[发明专利]用于高硅高铝煤催化气化工艺的灰渣处理系统及方法

说明书

本发明公开一种用于高硅高铝煤催化气化工艺的灰渣处理系统，包括水溶性催化剂回收单元和非水溶性催化剂回收单元，还包括提铝单元；能对灰渣中的水溶性催化剂进行回收，还能对非水溶性催化剂进行回收，避免催化剂的浪费；同时，能对煤中的铝资源进行回收，通过高温煅烧装置，还能对灰渣中含有的残炭进行利用，提高了系统的附加值，降低了系统的能耗。本发明还公开一种用于高硅高铝煤催化气化工艺的灰渣处理方法，包括如下步骤：(1)回收水溶性催化剂；(2)回收非水溶性催化剂；(3)提铝；可实现对水溶性催化剂和非水溶性催化剂的回收；实现对原煤中铝资源的提取；还能有效利用灰渣中含有的残炭，提高能源的利用率，实现节能降耗的效果。

技术领域：

本发明涉及煤催化气化领域，尤其涉及一种用于高硅高铝煤催化气化工艺的灰渣处理系统及方法。

背景技术：

煤催化气化是指在催化剂的作用下，煤和水蒸气直接反应生成富含甲烷气体的过程。催化加的加入能有效降低反应温度、提高反应速率、提高粗煤气中甲烷的含量。目前，通常采用碱金属催化剂，由于其成本较高，为了降低生产成本，所以需要对灰渣中的催化剂进行回收。

由于内蒙、山西、安徽等地的煤种具有高硅、高铝的特点，添加碱金属催化剂后，在气化反应过程中，碱金属极易与硅、铝发生反应生成非水溶性的硅铝酸盐，通过常规的水洗、消解工艺无法对非水溶性的催化剂进行回收，导致灰渣中的碱金属催化剂回收困难，如将含有催化剂的灰渣直接排放，不仅造成催化剂的浪费，也会造成煤中铝资源的浪费，而且灰渣中含有的残炭也未被充分利用，导致系统能耗大，严重影响企业的经济效益。

发明内容：

本发明的第一个目的在于提供一种节能降耗、附加值高的用于高硅高铝煤催化气化工艺的灰渣处理系统；

本发明的第二个目的在于提供一种节约资源、能源利用率高的用于高硅高铝煤催化气化工艺的灰渣处理方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：

用于高硅高铝煤催化气化工艺的灰渣处理系统，包括水溶性催化剂回收单元和非水溶性催化剂回收单元；

所述水溶性催化剂回收单元的固液分离装置的出液口与催化剂回收储罐的进液口连通，所述固液分离装置的固相出口与所述非水溶性催化剂回收单元的高温煅烧装置的进料口连通，所述非水溶性催化剂回收单元的一级过滤装置的出液口与所述催化剂回收储罐的进液口连通。

进一步的，所述水溶性催化剂回收单元包括依次串联的所述一级湿磨装置、一级水洗装置以及所述固液分离装置。

进一步的，所述非水溶性催化剂回收单元包括所述高温煅烧装置、换热装置、二级湿磨装置、脱硅装置、二级水洗装置以及一级过滤装置；

所述高温煅烧装置的出料口与所述换热装置的热介质进口连通，所述换热装置的热介质气相出口与所述气化炉的CO₂进口连通，所述换热装置的热介质固相出口与所述二级湿磨装置的进料口连通，所述二级湿磨装置的出料口与所述脱硅装置的进料口连通，所述脱硅装置的出料口与所述二级水洗装置的进料口连通，所述二级水洗装置的出料口与所述一级过滤装置的进料口连通；

所述高温煅烧装置的进料口还与Ca(OH)₂料箱连通；所述脱硅装置的进料口还分别与CaO料箱、水源连通。

进一步的，还包括提铝单元；所述一级过滤装置的出液口与所述提铝单元的碳酸化装置的进料口连通，所述提铝单元的二级过滤装置的出液口与所述催化剂回收储罐的进液口连通。

进一步的，所述提铝单元包括所述碳酸化装置、所述二级过滤装置以及所述提铝装置；所述碳酸化装置的出料口与所述二级过滤装置的进料口连通，所述二级过滤装置的固相出口与所述提铝装置的进料口连通，所述提铝装置的出料口与Al₂O₃产品罐连通；