一种煤制油及煤气发电联产装置及方法_2

文档序号:8510219阅读:来源:国知局
进行控制;
[0026]4)深度除尘器顶部输出的含焦油煤气进入焦油回收洗涤塔进行油气混合流体的初步分离,分离所得的重质焦油通过焦油回收洗涤塔底部出口进入重质焦油收集器,焦油回收洗涤塔顶部出口与煤气深度冷凝净化塔入口相连接,经过初步油气分离的煤气进入煤气深度冷凝净化塔进行油-气两相的深度净化分离,煤气深度冷凝净化塔顶部脱油煤气出口与煤气预热器入口相连接,煤气深度冷凝净化塔底部轻质焦油出口与轻质焦油收集器入口相连接;
[0027]5)重质焦油、轻质焦油送入焦油储罐、油缓冲罐,经焦油脱水、脱盐塔、焦油脱灰塔进行脱水、脱盐脱灰后进入后续的煤焦油加氢单元进行全馏分加氢深度转化,煤焦油依次经过悬浮床加氢裂化反应塔加氢、加氢裂化产物热高压分离塔输出的气态轻组分与减压蒸馏塔塔顶输出的减压蒸馏轻组分汇合后进入固定床加氢精制反应塔进行加氢精制反应,后经冷高压分馏塔、加氢精制产物分离塔最终的产物分别进入石脑油收集罐、柴油收集装置,其中石脑油占比10?25wt%,柴油占比55?65wt%,液化气占比2?5wt% ;
[0028]6)煤气深度冷凝净化塔产生的煤气送入煤气预热器预热后再送入煤气-空气预混器,经过烟气预热的助燃空气分为两路,一路由锅炉底部进入锅炉炉膛,另一路则与预热后的煤气在煤气-空气预混器中进行预混后经燃气注入喷嘴进入锅炉燃烧,进入锅炉(36)中的粗煤气热值为4000?8000kJ/Nm3,粗煤气燃烧所需的空气量为1.0?2.0Nm3干空气/Nm3干煤气,粗煤气燃烧的空气过量系数为1.02?1.15,炉膛中粗煤气燃烧的烟气量为
2.0?3.0Nm3烟气/Nm3干煤气,烟气温度范围为1500?1700°C,保证炉膛辐射换热的炉膛黑度值为0.5?0.9,锅炉炉膛出口烟气温度范围为950?1150°C。产生的1500?1700°C的高温烟气依次经过锅炉内的辐射换热及对流换热之后最终温度降低至100?140°C,低温烟气经引风机加压后经过烟囱排空,锅炉产生的17?18MPa,540?545°C的过热蒸汽进入过热蒸汽高压透平中膨胀做功,热蒸汽高压透平出口与锅炉的再热换热器入口相连接,锅炉再热换热器产生的3.2?3.5MPa,540?545°C的再热蒸汽进入再热蒸汽中压透平中膨胀做功,再热蒸汽中压透平、过热蒸汽高压透平通过联轴器连接,共同驱动发电机组发电。
[0029]所述的焦油回收洗涤塔顶部设有以焦油组份中馏程230?300°C的馏分洗油作为洗涤液的喷洒系统,洗涤塔内还装填有吸附填料床层,采用表面具有大量极性基团的亲油疏水性改性纤维球、芳香基共聚物/交联树脂高分子聚合物材料为吸附剂。
[0030]所述的煤气深度冷凝净化塔所采用的制冷剂是由盐水与乙醇、乙二醇、甘油中的一种或几种根据煤气中低分子烃类、酚类含量及种类所配制的V(盐水):v(乙醇):v(乙二醇/甘油)=(4.0?8.0): (1.0?3.5): (0.5?4.0)的复合制冷剂。
[0031]本发明与直接燃煤发电技术相比,可实现以下有益的结果:
[0032]I)将煤基清洁燃料制备与燃气发电技术进行了高度集成;
[0033]2)实现了煤炭资源的高效、清洁及梯级利用;
[0034]3)煤气进锅炉直接燃烧,所需的空气过量系数较小,燃烧温度低于燃煤温度,可大幅削减热力型NOx生成,降低燃烧烟气产生量,由于燃料是煤气,因此无燃料型NOx、快速型NOx生成;
[0035]4)热解煤气进锅炉燃烧所产生的烟气中PM2.5及PMltl等可吸入颗粒物浓度极低,可实现S02、NOx低浓度排放,同时燃烧烟气中几乎不含铅、铬、镉、砷、汞等重金属。
[0036]本发明煤提取煤焦油及制煤气集成装置子系统焦油收率大于15wt%,系统干煤气组成为 -H21 ?20vol%, CO 15 ?25vol%, CH4I ?2.5vol%, C026 ?1vol%, N250 ?55vol%, H2S 0.01 ?0.06vol%, NH30.05 ?0.2vol%, CnHm 0.1 ?0.5vol% ;电厂锅炉中粗煤气燃烧所需的理论空气量为1.0?2.0Nm3干空气/Nm3干煤气,粗煤气燃烧的空气过量系数为1.02?1.15 ;电厂锅炉中粗煤气燃烧的理论烟气量为2.0?3.0Nm3烟气/Nm3干煤气,实际烟气温度范围为1500?1700°C,电厂锅炉炉膛出口烟气温度范围为950?1150°C;电厂锅炉中粗煤气燃烧产生的烟气组成为:C0210?25vol% ;H20 10?20vol% ;N255?70vol % O2I?2vol %,30)(小于0.lppm,与之对应的炉膛黑度为0.7?0.9 ;粗煤气预热温度为150?300°C,空气预热温度为300?400°C。
【附图说明】
[0037]图1为本发明的整体结构示意图。
[0038]图中:1、原料煤贮仓2、气力输煤管3、加压连续进料器4、气化段5、热解段6、内置气-固分流器7、内置返料管8、余碳转化器9、含碳颗粒控制器1、含碳颗粒循环器11、深度除尘器12、细灰返料器13、含碳颗粒循环速率控制器14、细灰返料速率控制器15、焦油回收洗涤塔16、重质焦油收集器17、煤气深度冷凝净化塔18、轻质焦油收集器19、焦油储罐20、焦油缓冲罐21、焦油脱水、脱盐塔进料泵22、焦油脱灰塔进料泵23、悬浮床加氢裂化反应塔进料泵24、焦油脱水、脱盐塔25、焦油脱灰塔26、悬浮床加氢裂化反应塔27、热高压分离塔28、减压蒸馏塔29、固定床加氢精制反应塔30、固定床加氢精制反应塔进料泵31、柴油收集罐32、加氢精制产物分馏塔33、石脑油收集罐34、煤气预热器35、煤气-空气预混器36、电厂锅炉37、过热蒸汽高压透平38、再热蒸汽中压透平39、发电机组40、排烟引风机41、烟囱42、加氢精制产物分馏塔43、原煤两级提质转化耦合反应器44、原煤两级提质转化耦合反应器粉煤进料喷嘴45、焦油回收洗涤塔入口 46、焦油回收洗涤塔底部出口 47、重质焦油收集器入口 48、焦油回收洗涤塔顶部出口 49、气深度冷凝净化塔入口 50、煤气深度冷凝净化塔顶部出口 51、煤气预热器(34)入口 52、煤气深度冷凝净化塔底部出口 53、重质焦油收集器出口 54、轻质焦油收集器(18)出口 55、焦油储罐入口 56、焦油储罐出口 57、焦油缓冲罐的入口 58、焦油缓冲罐出口 59、焦油脱水、脱盐塔出口 60、焦油脱灰塔出口 61、悬浮床加氢裂化反应塔顶出口 62、热高压分离塔入口 63、热高压分离塔底重质产物出口 64、减压蒸馏塔入口 65、热高压分离塔塔顶出口 66、固定床加氢精制反应塔出口 67、冷高压分离塔入口68、冷高压分离塔顶出口 69、尾气净化处理器70、尾气净化处理器入口 71、冷高压分离塔底产物出口 72、加氢精制产物分馏塔入口 73、加氢精制产物分馏塔石脑油馏分出口 74、加氢精制产物分馏塔柴油馏分出口 75、石脑油收集罐的入口 76、柴油收集罐的入口 77-79、电厂锅炉燃气注入喷嘴
【具体实施方式】
[0039]为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明晰,下面结合附图及实施例,对本发明所申请公开的一种煤制油及煤气发电联产装置及方法进行进一步详细说明。
[0040]参见图1,包括煤提取煤焦油及制煤气集成装置子系统、煤焦油制取清洁燃料子系统、煤气燃烧发电子系统;
[0041]所述的煤提取煤焦油及制煤气集成装置子系统包括依次相连的进料单元、原煤提质转化单元、原煤提质转化反应产物分离净化单元;
[0042]所述的煤焦油制取清洁燃料子系统包括依次相连的煤焦油预处理单元、煤焦油加氢单元、煤焦油加氢产物分离提纯单元;
[0043]所述的煤气燃烧发电子系统包括蒸汽发生单元以及与其相连的朗肯-再热循环发电单元。
[0044]其中进料单元包括依次相连的原料煤贮仓1、气力输煤管2和在0.1?1.0MPa条件下实现粉煤的连续稳定进料加压连续进料器3 ;
[0045]原煤提质转化单元包括内腔有气化段4和热解段5的原煤两级提质转化耦合反应器43,加压连续进料器3与气化段相连,在原煤两级提质转化耦合反应器43内的热解段5上端设置有气-固分流器6以及与气-固分流器6相连的内置返料管7,内置反料管7的下端与气化段4相连通,原煤两级提质转化耦合反应器43的下端出口与余碳转化器8相连;
[0046]原煤提质转化反应产物分离净化单元包括与原煤两级提质转化耦合反应器43气体出口相连的含碳颗粒控制器9,含碳颗粒控制器9的下端的出口、上端出口分别与含碳颗粒循环器10、深度除尘器11相连,深度除尘器11下端的出口、上端出口分别与细灰返料器12、焦油回收洗涤塔15相连,焦油回收洗涤塔15下端的出口、上端出口分别与重质焦油收集器16、煤气深度冷凝净化塔17相连,煤气深度冷凝净化塔17下端出口、上端出口分别与轻质焦
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