[发明专利]气化煤的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤气化技术，尤其是用成浆性不佳的煤制备水煤浆并气化的装置和方法。

背景技术

煤气化是将一次能源转化为洁净的二次能源的主要途径之一。一些煤气化技术采用水煤浆为原料。一些煤，如褐煤、不粘煤、弱粘煤和长焰煤之类的低阶煤，本身的成浆性不佳，通常不能直接制备满足气化要求的水煤浆。

美国专利第6053954号和第4166802号提及用水热法处理煤后制备气化用的水煤浆。美国专利第6053954号没有具体提及水热法中采用的热源。美国专利第4166802号则涉及在激冷区用合成气加热煤以进行水热处理。采用此法，煤可能会在激冷区和炉渣混合而难以分离，而且，激冷区的温度低于水热处理要求的温度，另外，因为激冷区与气化区连接在一起，激冷区的水热处理可能影响气化区的稳定运行。

另一方面，煤气化过程中使用大量的水激冷、洗涤合成气，激冷、洗涤后产生大量的高温黑水。黑水温度较高且含有从合成气中冲刷下来的细灰、炉渣和未转化的炭等固体杂质，所以通常需要进行处理以降温并与固体杂质分离后作为激冷、洗涤等的供水进行回收利用。中国发明专利申请第20110007341.8号公开一种低压煤气化系统，在此系统中，激冷水和灰渣共同形成的黑水经过渣池和沉淀单元两步处理后回收用于激冷或/和洗涤合成气。此专利申请没有涉及黑水所带热量的回收利用。

中国专利申请第200810055138.6号公开了将气化排出的黑水通过多步闪蒸处理并沉降后进行循环利用。此篇专利申请还提及闪蒸后分离出来的气相一部分和灰水直接接触换热，另一部分用作固定床造气气化剂。

由此可见，煤气化过程中有些步骤吸热、有些步骤放热，如果将放热步骤的热用于吸热步骤，而又不对整个煤气化过程中的任何步骤构成不利影响，这样的工艺装置和方法能有效的利用能源。但是，现有的煤气化技术在这方面都还存在改进空间，尤其是使用成浆性不佳的煤制备的水煤浆的气化装置和方法。

因此，需要提供新的或者改进的气化煤的装置和方法。

发明内容

一方面，本发明涉及一种气化煤的装置，包括：水煤浆制备单元，其利用黑水对煤进行水热处理，并制备包含水热处理后的煤的水煤浆；以及气化单元，其气化水煤浆制备单元制备的水煤浆以生产包含一氧化碳和氢气的合成气，并产生供给水煤浆制备单元的黑水。

另一方面，本发明涉及一种气化煤的方法，包括：利用黑水对煤进行水热处理；制备包含水热处理后的煤的水煤浆；气化制备的水煤浆以生产包含一氧化碳和氢气的合成气；以及激冷生产的合成气以产生用于水热处理的黑水。

附图说明

结合详细说明并参照附图可以更好地理解本发明的特色，组成以及优点，在附图中：

图1是本发明所涉及气化煤的装置的一个实施例的示意图；

图2是本发明所涉及气化煤的装置的另一个实施例的示意图。

具体实施方式

说明书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。

本发明中所提及的数值包括从低到高一个单元一个单元增加的所有数值，此处假设任何较低值与较高值之间间隔至少两个单元。举例来说，如果说了一个组分的数量或一个工艺参数的值，比如，温度，压力，时间等等，是从1到90，20到80较佳，30到70最佳，是想表达15到85，22到68，43到51，30到32等数值都已经明白的列举在此说明书中。对于小于1的数值，0.0001，0.001，0.01或者0.1被认为是比较适当的一个单元。前述只是想要表达的特别示例，所有在列举的最低到最高值之间的数值组合均被视为以类似方式清楚地列在本说明书中。

本发明中涉及的装置/步骤既可能一个装置/步骤包括若干个子装置/子步骤，也可能若干装置/步骤实际为一个装置/步骤。例如水热处理和水煤浆制备完成既可同步达成，也可分步达成。

本发明涉及的煤可为任何经过水热处理后可以制备符合煤气化原料要求的水煤浆的煤。本发明涉及的煤的示例包括但不限于褐煤和次(亚)烟煤(如不粘煤、长焰煤、弱粘煤等)等低阶煤。煤水热处理前可视需要进行粉碎以达到需要的粒度，例如小于3毫米。