[发明专利]一种降碳减排的兰炭生产系统及方法

说明书

本发明公开一种降碳减排的兰炭生产系统，还公开了一种降碳减排的兰炭生产方法。优点在于：可以使煤气中的有效气成分大大提高，进而提高了煤气的品质，使其符合化工原料气工艺标准，提高其经济价值；可使焦化炉内的反应温度控制在一定范围内，得到非焦末的兰炭产品，用于铁合金、电石、合成氨等行业，还能使大部分挥发分挥发出来，以提高煤气的产气量；通过掺入CO₂，可对焦化炉和燃气轮机的燃烧部位起到保护作用，避免反应温度太高对燃烧部位造成损坏；燃气轮机产生烟气中的氮氧化物含量可用于制备食品级液态二氧化碳或送至电石岗位做生产的惰性气体保护气；无需外排CO₂，实现了降碳减排的目的，符合绿色低碳的生产理念。

技术领域：

本发明涉及煤化工领域，尤其涉及一种降碳减排的兰炭生产系统及方法。

背景技术：

对于铁合金、电石、合成氨等行业，以前都是采用冶金焦，存在焦炭价格高的问题，且冶金焦性能不能很好地满足这些行业的工艺需求等问题。我国陕西省榆林地区具有丰富的煤炭资源，且煤种主要是长焰煤和不粘煤为主的侏罗纪煤，其产品结构单一，焦煤和肥煤含量较少，因此，利用侏罗纪煤生产兰炭具有明显的优势。由于兰炭的性能完全可以满足铁合金、电石、合成氨等行业的工艺需求，而且兰炭的价格低，以兰炭替代冶金焦用于铁合金、电石、合成氨等行业可以对当地煤炭资源实现充分有效的利用。

传统的兰炭生产工艺中，是将空气作为助燃气，将反应温度控制在750℃左右，使过量的块煤与氧气反应得到兰炭和煤气，且得到的煤气中主要组成及含量为：H₂：约28％、CH₄：约8.8％、CO：约12％、CO₂：约5％、N₂：45％～48％；由于助燃气采用空气，其中氮气含量较高，使得得到的煤气中氮气的含量高达45％～48％，导致煤气中有效气的成分含量较低，热值低，其热值通常仅为1700～2000千卡/Nm³，无法达到合成氨和碳—产品等工序的化工原料气工艺标准，如要将含氮量高的煤气作为化工原料气用作合成氨和碳—产品等工序，则需要经过加压、分离等一系列工艺处理过程，将氮气分离出去才能送入后续的合成氨等工序，而加压等操作耗能较大，导致后期的处理能耗高，因此，该煤气只能用作燃气轮机等设备的燃料气来使用，大大降低了煤气的利用价值和经济价值，严重影响企业的经济效益；同时，煤气作为燃料气在燃气轮机内进行燃烧后得到的CO₂通常只是经过简单的烟气处理后即直接对空排放，其中携带的余热未进行有效回收利用，而且，会排放大量的CO₂，不利于节能减排，不符合绿色低碳的生产理念。

发明内容：

为了解决上述问题，本发明的第一个目的在于提供一种降碳减排的兰炭生产系统；

本发明的第二个目的在于提供一种降碳减排的兰炭生产方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：

一种降碳减排的兰炭生产系统，包括助燃气制备单元和焦化炉；

所述助燃气制备单元包括液氧储罐、气化器、缓冲罐以及CO₂管线；所述液氧储罐的出液口通过管线与所述气化器的进液口连通，所述气化器的出气口和所述CO₂管线的出气端均通过管线与所述缓冲罐的进口连通；所述缓冲罐的出口分两路，一路通过管线与所述焦化炉的助燃气进口连通。

进一步的，其还包括煤气净化单元和发电单元；

所述缓冲罐的出口的另一路通过管线与所述发电单元的燃气轮机的助燃气进口连通；所述焦化炉的荒煤气出口通过管线与所述煤气净化单元的水洗塔的进气口连通；所述煤气净化单元的脱硫塔的出气口分两路，一路通过管线与所述燃气轮机的燃料气进口连通；所述发电单元的余热锅炉汽轮机的烟气出口分两路，一路与所述CO₂管线的进气端连通。

进一步的，所述脱硫塔的出气口的另一路通过管线与化工原料气储罐的进气口连通。