[发明专利]一种煤间接液化并分离二氧化碳的方法和装置

摘要

本发明公开了一种煤间接液化并分离二氧化碳的方法和装置，该装置包括气化炉、净化装置、费托合成反应器、油洗塔、气体洗涤分离塔，化学链制氢装置和压缩机。化学链制氢装置包括：水蒸气反应器、燃料反应器、空气反应器。煤、氧气和水蒸气通入气化炉中反应生成粗煤气，经净化装置除去粗煤气中灰尘和酸性气体H2S、COS、CO2，净化后的粗煤气、化学链制氢装置制取的氢气和循环气混合作为费托合成反应器的合成气，费托合成反应器合成产物为：蜡、重油、轻质油和驰放气，其中蜡在费托合成反应器中析出，重油在油洗塔中析出，轻油在气体洗涤分离塔冷凝析出，2/3的驰放气通过压缩机回收作为系统的循环气，其余驰放气进入化学链制氢装置制取氢气。

主权项

一种煤间接液化并分离二氧化碳的方法，其特征在于，该方法包括以下流程：将煤、氧气和水蒸气通入气化炉（1）中，800～1800℃、0.1～4MPa条件下反应生成粗煤气，所述粗煤气的成分包括H2、CO、CO2、H2S、COS和CH4，其中H2和CO占粗煤气体积百分比在60%以上；粗煤气进入净化装置（2）中，用低温甲醇法除去粗煤气中的灰尘和酸性气体H2S、COS、CO2，净化后的粗煤气H2S含量低于0.1ppm，CO2含量低于20ppm；粗煤气从净化装置（2）输送至费托合成反应器（3）中，同时向费托合成反应器（3）输送化学链制氢装置（6）制得的氢气和气体洗涤分离塔（5）回收的驰放气，其中粗煤气和化学链制氢装置（6）制得的氢气占费托合成反应器（3）进气口混合气体积的1/3,气体洗涤分离塔（5）回收的驰放气,占费托合成反应器（3）进气口混合气体积的2/3；费托合成反应器（3）采用铁基催化剂，反应温度为260～330℃，压力为2～3MPa，进行费托合成反应，得到的合成产物为蜡、重油、轻质油和驰放气，其中蜡的沸点300～500℃，呈液态，从费托合成反应器（3）底部蜡析出，气态的重油、轻质油和驰放气依次排入油洗塔（4）和气体洗涤分离塔（5）中，重油在油洗塔（4）中析出，轻油在气体洗涤分离塔（5）冷凝析出；2/3以上的驰放气从气体洗涤分离塔（5）经压缩机（7）回收循环至费托合成反应器（3）的进气口，其余驰放气进入化学链制氢装置（6）的燃料反应器（6‑2）中；在燃料反应器（6‑2）中，800～950℃条件下，驰放气与预置Fe2O3反应，生成CO2、水蒸气和FeO，其中CO2和水蒸气从燃料反应器（6‑2）顶部排出，FeO进入化学链制氢装置（6）的水蒸气反应器（6‑1）中，在800～950℃条件下，FeO与水蒸气反应生成H2和Fe3O4，其中H2输送至费托合成反应器（3）的进气口，Fe3O4排入化学链制氢装置（6）的空气反应器（6‑3）中；Fe3O4进入空气反应器（6‑3）后，在800～950℃条件下，与空气反应生成Fe2O3和欠氧空气，所述欠氧空气从空气反应器（6‑2）顶部排出，Fe2O3输送至燃料反应器（6‑2）中， 实现Fe2O3的循环利用。