[实用新型]一种无排放的无烟煤分段热解分质利用装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤热裂解技术领域，具体涉及一种无排放的无烟煤分段热解分质利用装置。

背景技术

目前，现有纯氧连续气化工艺一般是以二级冶金焦、二氧化碳、纯氧为气化原料，在高温下，炽热的碳与二氧化碳发生氧化还原反应来制取粗煤气(CO：68～70％、CO₂：28～29％，H₂+N₂：1～1.2％)，再经净化、变换制备合格的合成气合成相关下游产品。但是，此工艺使用的原料要求相当高(挥发份1％左右，固定碳82.5％左右，国家二级焦标准)，成本也高(二级焦市场价1800-2000元/吨，而低阶煤内地500-700元/吨)，重要的是现有制取煤气工艺过程中无法得到重油组分、轻油组分，使其不能被回收利用，从而使原料不能得到充分的利用。

现阶段我国常压气化工艺都是以无烟煤为主，由于工艺上的缺陷，造成煤中碳的有效转化率低，气化后灰渣中残碳的含量较高，一般在8-15％之间，工艺出现波动时灰渣中的残碳含量会更高。目前常压气化主要有空气+蒸汽和富氧+蒸汽两种工艺，这两种工艺中气化煤气的有效气含量都比较低，一般都在75％以下，在气化过程中也有少量热解产物，但都没有回收利用。这些热解产物在后续气体净化工序中作为废气进行处理，且对后续煤气净化处理工序带来较大的负面影响。

目前，任何一种气化工艺都会伴随有CO₂气体的产生，目前的工艺都是经后工序分离处理后或者是到另外一个装置回收利用，或者是对大气排放，造成环境污染，能源浪费。随着环境问题的突出，CO₂减排工作尤为重要，如何优化气化工艺，减少CO₂的产生，实现CO₂再利用将是我国环境技术的重要发展方向之一。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种无排放的无烟煤分段热解分质利用装置，得到CO和H₂含量达到80％以上的高品质天燃气和合成气，并回收无烟煤中的重油组分、轻油组分、酚水，实现重油组分、轻油组分、酚水与粗煤气的分离，以达到无烟煤热解分质利用的目的。

本实用新型的设计思路是：以无烟煤为原料煤，以CO₂、纯氧和过热蒸汽为气化剂，具体是利用CO₂、纯氧与过热蒸汽混合后从煤气化热解炉底部连续入炉的新型纯氧连续气化工艺来热解、气化无烟煤，得到粗煤气，再经除尘、分离等实现原料煤的分级利用，不仅扩宽了原料来源，而且本实用新型采用CO₂为气化剂，突破了纯氧气化工艺成本高的弊端，还可从粗煤气中分离并回收重油组分、轻油组分、酚水，使得无烟煤得到了更充分的利用。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种无排放的无烟煤分段热解分质利用方法，包括如下步骤：

(1)将无烟煤加入煤气化热解炉，在炉内分层分段进行热解、气化；煤气化热解炉包括低温热解段、高温热解段、气化段；无烟煤在低温热解段内被热解，生成轻油组分和半焦，半焦进入高温热解段，并被高温热解生成重油组分和焦炭，焦炭进入气化段；

将CO₂、99.6％纯氧气和过热蒸汽混合后从煤气化热解炉底部连续入炉，在炉内气化段内与逆向进入的焦炭发生气化反应生成气化煤气；气化煤气上行进入高温热解段，直接对高温热解段中的半焦进行高温热解，生成重油组分和焦炭；重油组分与气化煤气进入低温热解段，最终重油组分、轻油组分和气化煤气的混合气即粗煤气移出煤气化热解炉；

(2)步骤(1)得到的粗煤气被离心除尘，除尘后粗煤气的温度≤550℃；继而进入余热回收装置，回收粗煤气显热，粗煤气温度降至≤320℃；

(3)经步骤(2)除尘、热量回收的粗煤气利用循环水喷淋洗涤的方法脱油、除尘，脱除其中的重油组分、轻油组分，重油组分+轻油组分的脱除率≥99％，分离出的重油组分、轻油组分随循环水一起进入焦油槽回收利用；

(4)步骤(3)得到的脱除重油组分、轻油组分的粗煤气被循环冷却水间接冷却至≤40℃；同时，利用洗涤泵闭路循环洗涤分离出粗煤气中的酚水，分离出的酚水进入酚水槽回收利用；

(5)将步骤(4)经冷却、脱除酚水得到的煤气经过电捕轻油器脱油、除尘，脱除其中微量轻油组分，使最终重油组分+轻油组分脱除率≥99.9％，得到高品质的合成气，分离出的轻油组分进入轻焦油槽回收利用。