专利名称：一种低热值煤炭液化工艺中的活化系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种煤炭液化工艺，尤其是涉及一种低热值煤炭液化工艺中的活化系统。
背景技术：
能源安全众所周知，“高效、洁净、安全”是当今世界能源利用的制高点。我国储量较大的低热值煤炭，如褐煤、夹矸煤、地蜡煤等质量较低的煤都没有实现 “高效、洁净和安全”利用。虽然，现有技术中存在利用煤炭进行液化处理工艺，但是该处理工艺要求很高，会要求消费大量的煤、电以及水，并且处理工艺的条件和环境也要求苛刻。例如现有4吨煤、 8吨水、耗电700摄氏度产生一吨油，压缩机高压泵为大动力、压力条件为40mpa，最低反应温度为470°C。并且，在液化过程中会产生污染，不易于生态保护和资源的最大利用。
发明内容
本发明设计了一种低热值煤炭液化工艺中的活化系统，其解决的技术问题(1) 现有煤炭液化工艺成本高，不利于广泛推广；(2)现有煤炭液化工艺未能实现清洁无污染的液化工艺。为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案
一种低热值煤炭液化工艺中的活化系统，低热值煤炭浆体依次经过活化机、缓冲反应罐以及料换热反应器生成的反应物料最终进入热分离系统生成重质馏分和轻质馏分，所述活化机通过机械射频波作用低热值煤炭浆体。进一步，所述活化机和所述缓冲反应罐为多套，低热值煤炭浆体每经过活化机活化处理后都需要再进入所述缓冲反应罐中进行反应。进一步，所述活化机出口为双向出口，可返回循环进行再次活化。进一步，所述活化机动力为30kw/h，射频频率大于5万Hz，速度为光速320000km/s。进一步，灰分制氢系统产生的氢气通过压缩机输入至所述缓冲反应罐中，补氢气可使不饱和芳烃达到饱和，生成烷烃。进一步，所述缓冲反应罐与所述原料换热反应器之间还设有一脱金属反应器。该低热值煤炭液化工艺中的活化系统与传统工艺方法相比，具有以下有益效果 (1)本发明对低热值煤炭浆体进行充分活化的技术方案，可以实现在低温、低压、无强
酸碱进行煤炭液化，并且节能低耗、实现生产出完全无污染的绿色清洁能源。(2)本发明采用多套活化机和缓冲反应罐可以使得低热值煤炭浆体进行充分活化，确保生成物可以进行充分的热分离。(3)本发明通过机械射频波改变物质分子结构，生产出高质量的清洁燃料油和车用柴油。
图1是本发明低热值煤炭液化工艺中的活化系统部件连接示意图。附图标记说明
1一氧化塔；2—第一活化机；3—第一缓冲反应罐；4一第二活化机；5—第二缓冲反应罐；6—原料换热反应器；7—压缩机；8—灰分制氢系统。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明做进一步说明 本发明包括以下加工步骤
1、煤炭的制粉过程
将原煤4000大卡左右的烟煤选为液化主要原料，在固体保护剂和氮气保护制粉，粗粉为1一10目，精粉为1000目，完成制粉体后将物料注入粉体计量反应器，由风压泵注入准分子物理分离塔，提取标准的精粉体，灰分与硫、铁等有机物由塔底脱去制氢系统，可作为液化原料的精粉由塔顶溢出进入粉液混合合成系统。2、制浆
准分子物理分离塔顶部溢出的标准粉体物进入质量分配泵按工所需要的粉液比，自动控制后进行混合配置成半生浆物态，由高位到低位混合器，由混合器底部进入循环泵，循环泵与氧化塔循环氧化反应，氧化完成后进入第三工段。3、活化段
如图1所示，活化原理为利用机械化学原理，为机械射频波作用分子内加热并引发同介质分子碰撞达到活化改变分子结构的目的。技术流程为由氧化塔1底部的输料泵将物料注入第一活化机2进行活化，第一活化机2进入将活化物料送入第一缓冲反应罐3，完成一级活化后再送入第二活化机4和第二缓冲反应罐5，在第二缓冲反应罐5顶部将氮气释放回收利用。在缓冲反应器顶部加入适量的活化剂(为碱性物质)。第二活化机4出口可分为双向，可反回循环活化，也可一次性活化完成，一般设定活化空速为h/t(每小时产量3—5吨)。 活化机动力为30kw/h，射频频率大于5万Hz，速度为光速320000km/s。经过第二缓冲反应罐5完成活化物料进入脱金属反应器，从底部排出进入原料油换热反应器与四工段热料交换注入热分离段(注脱金属反应器结构为磁力、重力双作用下将金属与重金属分离出)。缓冲反应罐主要是起到控制时间空速的作用；活化剂起到引发电子离域效应作用。4、热分离段利用物质的沸点按馏分不同的理性将其在分离塔中分割出各种组分。工艺流程物料来自第三工段换热后的物料，由热油泵注入主反应器(为导热油换热反应器)由主反应器底部进入顶部溢出进入分离反应器，由分离反应器中下部注入，由中上部排出返回主反应器底部进行循环加热。物料受热后分子膨胀、体积放大、质量变轻，分离反应器顶部气相物进入馏分分离塔(260°C—300°C气体进塔)，重质的馏分由分离反应器底部抽出由热油泵送入原料油换热反应器底部进入，与原料油冷热交换后进入第五工段制备清洁发电专用燃料油。分离塔底部300°C馏分由热油泵送向电子射频波感应系统精制成高品质的柴油和航空燃料。分离塔顶部的150°C — 200°C馏分经塔顶冷却器液化后，部分回流作传质，大部分送入醚化工段精制成高辛烷值、高清洁的汽油系统，最终完成分离段的指标。5、制成清洁工业发电专用燃料油
根据我国环境标准规定的工业炉尾气排放指标，我们按照现代燃烧技术所要求的技术参数对碳氢化合物的计算组合设计是依照我国节能减排为核心标准进行的。原则是按照碳氢比以及各元素的官能性质和能量释放转换过程变化参数，补充缺少的元素。多余的元素利用改性的方法配加材料，让其达到标准。有害物质利用对消的方法将其转变成无害，获得清洁的燃烧标准。生产技术过程将分离段分离器的底部放出的物料经过换热后由热油泵打入配料反应器，在反应器顶部加入丙烷将多余的浙青质脱除，由输料泵将物料送入2号反应塔将丙烷回收再利用，塔底的燃料油输入3号反应器，在反应器的顶部加所需的添加剂(乳化剂)，按适量配置后由3号反应器底部进入乳化机经行乳化剪切完成技术过程，收化反应器可循环剪切，到完成工艺技术指标，生成成品清洁燃料油。6、电子射频波感应处理
300°C液化煤的馏分为中质芳烃，1一2环芳烃在反应系统中部分获得饱和，含碳量较高，为了使燃料清洁燃烧再次断环我们在试验中选择了电子射频作为改变物质结构的工艺特点，实验表明具有较好的效果。利用电子射频波作为引发反应物的作用。射频波物性为光速可穿透各种物质，本次利用射频波的针入性能射入分子内作为加热的方法，射频可渗透到原子核内引发原子核内的质子、电子、中子的运动规律紊乱偏离轨道发生碰撞，从而产生变化使物质官能性质改变。因碰撞引发分子环链断裂生成短链、直链和支链的烃类化合物。工艺流程由分离塔底部排出的馏分为300°C，经冷原料换热反应器进入电子射频波系统前的缓冲反应器，在缓冲反应器中加入适量的助融剂，万分之一的添加量补充适量的氢气作为缺氢的碳原子补充剂，可使残留在原料内的含氧物分解为易燃物达到燃料的清洁标准。经过电子射频波系统照射后的物料可返回再次循环照射，完成工艺后进入系统的分离反应器将支链烃从反应器上部出口放底部中的馏分作为优质的车用柴油，按照我国最新的环境指标添加不同的剂，改变提高燃烧性能达到清洁标准。轻质成分为支链烃可制备航空燃料另行处理，并将多余的氢气回收返回到补氢系统，最终达到电子射频波效能的设计目的，电子射频波为可离线射频。7、醚化工段
醚化是近年来我们根据煤化工技术的不断深入，一碳化学品市场较丰富，随着替代石油产品不断出现，我们将甲醇作为补充能源替代能源的重要组分。为让大量的一碳化学进入清洁燃料系统，我们研究团队经近十年来的工业试验， 最终开发出一套醚化新技术，将利用工业甲醇作为主要原料，在特定条件下转变为清洁汽油和航空煤油的基础原料。因醚含氧使燃料能量转换(非常的清洁)。工艺流程将塔顶溢出的轻质馏分和系统释放出的气体，C3、C4、C5和轻芳烃的气体碎片。轻馏分为Fcc液相轻烷烃和轻芳烃混合物与甲醇气体在等压下进入配料反应器， 反应器为夹套式与热料交换，由圆齿压缩泵将物料压入醚化反应器，系统压力为0. 7mpa、工作温度为67°C，由1号醚化反应器底部进入，由1号反应器顶部排出进入2号醚化反应器， 由2号醚化反应器顶部排出进入醚化分离塔，没有反应完全的气体由塔顶溢出送向燃气炉导热油、和干起发电机组。塔底的产物为高清洁高辛烷值的5号标准汽油，已获得国家专利，最终完成醚化标准。 上面结合实施例对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种低热值煤炭液化工艺中的活化系统，其特征在于低热值煤炭浆体依次经过活化机、缓冲反应罐以及料换热反应器(6)生成的反应物料最终进入热分离系统生成重质馏分和轻质馏分，所述活化机通过机械射频波作用低热值煤炭浆体。
2.根据权利要求1所述低热值煤炭液化工艺中的活化系统，其特征在于所述活化机和所述缓冲反应罐为多套，低热值煤炭浆体每经过活化机活化处理后都需要再进入所述缓冲反应罐中进行反应。
3.根据权利要求2所述低热值煤炭液化工艺中的活化系统，其特征在于所述活化机出口为双向出口，可返回循环进行再次活化。
4.根据权利要求3所述低热值煤炭液化工艺中的活化系统，其特征在于所述活化机动力为30kw/h，射频频率大于5万Hz，速度为光速320000km/s。
5.根据权利要求1至4中任何一项所述低热值煤炭液化工艺中的活化系统，其特征在于灰分制氢系统(8)产生的氢气通过压缩机(7)输入至所述缓冲反应罐中。
6.根据权利要求1至5中任何一项所述低热值煤炭液化工艺中的活化系统，其特征在于所述缓冲反应罐与所述原料换热反应器(6)之间还设有一脱金属反应器。
全文摘要
本发明涉及一种低热值煤炭液化工艺中的活化系统，其特征在于低热值煤炭浆体依次经过活化机、缓冲反应罐以及料换热反应器生成的反应物料最终进入热分离系统生成重质馏分和轻质馏分，所述活化机通过机械射频波作用低热值煤炭浆体。本发明对低热值煤炭浆体进行充分活化的技术方案，可以实现在低温、低压、无强酸碱进行煤炭液化，并且节能低耗、实现生产出完全无污染的绿色清洁能源。
文档编号C10G1/00GK102277187SQ20111020149
公开日2011年12月14日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者万波, 吴少章, 熊尚春 申请人:熊尚春