[发明专利]一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统和方法

权利要求书

1.一种粉煤气化制备还原气和活性炭的系统，包括煤加氢气化单元、旋风分离单元、催化裂解单元、气体分离单元以及混合半焦活化单元；其中，

所述煤加氢气化单元包括煤粉喷嘴、富氢还原气喷嘴、生物质激冷剂喷嘴、混合半焦出口和气化混合物出口；

所述旋风分离单元包括气化混合物入口、分离后半焦出口以及除尘气出口，所述气化混合物入口与所述气化混合物出口相连；

所述催化裂解单元包括除尘气入口与净化气出口，所述除尘气入口与所述除尘气出口相连；

所述气体分离单元包括净化气入口以及二氧化碳出口，所述净化气入口与所述净化气出口相连；

所述混合半焦活化单元包括混合半焦入口、二氧化碳入口、活性炭出口以及活化后二氧化碳出口，所述混合半焦入口分别与所述混合半焦出口和所述分离后半焦出口相连，所述二氧化碳入口与所述气体分离单元的二氧化碳出口相连。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述气体分离单元还包括富氢还原气出口，所述富氢还原气出口和所述富氢还原气喷嘴相连。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述煤加氢气化单元使用的装置为气流床加氢气化炉。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述气流床加氢气化炉包括反应区、激冷区和混合半焦储存区；其中，

所述煤粉喷嘴、所述富氢还原气喷嘴和所述气化混合物出口均设置在所述反应区；

所述生物质激冷剂喷嘴设置在靠近所述反应区下方的所述激冷区的侧壁上；

所述混合半焦出口设置在所述混合半焦储存区的炉体底端。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述催化裂解单元使用的装置是高温催化反应器，所述高温催化反应器包括设在底部的气体分布器、以及从下往上依次排列的过滤层和焦油催化裂解催化剂层。

6.一种用权利要求1-5任一所述系统对粉煤气化以制备还原气和活性炭的方法，其特征在于，包括步骤：

A.粉煤加氢气化：在所述煤加氢气化单元用生物质作为激冷剂对原料煤粉与还原气的反应产物进行激冷，得到混合半焦以及气化混合物；

B.旋风分离：在所述旋风分离单元将所述气化混合物分离后，得到一定粒度的分离后的混合半焦以及除尘气；

C.催化裂解：在所述催化裂解单元将所述除尘气依次经过过滤和焦油催化裂解处理得到净化气；

D.气体分离：在所述气体分离单元将所述净化气分离，得到富氢还原气以及二氧化碳；

E.半焦活化：所述混合半焦活化单元利用二氧化碳对粉煤加氢气化后得到的混合半焦及旋风分离得到的混合半焦进行活化，形成活性炭。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将气体分离后得到所述富氢还原气，作为粉煤加氢气化的还原气氢气来源通入所述煤加氢气化单元，与所述原料煤粉发生反应。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤A中，将所述所述原料煤粉的粒度控制在小于100um。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，所述分离后的混合半焦粒度被控制在5-100um。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤E中，将所述活化温度控制在800-950℃。