[发明专利]低阶煤分级转化的方法和用于低阶煤分级转化的系统

说明书

本发明涉及低阶煤分级转化技术领域，公开了一种低阶煤分级转化的方法和用于低阶煤分级转化的系统。该方法包括：(1)将低阶煤预处理，得到细煤粉和粗煤粉；(2)将粗煤粉热解，得到煤焦油和含酚废水等；(3)热解焦进行第一气化反应，得到第一粗合成气和热半焦；(4)所述第一粗合成气分离得到第一细焦粉和第二粗合成气；(5)第二粗合成气与活性金属元素盐制备加氢催化剂；(6)煤焦油进行加氢裂化反应；(7)细煤粉、含酚废水等制备焦煤浆进行第二气化反应。本发明实现了煤热解气化技术与制取清洁燃料技术深度耦合，解决了低阶煤炭资源的分级高效利用和清洁转化难题，具有煤转化率高、集成性好、催化剂成本低、不外排危固危废等特点。

技术领域

本发明涉及低阶煤分级转化技术领域，具体地，涉及一种低阶煤分级转化的方法，以及一种用于低阶煤分级转化的系统。

背景技术

我国是一个煤炭资源丰富的国家，在未来相当长的时期内，煤炭仍将在我国的能源结构中占主导地位，其中，以褐煤和低变质烟煤为代表的低阶煤储量约占煤炭资源总量的55％，使得低阶煤的高效利用日显重要。然而，低阶煤的煤化程度低、含水量高、直接燃烧或气化时的效率低、污染物及碳的排放量大，无法充分利用其资源价值，导致煤炭资源的极大浪费。因此，煤炭资源尤其是低阶煤炭资源的分级利用被认为是煤炭清洁高效利用的有效途径，也是我国煤化工的重点发展方向。

另外，随着经济的快速增长，社会对石油产品的需求与日俱增。利用煤分级转化技术提取的煤焦油加氢产清洁汽油和柴油是对石油资源的有益补充。新环保法规对炼厂、化工厂废渣、废水和危废的利用治理提出了更高的要求，因此，这部分物料也面临需无害化治理及资源利用的难题。

煤炭分级利用多联产技术是实现煤分级分质高效利用的途径之一，目前已开发出多种技术，大多是以流化床或气流床的形式实现煤炭的热解和气化。

CN105154121A公开了一种低阶煤分级利用多联产系统及方法。该系统包括：原料煤热解干馏系统和气流床干粉气化系统两个部分，其中，所述热解干馏系统主要产生焦油、煤气和半焦等，半焦经研磨后再进入气流床干粉气化系统，气化之后产生的合成气经净化和变换后得到氢气，氢气用于焦油加氢生产油品。该发明中，半焦研磨后才能进入气流床干粉气化系统，由于半焦硬度大，导致设备磨损腐蚀严重，且外排部分为碳含量高的热解灰渣，导致煤炭的利用效率过低。

CN106336906A公开了一种对低阶煤进行处理的系统和方法。该系统包括：1)用于低阶煤粉的热解、热解油气过滤和冷却以及油水混合物分离的热解单元；2)将气体进行脱硫脱碳处理得到产品气的脱硫脱碳单元；3)将脱硫脱碳后所得酸性气体中硫化氢进行回收的硫磺回收单元，其中的硫化氢转变为单质硫作为所述热解油气处理单元的预硫化剂；4)用于预硫化剂、氢气、催化剂和煤焦油反应的热解油气处理单元；5)用于固渣与提取煤的处理制镍铁合金的固渣处理单元。该发明中，虽然对低阶煤的处理使煤的碳转化率较高，但存在固渣单元流程复杂、操作难度大等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的低阶煤分级转化的方法以及用于低阶煤分级转化的系统。本发明的方法和系统可实现低阶煤的全转化，能有效提高低阶煤的转化率以及半焦利用效率，且整个系统不外排危固，对环境友好。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种低阶煤分级转化的方法，该方法包括：

1)将低阶煤进行预处理，得到细煤粉和粗煤粉；

2)将所述粗煤粉进行热解，得到煤焦油、煤气、热解焦和含酚废水；

3)将所述热解焦进行第一气化反应，得到夹带细焦粉的第一粗合成气和热半焦，将所述热半焦返回所述热解过程，用作所述热解的热源；

4)将所述第一粗合成气进行第一旋风分离，得到第一细焦粉和夹带第二细焦粉的第二粗合成气；