[发明专利]低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法

说明书

本发明公开了一种低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法，属于能源化工领域。该联合装置包括煤样热解反应装置、粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置，该粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置均与煤样热解反应装置连接，其中，该联合装置还包括煤样筛分催化装置，该煤样筛分催化装置与煤样热解反应装置的入口连接，且煤样筛分催化装置包括壳体和设置在该壳体内的双层振动筛分装置，双层振动筛分装置通过双层筛分低阶煤煤样获得符合催化热解反应的煤样颗粒。本发明提供的低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法能够在煤样筛分后的振动过程中均匀喷洒催化剂在煤颗粒上，同时通过助剂渗透作用实现了最大量获取焦油、热解气体和半焦产品。

技术领域

本发明涉及能源化工领域，特别涉及低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法。

背景技术

中国是一个富煤、缺油、少气的国家，煤炭占中国一次能源消费总量的70％左右，并且在未来相当长的时期内，煤炭仍将在能源结构中占据主导地位。低阶煤（例如褐煤、次烟煤）占中国已探明煤炭储量的55％以上，蕴藏其中的挥发分相当于1000亿吨的油气资源。但是，由于低阶煤具有水含量高（约20％～60％）、挥发分高、热值低、易风化和自燃等特点，因此不利于长距离输送和贮存，而只能就地加工转化。

目前，低阶煤多用作燃料或发电原料，这样造成了资源浪费，环境污染严重。依据低阶煤的组成与结构特征，通过中/低温煤炭热解技术，将煤炭热解为气体（热解气）、液体（中/低温煤焦油）和固体（块状或粉状半焦），再根据其各自不同的理化性质，进行分质转化利用，并进一步根据各类转化产物的理化性质及质量的不同，不断地进行梯级分质转化利用，最终实现对低阶煤转化利用全过程的“分质转化、梯级利用”，对我国具有重要的经济和战略意义。

热解是提取煤炭中油气资源的重要方法，因此开发高效热解技术重要意义自然不言而喻。但由于煤结构的复杂性以及相关基础和关键工程问题研究的不足，先进的煤热解技术尚无工业稳定运行的装置。目前，国外典型的煤热解工艺包括：美国的Toscoal技术、Encoal技术、LFC技术、COED技术和Garrett技术等，还有加拿大的ATP技术、德国的Lurgi-Ruhr技术、澳大利亚的CSIRO技术以及日本的煤快速热解技术等等。国内典型的煤热解工艺有大连理工大学开发的褐煤固体热载体干馏（DG）多联产工艺、北京煤炭科学研究总院北京煤化工分院开发的多段回转炉（MRF）热解工艺、浙江大学和清华大学联合开发的以流化床热解为基础的循环流化床热电多联产工艺、北京动力经济研究所和中国科学院工程热物理研究所的以移动床为基础的热电气多联产工艺、济南锅炉厂的多联供工艺、中国科学院山西煤化所和中国科学院过程工程研究所的“煤拔头工艺”等。

尽管目前国内外对热解工艺研究的类型很多，但基本上都处于中试或工业示范阶段，至今仍无大规模煤热解的商业化运行技术。现有的热解工艺中存在的核心问题是：热解过程的气液产品收率不高，品质较低，尤其是在中试装置中粉尘含量高，焦油收率低，且质量较差，因而未能实现技术突破。许多中试及工业性试验结果表明：目前大部分热解工艺所产生的焦油中的沥青质含量高达50%以上，焦油中的重质组分不仅降低了煤基油品的品位和价值，也加大了粉尘与煤焦油混合的概率，由此增加了分离难度，从而造成了一系列的工业运行问题，阻碍了热解技术的商业化应用。因此，大规模煤炭分质利用项目亟待解决热解工艺不稳定，不成熟的诸多问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本发明提供了一种低阶煤催化解聚的联合装置及使用其的方法。所述技术方案如下：

本发明的一个目的是提供了一种低阶煤催化解聚的联合装置。

本发明的另一目的是提供了一种使用低阶煤催化解聚的联合装置的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种低阶煤催化解聚的联合装置，所述联合装置包括煤样热解反应装置、粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置，所述粗煤气冷却分离装置和半焦冷却收集装置均与所述煤样热解反应装置的出口连接，其中，