一種煤加氫氣化方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤加氫氣化方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤加氫氣化是煤氣化的一種，指使原煤粉與含氫反應(yīng)氣體在高溫、高壓條件下 (800°C~1000°C，3MPa~8MPa)反應(yīng)生成富含甲烷的氣體以及輕質(zhì)油品的過程。與傳統(tǒng)的 煤氣化相比，煤加氫氣化具有工藝簡單、熱效率高、污染小的特點(diǎn)，因而受到廣泛地關(guān)注和 應(yīng)用。但是，在煤加氫氣化的過程中，通常會產(chǎn)生大量的半焦，半焦的產(chǎn)量占進(jìn)料量的50% 左右，且半焦的碳含量與原煤粉相當(dāng)，具有較高的利用價值，因此，如何有效利用這部分半 焦成為限制煤加氫氣化系統(tǒng)的高效性的重要因素。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，半焦通常直接排出，因此半焦中的碳源并未得到有效的利用，從而導(dǎo) 致煤加氫氣化系統(tǒng)中的碳轉(zhuǎn)化效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種煤加氫氣化方法及系統(tǒng)，用于解決因半焦的碳源未得 到有效利用而導(dǎo)致煤加氫氣化系統(tǒng)的碳轉(zhuǎn)化效率較低的技術(shù)問題。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0006] -方面，本發(fā)明提供一種煤加氫氣化方法，包括：
[0007] 煤加氫氣化工序，原煤粉和含氫反應(yīng)氣體在煤加氫氣化單元中進(jìn)行煤加氫氣化反 應(yīng)，獲得半焦；
[0008] 半焦水煤漿制備工序，半焦水煤漿制備單元利用在所述煤加氫氣化工序中獲得的 半焦制得半焦水煤漿；
[0009] 半焦水煤漿氣化工序，半焦水煤漿在半焦水煤漿氣化單元中進(jìn)行水煤漿氣化反 應(yīng)，獲得半焦氣化粗煤氣，半焦氣化粗煤氣經(jīng)后處理獲得含氫產(chǎn)物氣體，含氫產(chǎn)物氣體通入 所述煤加氫氣化單元中參與煤加氫氣化反應(yīng)。
[0010] 另一方面，本發(fā)明提供一種煤加氫氣化系統(tǒng)，包括煤加氫氣化單元、半焦水煤漿制 備單元和半焦水煤漿氣化單元；其中，
[0011] 所述煤加氫氣化單元用于使原煤粉和含氫反應(yīng)氣體進(jìn)行煤加氫氣化反應(yīng)，獲得半 隹. V?、、 ?
[0012] 所述半焦水煤漿制備單元與所述煤加氫氣化單元連通，所述半焦水煤漿制備單元 利用由所述煤加氫氣化單元輸出的半焦制得半焦水煤漿；
[0013] 所述半焦水煤漿氣化單元分別與所述半焦水煤漿制備單元和所述煤加氫氣化單 元連通，用于使由所述半焦水煤漿制備單元輸出的半焦水煤漿進(jìn)行水煤漿氣化反應(yīng)，獲得 半焦氣化粗煤氣，對半焦氣化粗煤氣進(jìn)行后處理獲得含氫產(chǎn)物氣體，含氫產(chǎn)物氣體通入所 述煤加氫氣化單元中參與煤加氫氣化反應(yīng)。
[0014] 本發(fā)明提供的煤加氫氣化方法中，在半焦水煤漿制備工序中，通過半焦水煤漿制 備單元將在煤加氫氣化工序中獲得的半焦制成半焦水煤漿，在半焦水煤漿氣化工序中，通 過半焦水煤漿氣化單元使在半焦水煤漿制備工序中制得的半焦水煤漿發(fā)生水煤漿氣化反 應(yīng)，獲得半焦氣化粗煤氣，并對半焦氣化粗煤氣進(jìn)行后處理，獲得含氫產(chǎn)物氣體，含氫產(chǎn)物 氣體通入煤加氫氣化單元中，用作含氫反應(yīng)氣體的原料氣體。因此，本發(fā)明提供的煤加氫氣 化方法利用在煤加氫氣化工序中獲得的具有較高的碳含量的半焦生成含氫產(chǎn)物氣體，為煤 加氫氣化工序中的煤加氫氣化反應(yīng)提供原料氣體，與現(xiàn)有技術(shù)中將半焦直接排出相比，有 效地利用了半焦中的碳源，從而提高了煤加氫氣化系統(tǒng)中的碳轉(zhuǎn)化效率。
【附圖說明】
[0015] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0016] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的煤加氫氣化方法的流程示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種半焦水煤漿制備工藝的流程示意圖；
[0018] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種半焦水煤漿制備工藝的流程示意圖；
[0019] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的半焦水煤漿氣化工藝的流程示意圖；
[0020] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的煤加氫氣化工藝的流程示意圖；
[0021] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種煤加氫氣化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種煤加氫氣化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種半焦水煤漿制備單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種半焦水煤漿制備單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 附圖標(biāo)記：
[0026] 10-煤加氫氣化單元， 20-半焦水煤漿制備單元，
[0027] 30-半焦水煤漿氣化單元， 11-煤加氫氣化爐，
[0028] 12-除塵裝置， 13-換熱裝置，
[0029] 14-油品提取裝置， 15-氫氣分離裝置，
[0030] 16-半焦冷卻降壓裝置， 21-半焦研磨裝置，
[0031] 22-煤粉研磨裝置， 23-濕法研磨裝置，
[0032] 24-混合制漿裝置， 25-烘干裝置，
[0033] 26-破碎裝置， 27-振動篩，
[0034] 31-水煤漿氣化爐， 32--氧化碳變換裝置，
[0035] 33-產(chǎn)物氣體凈化裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 為了進(jìn)一步說明本發(fā)明實(shí)施例提供的煤加氫氣化系統(tǒng)及方法，下面結(jié)合說明書附 圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0037] 請參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種煤加氫氣化方法，包括：
[0038] 步驟100、煤加氫氣化工序，原煤粉和含氫反應(yīng)氣體在煤加氫氣化單元中進(jìn)行煤加 氫氣化反應(yīng)，獲得半焦；
[0039] 步驟200、半焦水煤漿制備工序，半焦水煤漿制備單元利用在煤加氫氣化工序中獲 得的半焦制得半焦水煤漿；
[0040] 步驟300、半焦水煤漿氣化工序，半焦水煤漿在半焦水煤漿氣化單元中進(jìn)行水煤漿 氣化反應(yīng)，獲得半焦氣化粗煤氣，半焦氣化粗煤氣經(jīng)后處理獲得含氫產(chǎn)物氣體，含氫產(chǎn)物氣 體通入煤加氫氣化單元中參與煤加氫氣化反應(yīng)。
[0041] 本發(fā)明實(shí)施例提供的煤加氫氣化方法中，在半焦水煤漿制備工序中，通過半焦水 煤漿制備單元將在煤加氫氣化工序中獲得的半焦制成半焦水煤漿，在半焦水煤漿氣化工序 中，通過半焦水煤漿氣化單元使在半焦水煤漿制備工序中制得的半焦水煤漿發(fā)生水煤漿氣 化反應(yīng)，獲得半焦氣化粗煤氣，并對半焦氣化粗煤氣進(jìn)行后處理，獲得含氫產(chǎn)物氣體，含氫 產(chǎn)物氣體通入煤加氫氣化單元中，用作含氫反應(yīng)氣體的原料氣體。因此，本發(fā)明實(shí)施例提供 的煤加氫氣化方法利用在煤加氫氣化工序中獲得的具有較高的碳含量的半焦生成含氫產(chǎn) 物氣體，為煤加氫氣化工序中的煤加氫氣化反應(yīng)提供原料氣體，與現(xiàn)有技術(shù)中將半焦直接 排出相比，有效地利用了半焦中的碳源，從而提高了煤加氫氣化系統(tǒng)中的碳轉(zhuǎn)化效率。
[0042] 另外，本發(fā)明實(shí)施例提供的煤加氫氣化方法通過煤加氫氣化單元、半焦水煤漿制 備單元和半焦水煤漿氣化單元的配合使用，利用煤加氫氣化反應(yīng)獲得的具有較高的碳含量 的半焦生成含氫產(chǎn)物氣體，為煤加氫氣化單元中的煤加氫氣化反應(yīng)提供原料氣體，實(shí)現(xiàn)了 煤加氫氣化系統(tǒng)的氫氣供需平衡，減少了煤加氫氣化系統(tǒng)對外界氫氣的需求量，從而節(jié)約 了成本。
[0043] 再者，本發(fā)明實(shí)施例提供的煤加氫氣化方法通過煤加氫氣化單元、半焦水煤漿制 備單元和半焦水煤漿氣化單元的配合使用，利用煤加氫氣化反應(yīng)獲得的具有較高的碳含量 的半焦生成含氫產(chǎn)物氣體，為煤加氫氣化單元中的煤加氫氣化反應(yīng)提供原料氣體，與現(xiàn)有 技術(shù)中直接將半焦燃燒相比，減少了能源浪費(fèi)，并減少了環(huán)境污染。
[0044] 在上述實(shí)施例中，在煤加氫氣化工序完成后，獲得的半焦為多孔顆粒，親水性較 弱，因而僅使用半焦制得的半焦水煤漿的濃度較低（為40%左右），因此，為了提高半焦水 煤漿的成漿濃度，可以將半焦研磨制得半焦粉，并在半焦水煤漿中還會添加由原煤制得的 制漿煤粉，通過對半焦粉與制漿煤粉進(jìn)行粒度級配，以提高半焦水煤漿的成漿濃度。半焦水 煤漿制備工序可以采用下列兩種方式：
[0045] 方式一，請參閱圖2,半焦水煤漿包括半焦粉和制漿煤粉，半焦水煤漿制備單元包 括半焦研磨裝置和煤粉研磨裝置，半焦水煤漿制備工序包括：
[0046] 步驟210、研磨步驟，通過半焦研磨裝置對在煤加氫氣化工序中獲得的半焦進(jìn)行研 磨以形成半焦粉，通過煤粉研磨裝置對原煤進(jìn)行研磨以形成制漿煤粉，制漿煤粉的平均粒 徑大于半焦粉的平均粒徑；
[0047] 步驟220、半焦水煤漿制備步驟，將半焦粉、制漿煤粉和水混合均勻，制得半焦水煤 漿。
[0048] 具體實(shí)施時，在研磨步驟中，通過半焦研磨裝置對在煤加氫氣化工序中獲得的半 焦進(jìn)行研磨以形成半焦粉之前，還可以對煤加氫氣化工序中獲得的半焦進(jìn)行冷卻降壓，以 方便利用半焦研磨裝置對半焦進(jìn)行研磨；通過煤粉研磨裝置對原煤進(jìn)行研磨以形成制漿煤 粉之前，可以先將原煤置于烘干裝置中進(jìn)行烘干，經(jīng)烘干后的原煤的含水量小于等于8%， 經(jīng)烘干裝置烘干后的原煤