一種低熱值煤炭液化工藝方法
2023-09-10 03:18:15
專利名稱：一種低熱值煤炭液化工藝方法
技術領域：
本發明涉及一種煤炭液化工藝，尤其是涉及一種低熱值煤炭液化工藝方法。
背景技術：
能源安全眾所周知，「高效、潔淨、安全」是當今世界能源利用的制高點。我國儲量較大的低熱值煤炭，如褐煤、夾矸煤、地蠟煤等質量較低的煤都沒有實現 「高效、潔淨和安全」利用。雖然，現有技術中存在利用煤炭進行液化處理工藝，但是該處理工藝要求很高，會要求消費大量的煤、電以及水，並且處理工藝的條件和環境也要求苛刻。例如現有4噸煤、 8噸水、耗電700攝氏度產生一噸油，壓縮機高壓泵為大動力、壓力條件為40mpa，最低反應溫度為470°C。並且，在液化過程中會產生汙染，不易於生態保護和資源的最大利用。
發明內容
本發明設計了一種低熱值煤炭液化工藝方法，其解決的技術問題(1)現有煤炭液化工藝成本高，不利於廣泛推廣；(2)現有煤炭液化工藝未能實現清潔無汙染的液化工藝。為了解決上述存在的技術問題，本發明採用了以下方案 一種低熱值煤炭清潔液化工藝方法，包括以下步驟
步驟1 煤炭製成精粉體；
步驟2 精粉體製成漿體；
步驟3 漿體通過機械射頻波作用下活化；
步驟4 活化產物通過熱分離成重質餾分和輕質餾分；
步驟5 調節重質餾分的各元素比例製成清潔燃料油。進一步，所述步驟4中的重質餾分通過電子射頻波使得分子環鏈斷裂生成短鏈、 直鏈和支鏈的烴類化合物。進一步，所述步驟4中的輕質餾分繼續通過醚化反應器生成高清潔高辛烷值的5 號標準汽油。進一步，所述步驟1中的精粉體為1000目一 3000目。進一步，所述步驟2中漿體通過脫金屬反應器將金屬和重金屬分離出來。另外一種工藝方法，
一種低熱值煤炭清潔液化工藝方法，包括以下步驟
步驟1 煤炭製成精粉體；
步驟2 精粉體製成漿體；
步驟3 漿體通過機械射頻波作用下活化；
步驟4 活化產物通過熱分離成重質餾分和輕質餾分；
步驟5 重質餾分通過電子射頻波使得分子環鏈斷裂生成短鏈、直鏈和支鏈的烴類化合物。該低熱值煤炭液化工藝方法與傳統工藝方法相比，具有以下有益效果
(1)本發明可以實現在低溫、低壓、無強酸鹼進行煤炭液化，並且節能低耗、實現生產出完全無汙染的綠色清潔能源。(2)本發明通過機械射頻波改變物質分子結構，生產出高質量的清潔燃料油和車用柴油。
具體實施例方式下面結合實施例，對本發明做進一步說明 本發明包括以下加工步驟
1、煤炭的制粉過程
將原煤4000大卡左右的煙煤選為液化主要原料，在固體保護劑和氮氣保護制粉，粗粉為1一10目，精粉為1000目，完成制粉體後將物料注入粉體計量反應器，由風壓泵注入準分子物理分離塔，提取標準的精粉體，灰分與硫、鐵等有機物由塔底脫去制氫系統，可作為液化原料的精粉由塔頂溢出進入粉液混合合成系統。2、製漿
準分子物理分離塔頂部溢出的標準粉體物進入質量分配泵按工所需要的粉液比，自動控制後進行混合配置成半生漿物態，由高位到低位混合器，由混合器底部進入循環泵，循環泵與氧化塔循環氧化反應，氧化完成後進入第三工段。3、活化段
活化原理為利用機械化學原理，為機械射頻波作用分子內加熱並引發同介質分子碰撞達到活化改變分子結構的目的。技術流程為由氧化塔底部輸料泵將物料注入活化機前緩衝反應器，在緩衝反應器頂部加入適量的活化劑(為鹼性物質)。1號活化機進入將物料從緩衝反應器底部吸入活化機，完成一級活化後送入2號緩衝罐，在2號活化緩衝反應器頂部將氮氣釋放回收利用。物料從2號緩衝反應器底部進入2號活化機，2號活化機出口可分為雙向，可反回循環活化，也可一次性活化完成，一般設定活化空速為h/t (每小時產量3— 5噸)。活化機動力為30kw/h，射頻頻率大於5萬Hz，速度為光速320000km/s。完成活化後物料進入脫金屬反應器，由活化機出口(壓力為0. 5mpa)由脫金屬反應器頂部壓入，從底部排出進入原料油換熱反應器與四工段熱料交換注入熱分離段(注脫金屬反應器結構為磁力、重力雙作用下將金屬與重金屬分離出)。4、熱分離段利用物質的沸點按餾分不同的理性將其在分離塔中分割出各種組分。工藝流程物料來自第三工段換熱後的物料，由熱油泵注入主反應器(為導熱油換熱反應器)由主反應器底部進入頂部溢出進入分離反應器，由分離反應器中下部注入，由中上部排出返回主反應器底部進行循環加熱。物料受熱後分子膨脹、體積放大、質量變輕，分離反應器頂部氣相物進入餾分分離塔(260°C—300°C氣體進塔)，重質的餾分由分離反應器底部抽出由熱油泵送入原料油換熱反應器底部進入，與原料油冷熱交換後進入第五工段製備清潔發電專用燃料油。分離塔底部300°C餾分由熱油泵送向電子射頻波感應系統精製成高品質的柴油和航空燃料。分離塔頂部的150°C — 200°C餾分經塔頂冷卻器液化後，部分回流作傳質，大部分送入醚化工段精製成高辛烷值、高清潔的汽油系統，最終完成分離段的指標。5、製成清潔工業發電專用燃料油
根據我國環境標準規定的工業爐尾氣排放指標，我們按照現代燃燒技術所要求的技術參數對碳氫化合物的計算組合設計是依照我國節能減排為核心標準進行的。原則是按照碳氫比以及各元素的官能性質和能量釋放轉換過程變化參數，補充缺少的元素。多餘的元素利用改性的方法配加材料，讓其達到標準。有害物質利用對消的方法將其轉變成無害，獲得清潔的燃燒標準。生產技術過程將分離段分離器的底部放出的物料經過換熱後由熱油泵打入配料反應器，在反應器頂部加入丙烷將多餘的浙青質脫除，由輸料泵將物料送入2號反應塔將丙烷回收再利用，塔底的燃料油輸入3號反應器，在反應器的頂部加所需的添加劑(乳化劑)，按適量配置後由3號反應器底部進入乳化機經行乳化剪切完成技術過程，收化反應器可循環剪切，到完成工藝技術指標，生成成品清潔燃料油。6、電子射頻波感應處理
300°C液化煤的餾分為中質芳烴，1一2環芳烴在反應系統中部分獲得飽和，含碳量較高，為了使燃料清潔燃燒再次斷環我們在試驗中選擇了電子射頻作為改變物質結構的工藝特點，實驗表明具有較好的效果。利用電子射頻波作為引發反應物的作用。射頻波物性為光速可穿透各種物質，本次利用射頻波的針入性能射入分子內作為加熱的方法，射頻可滲透到原子核內引發原子核內的質子、電子、中子的運動規律紊亂偏離軌道發生碰撞，從而產生變化使物質官能性質改變。因碰撞引發分子環鏈斷裂生成短鏈、直鏈和支鏈的烴類化合物。工藝流程由分離塔底部排出的餾分為300°C，經冷原料換熱反應器進入電子射頻波系統前的緩衝反應器，在緩衝反應器中加入適量的助融劑，萬分之一的添加量補充適量的氫氣作為缺氫的碳原子補充劑，可使殘留在原料內的含氧物分解為易燃物達到燃料的清潔標準。經過電子射頻波系統照射後的物料可返回再次循環照射，完成工藝後進入系統的分離反應器將支鏈烴從反應器上部出口放底部中的餾分作為優質的車用柴油，按照我國最新的環境指標添加不同的劑，改變提高燃燒性能達到清潔標準。輕質成分為支鏈烴可製備航空燃料另行處理，並將多餘的氫氣回收返回到補氫系統，最終達到電子射頻波效能的設計目的，電子射頻波為可離線射頻。7、醚化工段
醚化是近年來我們根據煤化工技術的不斷深入，一碳化學品市場較豐富，隨著替代石油產品不斷出現，我們將甲醇作為補充能源替代能源的重要組分。為讓大量的一碳化學進入清潔燃料系統，我們研究團隊經近十年來的工業試驗， 最終開發出一套醚化新技術，將利用工業甲醇作為主要原料，在特定條件下轉變為清潔汽油和航空煤油的基礎原料。因醚含氧使燃料能量轉換(非常的清潔)。工藝流程將塔頂溢出的輕質餾分和系統釋放出的氣體，C3、C4、C5和輕芳烴的氣體碎片。輕餾分為Fcc液相輕烷烴和輕芳烴混合物與甲醇氣體在等壓下進入配料反應器， 反應器為夾套式與熱料交換，由圓齒壓縮泵將物料壓入醚化反應器，系統壓力為0. 7mpa、工作溫度為67°C，由1號醚化反應器底部進入，由1號反應器頂部排出進入2號醚化反應器， 由2號醚化反應器頂部排出進入醚化分離塔，沒有反應完全的氣體由塔頂溢出送向燃氣爐導熱油、和幹起發電機組。塔底的產物為高清潔高辛烷值的5號標準汽油，已獲得國家專利，最終完成醚化標準。 上面結合實施例對本發明進行了示例性的描述，顯然本發明的實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種低熱值煤炭液化工藝方法，包括以下步驟 步驟1 煤炭製成精粉體；步驟2 精粉體製成漿體；步驟3 漿體通過機械射頻波作用下活化；步驟4 活化產物通過熱分離成重質餾分和輕質餾分；步驟5 調節重質餾分的各元素比例製成清潔燃料油。
2.根據權利要求1所述低熱值煤炭液化工藝方法，其特徵在於所述步驟4中的重質餾分通過電子射頻波使得分子環鏈斷裂生成短鏈、直鏈和支鏈的烴類化合物。
3.根據權利要求1所述低熱值煤炭液化工藝方法，其特徵在於所述步驟4中的輕質餾分繼續通過醚化反應器生成高清潔高辛烷值的5號標準汽油。
4.根據權利要求1、2或3所述低熱值煤炭液化工藝方法，其特徵在於所述步驟1中的精粉體為1000目一 3000目。
5.根據權利要求1至4任何一項所述低熱值煤炭液化工藝方法，其特徵在於所述步驟2中漿體通過脫金屬反應器將金屬和重金屬分離出來。
6.一種低熱值煤炭液化工藝方法，包括以下步驟 步驟1 煤炭製成精粉體；步驟2 精粉體製成漿體；步驟3 漿體通過機械射頻波作用下活化；步驟4 活化產物通過熱分離成重質餾分和輕質餾分；步驟5 重質餾分通過電子射頻波使得分子環鏈斷裂生成短鏈、直鏈和支鏈的烴類化合物。
全文摘要
本發明涉及一種低熱值煤炭液化工藝方法，包括以下步驟煤炭製成精粉體；精粉體製成漿體；漿體通過機械射頻波作用下活化；活化產物通過熱分離成重質餾分和輕質餾分；調節重質餾分的各元素比例製成清潔燃料油。本發明可以實現在低溫、低壓、無強酸鹼進行煤炭液化，並且節能低耗、實現生產出完全無汙染的綠色清潔能源。
文檔編號C10G1/00GK102260517SQ20111018080
公開日2011年11月30日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者萬波, 吳少章, 熊尚春 申請人:熊尚春