[发明专利]一种含碳物料提取煤焦油与制合成气一体化的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种含碳物料生产焦油、焦炭以及合成气的方法及装置，具体涉及一种含碳物料提取煤焦油与制合成气一体化的方法及装置。

背景技术

中国陕北地区拥有丰富的煤炭资源，煤炭预计储量2714亿吨，探明储量1660亿吨，是我国第三大煤炭基地。该地区的煤为富含油的煤种，油含量高达8～10%，适合生产煤焦油。因为“少油、富煤、贫气”的能源结构现状，中国能源消费中煤炭的比例高达70%，所以煤炭的高效、清洁转化是国家“十二五”能源科技规划中的重要技术领域。而煤的分质利用可先提取煤焦油生产液体燃料，焦炭再气化生产油品或化工品，从而可有效提高煤炭的利用率和价值。所以，中低阶煤的高效分质利用技术是国家“十一五”和“十二五”期间关注的热点，但目前的技术手段都没能做到煤炭的高效清洁利用。

目前主流的煤低温热解提取焦油技术为固定床内热式气体热载体工艺，常压操作，所用原料必需是块状的，一般要求粒度为20～80㎜，以便料层有足够的透气性，保证气体热载体能够穿过料层。块煤的使用使机械化综采产生的大量粉煤无法利用，同时热解产生的细粉焦也无法高效利用。现有流化床热解工艺是以粉煤为原料，气体作为流化介质对粉煤进行流化热解，其不足之处在于除尘技术的限制造成焦油中含尘量较高，焦油加工处理难度较大。另外，现有热解技术操作压力基本都为常压，装置规模较小。

目前国内已投入工业化运行的煤气化技术主要有固定床、流化床以及气流床三种。其中固定床气化技术已有100多年的历史，为煤化工事业的发展做出了巨大贡献。但由于其技术本身的局限性，如需无烟块煤、环境污染严重等，属于面临淘汰的煤气化技术。

流化床工业化气化技术主要有温克勒（Winkler）煤气化技术、高温温克勒（HTW）气化技术、恩德技术以及灰融聚气化技术。目前流化床气化技术在国内的应用正在起步阶段，主要有恩德炉技术、中科院山西煤化所的灰熔聚技术、美国SES公司的U-gas技术以及灰融聚技术，但其压力等级及生产规模较小，无法满足大规模煤化工项目的生产要求。

目前主流煤气化技术为气流床煤气化技术。气流床煤气化技术主要有干法进料和湿法进料两种。国内干法进料应用较广的代表技术主要有Shell和GSP技术，两段炉以及航天炉。湿发进料技术主要有西北化工研究院的多元料浆气化技术、Texaco水煤浆气化技术以及多喷嘴对置式水煤浆气化技术等。作为干法进料的气流床气化技术来说，原煤处理设备投资、能耗及整体投资相对较高；气流床湿法进料技术因原料浆中含有大量水分，气化效率相对较低，且受粉焦浸润性限制，原料制浆阶段难度较大。另外，当前煤焦油提取技术由于焦末利用率较低，制约了煤焦油和粉煤分质利用技术的发展。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种含碳物料提取煤焦油与制合成气一体化的方法及装置。

为达到上述目的，本发明的装置包括提取焦油单元及制合成气单元，其特征在于：所述的提取焦油单元包括提取焦油加料系统以及与提取焦油加料系统相连通的输送及热解系统、除尘系统以及焦油回收系统；所述的制合成气单元包括制合成气加料系统、输送及气化系统、除尘及热量回收系统；

所述的输送及热解系统包括热解输送装置以及分别与热解输送装置相连通的提取焦油加料系统及热解输送气，与流化气相连通的粗灰输送装置，热解输送装置及粗灰输送装置的出口分别与热解反应器的入口相连通，热解反应器的下端依次与锁焦罐、排焦罐相连通；

所述的除尘系统包括与热解反应器相连通的一级旋风除尘器，一级旋风除尘器的出口依次与二级旋风除尘器、深度除尘器相连通；

所述的焦油回收系统包括与焦油洗液及深度除尘器相连通的带有焦油排出口的焦油分离塔，焦油分离塔的气体出口依次与气体冷却器及气液分离器相连通；

所述的制合成气加料系统包括与气化原料相连通的制气料斗，制气料斗的出口依次与制气锁斗、制气发送罐、制气输送装置相连通；

所述的输送及气化系统包括与制气输送气相连通的制气输送装置，制气输送装置的出口与气化反应器的入口相连通；

所述的除尘及热量回收系统包括与气化反应器相连的初级除尘器、二级除尘器，二级除尘器的出口依次与废热锅炉、三级除尘器、颗粒控制器相连通，三级除尘器、颗粒控制器的下端分别设有细粉罐及细颗粒罐，细粉罐及细颗粒罐的出口分别与气化细粉罐的入口相连通，颗粒控制器的出口与煤气冷却塔的入口相连通；

所述的气液分离器的热解煤气与煤气冷却塔的煤气分别送入气化煤气单元并经合成气单元排出。