[实用新型]一种中低阶煤热解气化系统

说明书

技术领域

本实用新型属于煤化工领域，具体涉及一种中低阶煤热解气化的系统及其应用。

背景技术

在全球已探明的一次能源中，我国煤炭储量占世界总储量的11％，煤炭资源长期为我国的主导能源。但在我国煤炭储量中，中低阶煤(褐煤，低变质烟煤)占到了55.15％左右。现在，我国有90％以上的褐煤用于电站锅炉和各种工业锅炉。把低阶煤作为动力煤燃料直接燃烧，不但浪费了煤炭中蕴含的丰富油气资源，而且效率低。通过煤低温热解与半焦燃烧、气化解耦，实现低阶煤分级高效清洁转化利用，是现在大型煤化工的主要方向。

现代煤化工为实现低阶煤分级高效清洁转化利用，已开发出多种综合煤化工技术，热解-燃烧耦合，热解-气化耦合、热解-化工产品耦合等，但真正工业化的却不多，从中试向工业化放大的过程中遇到了各种技术难题。热解是各种技术的先导，热解过程中产生的油气资源经旋风分离器一级除尘后进入后续处理工艺。但是旋风分离器除尘能力有限，对Φ10μm以下的细颗粒截留除去效率低，导致热解油气中大量的细尘易造成下游管道设备因含灰焦油冷凝堵塞，且所得焦油和热解气品质不高。旋风分离器常作为高温除尘的一级除尘设备，然而，由于该技术对粒度小于5～10μm的粒子脱除效率低，远不能满足后续对对含尘浓度的要求，故一般只能作为预除尘设备。

低阶煤中含有大量的有机和无机硫，热解过程中约有30～40％的硫以硫化物的形式进入热解油气中，硫化氢等酸性气体的存在对后续管道和设备的腐蚀作用也是中低阶煤综合利用中的一大难题。

中国专利201410501338.5公开了一种基于循环流化床的煤热解气化多联产工艺及其系统，利用循环流化床锅炉的高温循环灰作为热载体对高挥发分煤在移动床热解反应器中进行热解，得到热解气。因为来自循环流化床的燃烧热灰和煤在移动床中混合热解，要考虑固-固充分混合传热问题，在移动床热解器中，燃烧热灰和煤难以实现充分混合；煤热解气从移动床热解器中溢出，携带大量粉层，在输送设备和管道中易冷凝析出热解焦油，而堵塞管道；从移动床底部排出的高温活性半焦、粉状半焦和粉尘温度高，对筛的材料有更高的要求。

实用新型内容

针对目前热解-气化、热解-燃烧等低阶煤多联产工艺系统中，因一级旋风除尘器除尘效率不高，煤热解气中粉尘量大，焦油品质不高，致使后续焦油处理工艺复杂，以及后续冷凝过程中，因焦油含尘致使管道和设备堵塞等问题，本实用新型的目的是提出一种中低阶煤热解气化系统。

实现本实用新型目的技术方案为：

一种中低阶煤热解气化系统，包括热解反应器、第一旋风分离器、第一横穿式颗粒移动床、气化反应器、第二旋风分离器和第二横穿式颗粒移动床；

所述热解反应器设置有中低阶煤入口、合成气入口，热解反应器上部的气体排出管道连接所述第一旋风分离器的进气管，所述热解反应器底部连接有第一燃烧半焦螺旋和热态半焦出料螺旋，所述第一燃烧半焦螺旋连接所述气化反应器，所述热态半焦出料螺旋分为两条路线，分别连接于第一横穿式颗粒移动床和第二横穿式颗粒移动床的半焦进口；

所述气化反应器的上部的气体排出管道连接第二旋风分离器的进气管，所述第二横穿式颗粒移动床的底部连接有第二燃烧半焦螺旋，第二旋风分离器顶部气体出口连接有第二横穿式颗粒移动床，所述第二燃烧半焦螺旋的输送终端进入所述气化反应器的燃料进口。

横穿式颗粒移动床是用于气体除尘脱硫的设备，半焦颗粒组成的床层在设备内横向移动，被吸附的气体与颗粒床的流动方向为错流。

其中，所述第二横穿式颗粒移动床顶部设置有净合成气出口，连接所述热解反应器的合成气入口。

其中，所述热解反应器底部连接有第一燃烧半焦螺旋，所述第一燃烧半焦螺旋的输送终端连接所述气化反应器的燃料进口。

其中，所述热解反应器底部连接有气化半焦螺旋，所述气化半焦螺旋的输送终端连接所述气化反应器的气化物料进口。

优选地，所述第一旋风分离器底部排灰口通过立管连接第一燃烧半焦螺旋，所述第二旋风分离器底部排灰口连接所述第二燃烧半焦螺旋。

其中，所述热解反应器为固定床或流化床，热解反应器器壁上设置有二个合成气入口。两个合成气入口起到二次风作用，提高热解效率。或，所述热解反应器为移动床。可采用蓄热式移动床，该设备可只设置一个合成气入口。

其中，所述气化反应器为流化床气化炉或固定床气化炉。

应用本发明提出的中低阶煤热解气化系统处理煤炭的方法，包括步骤：