[发明专利]低阶煤制高附加值全利用的工艺方法及系统

说明书

本发明提供一种低阶煤处理的工艺方法和系统，将原料煤筛分分别得到粉煤和块煤，将粉煤进行气化处理、块煤进行热解处理；气化处理中得到的合成气经分离后的气体进入热解处理过程为热解提供热源；热解处理中块煤热解形成热解气和半焦，热解气经分离后的气体用于后续生产甲烷气和油品，热解气经分离后的细灰与半焦用于后续生产清洁炭。本发明通过将原煤筛分，块煤和粉煤单独进料，得到品质较高焦油，同时得到含甲烷含量高的热煤气。热解和气化均采用成熟流化床工艺，且两个系统可相互独立运行，因此可实现长周期可靠运行。

技术领域

本发明属于煤化工技术领域，具体涉及一种低阶煤制高附加值全利用的工艺方法及系统。

背景技术

我国能源结构是“富煤贫油少气”，煤炭在占一次能源消费比例高达60％以上。但随着国民经济的快速发展，我国对能源尤其是对石油和天然气的需求呈几何级数的念势增长，对外依存度日益增大。2017年，我国原油进口量突破4亿吨，对外依存度达到67.4％；天然气924.4亿立方米，对外依存度达到37％，我国油气能源资源过高的对外依存度，已经严重威胁到了我国能源安全。在液体燃料、气体燃料和化工原料领域中逐步扩大煤资源对油气资源的替代是不可避免的。

我国低阶煤资源丰富，已探明储量中低变质烟煤4321亿吨，褐煤1291亿吨，合计占已探明煤炭储量的55％以上，与年老煤相比，低阶煤蕴藏的含油挥发分更高，通过热解提质，可得到相当于1000亿吨油气资源。因此，通过对低阶煤高附加值全利用的工艺方法生产清洁炭、油品、天然气，不仅可以实现低阶煤的分质利用，而且可以实现低阶煤价值的提升、利用效率和经济效益的最大化。

近年来，国内外对低阶煤提质利用技术开发和试验研究颇多，也开发了多种热解提质技术，典型国外代表工艺有多级流化床处理粉煤的COED技术、回转炉热解Toscoal 技术，低阶煤提质联产焦油的LFC技术，澳大利亚的CSIRO流化床快速热解技术等。国内典型工艺有有大连理工大学开发的D-G新法固体热载体热解技术，神雾集团开发的神雾无热载体蓄热式旋转床煤热解工艺、煤炭科学研究总院开发的多段回转炉热解技术，北京国电富通开发的移动床低阶煤提质工艺、浙江大学集成半焦燃烧的循环流化床热电多联产技术等。虽然国内外开发热解提质工艺众多，但目前开发的热解工艺基本处于开发或中试实验，主要问题集中在装置无法规模化、工艺系统不完善、煤粉已发生设备堵塞、焦油含尘量较高品质差等，使得目前工艺装置无法实现长周期稳定可靠运行，从而不具备经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低阶煤处理的工艺方法及系统，通过将原煤筛分，块煤和粉煤单独进料，得到品质较高焦油，同时得到含甲烷含量高的热煤气。热解和气化均采用成熟流化床工艺，且两个系统可相互独立运行，因此可实现长周期可靠运行。

本发明的低阶煤处理的工艺方法，包括下述步骤：将原料煤筛分分别得到粉煤和块煤，将粉煤进行气化处理、块煤进行热解处理；气化处理中得到的合成气经分离后的气体进入热解处理过程为热解提供热源；热解处理中块煤热解形成热解气和半焦，热解气经分离后的气体用于后续生产甲烷气和油品，热解气经分离后的细灰与半焦用于后续生产清洁炭。

其中，气化处理中得到的合成气经分离后的细灰可以重新进行气化处理，提高气化效率。

其中，气化处理和热解处理全部采用流化床，气化处理和热解处理可以耦合又可以独立运行，当其中一个处理环节发生故障，可以切断耦合环节，另一个处理环节仍可以独立运行，从而保证生产的长周期性。

其中，所述原料煤筛分块煤和粉煤的划分粒径以6-10mm为界进行区分；粉煤气化操作压力为1-4MPa，气化操作温度为800-1100℃，热解操作压力为常压，热解操作温度为500-700℃。

其中，气化处理得到的合成气中甲烷含量较高，经热解后获得的热解气中甲烷含量可大于20％。