
[0035] 圖3為本發(fā)明的典型實(shí)施案例工藝流程的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下參照附圖并舉實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0037] 如附圖2所示，首先，本發(fā)明替代燃料/化工產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)，氣化煤10經(jīng)過焦炭制 備單元3得到焦?fàn)t煤氣11與焦炭13,焦炭與0)216在焦炭氣化單元4中反應(yīng)，制得富C0氣 化煤氣14。焦炭制備單元3和焦炭氣化單元4所需要的熱量由供熱單元的供熱煤23燃燒 所排放的高溫?zé)煔?2通過傳熱室5、6提供?？諝?0在預(yù)熱器1中與燃燒煙氣進(jìn)行熱交換， 形成高溫空氣22,再通入供熱煤燃燒單元2中與供熱煤23反應(yīng)生產(chǎn)高溫?zé)煔狻?br>[003引富C0氣化煤氣14經(jīng)廢熱鍋爐30回收顯熱后分為兩股，一股進(jìn)入水煤氣變換和C02分離單元7,與水蒸氣15發(fā)生反應(yīng)，并經(jīng)過C0 2分離后，形成C0 2氣體16W及氨氣17。 氨氣17、富氨焦?fàn)t煤氣11和另一股富C0氣化煤氣14混合后形成合適&/0)的合成反應(yīng)新 氣18,并通入化工合成單元9生產(chǎn)替代燃料/化工產(chǎn)品19。從水煤氣變換和C02分離單元7得到的C02氣體經(jīng)壓縮8后通入焦炭氣化單元。多余的C0 ,34或排空，或者經(jīng)過純化單元 35提純后再經(jīng)壓縮單元36壓縮后實(shí)施碳捕集（帶捕集的系統(tǒng)）。純化單元35可根據(jù)捕集 的C02的終端應(yīng)用方式及對(duì)C02純度的要求等情況添加。
[0039] 從化工合成單元9回收的蒸汽26,廢熱鍋爐30、31回收的蒸汽27、28,通入汽輪機(jī) 及發(fā)電設(shè)備單元25中發(fā)電，所得的部分電力32用W驅(qū)動(dòng)C〇2壓縮機(jī)8。
[0040] 其中，焦炭制備單元的反應(yīng)溫度為600~llOOC，一氧化碳制備單元的反應(yīng)溫度 為800~1100°C，主要產(chǎn)品為C0,變換產(chǎn)氨過程中變換反應(yīng)發(fā)生的溫度約在200~500°C。 C〇2分離方法，包括Selexol、PSA、MEA等。
[0041] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[00創(chuàng)比較實(shí)施例：
[0043] 附圖3為基于"煤炭碳氨組分分級(jí)氣化"的替代燃料/化工產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)的典型 工藝流程。該工藝流程用于生產(chǎn)替代燃料天然氣。氣化煤經(jīng)過制焦單元得到焦?fàn)t煤氣與焦 炭，焦炭與C〇2反應(yīng)制得富C0氣化煤氣。制焦單元和焦炭氣化單元所需要的熱量由供熱單 元的燃料煤燃燒提供。焦?fàn)t煤氣經(jīng)熱回收和冷卻后進(jìn)入脫硫單元除去硫分，并被壓縮至約 23bar。富C0氣化煤氣經(jīng)熱回收后進(jìn)入水煤氣變換單元。在變換單元中氣化煤氣中的C0 和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，生成C〇2和H2,變換反應(yīng)后的氣體經(jīng)熱回收并冷凝后進(jìn)入脫碳單元。在 脫碳單元中，被脫除的C〇2-部分用于焦炭的氣化，剩余部分排空或壓縮后實(shí)施碳捕集（帶 C〇2捕集的系統(tǒng)）。富C0氣化煤氣、脫碳后的富H2合成氣與凈化后的焦?fàn)t煤氣混合，得到 H2/CO約為3. 0的反應(yīng)新氣，反應(yīng)新氣經(jīng)預(yù)熱至300°C后，進(jìn)入甲燒化合成單元制得天然氣 產(chǎn)品。為控制甲燒化反應(yīng)器溫度（甲燒化反應(yīng)器溫度應(yīng)不超過700°C，W保證催化劑活性W 及防止嚴(yán)重積碳），從第一級(jí)反應(yīng)器出來的未反應(yīng)氣氣體，一部分（約75% )經(jīng)壓縮后循環(huán) 進(jìn)入第一級(jí)反應(yīng)器。高溫焦?fàn)t煤氣熱回收、甲燒化單元熱回收制得的高溫蒸汽通入汽輪機(jī) 單元發(fā)電。
[0044] 其中，燃燒單元1的操作條件為：爐內(nèi)壓力取微正壓，煙氣出爐溫度為1400~ 170(TC，根據(jù)換熱周期適度的調(diào)整。燃燒排煙溫度140°C。制焦單元和焦炭氣化單元的溫 度為l〇〇〇°C，焦炭氣化單元的碳轉(zhuǎn)化率為0. 99,碳化過程和一氧化碳生產(chǎn)單元過程的換熱 損失均約為14%。水煤氣變換單元的操作溫度為250°C，甲燒化單元為絕熱反應(yīng)器，考慮到 催化劑特性，反應(yīng)器操作溫度介于200~700°C，第一級(jí)甲燒化反應(yīng)器的溫度控制在700°C。 蒸汽熱回收的壓力設(shè)置為120bar/30bar/8bar，溫度為535°C/430°C/290°C。
[0045] W 1kg原料煤輸入為基準(zhǔn)，該生產(chǎn)工藝主要物流的參數(shù)如表1所示，性能如表2所 示。原料煤包含氣化單元的氣化煤及供熱煤。動(dòng)力煤是指自備電廠消耗的煤。為保證對(duì)比 的合理性，傳統(tǒng)煤制甲燒化單元和梯級(jí)氣化甲燒化單元運(yùn)行參數(shù)一致，合成單元未反應(yīng)氣 循環(huán)倍率一致，甲燒化單元各換熱器最小溫差基本一致。對(duì)帶有C〇2捕集的工藝，采用10級(jí) 級(jí)間冷卻壓縮將C〇2壓縮至10化ar。
[0046] 表1實(shí)施例主要物流參