[发明专利]一种煤气化方法及系统

说明书

本发明提供了一种煤气化方法及系统，涉及煤化工技术领域，实现了给煤气化工艺供氧的同时得到含有单质铁及含钛物质的产物，降低煤气化的成本。该煤气化方法包括将钛铁矿石置于氧化反应器中，通入含氧气体使钛铁矿石发生氧化反应得到负载氧的钛铁矿石；将负载氧的钛铁矿石和原煤置于还原反应器中，负载氧的钛铁矿石提供氧，原煤发生煤气化反应，且负载氧的钛铁矿石发生还原反应而生成单质铁；用气流带出还原反应器中的一部分产物，对气流所带出的产物进行分离得到可燃气体、单质铁和含钛物质；将剩余产物返回氧化反应器内重新进行氧的负载，以再次用于还原反应器中的煤气化反应。上述煤气化方法及系统应用于采用化学链气化反应进行煤气化的领域中。

技术领域

本发明涉及煤化工技术领域，尤其涉及一种煤气化方法及系统。

背景技术

化学链气化反应是煤气化方法的一种，其基本原理是将传统的燃料与空气直接接触反应的气化过程，借助于载氧体的作用分解为2个气固反应：空气反应和燃料气化反应。反应过程中，燃料与空气无需接触，由载氧体将空气中的氧传递到燃料中。

在煤化学链气化反应中，煤在气化炉中不直接与空气接触，采用水蒸气作为气化介质，通过载氧体在空气反应器和气化反应器之间的循环，实现氧和热量的传递，完成煤和空气的不接触气化反应。

由于载氧体需要在空气反应和燃料气化反应之间不断的循环，因此要求载氧体的携氧能力和机械强度越高越好。人工制备的载氧体虽然满足对携氧能力和机械强度的要求，但是制备费用较高，导致煤气化成本昂贵；而天然的载氧体，虽然本身成本低廉，但是其机械强度低，这造成在煤气化过程中载氧体的消耗量比较大，间接增加了煤气化的成本。

发明内容

针对上述现有技术中所存在的问题，本发明的实施例提供一种煤气化方法及系统，以降低煤气化的成本。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种煤气化方法，包括：将钛铁矿石置于氧化反应器中，通入含氧气体，使所述钛铁矿石发生氧化反应，得到负载氧的钛铁矿石；将所述负载氧的钛铁矿石和原煤置于还原反应器中，通入水蒸气，所述负载氧的钛铁矿石提供氧，原煤发生煤气化反应，且所述负载氧的钛铁矿石发生还原反应而生成单质铁；用气流带出所述还原反应器中的一部分产物，对气流所带出的产物进行分离，得到可燃气体、单质铁和含钛物质；将气流未带出的产物返回所述氧化反应器内，重新进行氧的负载，以再次用于所述还原反应器中的煤气化反应。

在一些实施例中，所述钛铁矿石的粒径为0.5～3mm，所述原煤的粒径为2～10mm。

在一些实施例中，所述氧化反应器中气流的气速为0.5～2m/s，温度为1000～1100℃。

在一些实施例中，所述还原反应器中气流的气速为1～5m/s，温度为700～900℃。

在一些实施例中，用气流所带出的所述还原反应器中的一部分产物中，固体颗粒的粒径小于或等于0.5mm。

在一些实施例中，所述对气流所带出的产物进行分离，得到可燃气体、单质铁和含钛物质的步骤，包括：对气流所带出的产物进行气固分离，提取得到可燃气体，并排出含有单质铁与含钛物质的产物；对所述含有单质铁和含钛物质的产物进行磁选，提取得到单质铁，排出含有含钛物质的产物；对所述含有含钛物质的产物进行浮选和/或重选，提取得到含钛物质。

在一些实施例中，在所述将钛铁矿石置于氧化反应器中，通入含氧气体的步骤，与所述将所述负载氧的钛铁矿石和原煤置于还原反应器中，通入水蒸气的步骤之间，还包括：将所述氧化反应器中的产物进行气固分离，得到贫氧气体和负载氧的钛铁矿石，将所述贫氧气体排出，并将所述负载氧的钛铁矿石通入所述还原反应器中。