專利名稱：一種低熱值煤炭液化工藝中的活化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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中的活化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能源安全眾所周知，“高效、潔凈、安全”是當(dāng)今世界能源利用的制高點(diǎn)。我國儲(chǔ)量較大的低熱值煤炭，如褐煤、夾矸煤、地蠟煤等質(zhì)量較低的煤都沒有實(shí)現(xiàn) “高效、潔凈和安全”利用。雖然，現(xiàn)有技術(shù)中存在利用煤炭進(jìn)行液化處理工藝，但是該處理工藝要求很高，會(huì)要求消費(fèi)大量的煤、電以及水，并且處理工藝的條件和環(huán)境也要求苛刻。例如現(xiàn)有4噸煤、 8噸水、耗電700攝氏度產(chǎn)生一噸油，壓縮機(jī)高壓泵為大動(dòng)力、壓力條件為40mpa，最低反應(yīng)溫度為470°C。并且，在液化過程中會(huì)產(chǎn)生污染，不易于生態(tài)保護(hù)和資源的最大利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種低熱值煤炭液化工藝中的活化系統(tǒng)，其解決的技術(shù)問題(1) 現(xiàn)有煤炭液化工藝成本高，不利于廣泛推廣；(2)現(xiàn)有煤炭液化工藝未能實(shí)現(xiàn)清潔無污染的液化工藝。為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案
一種低熱值煤炭液化工藝中的活化系統(tǒng)，低熱值煤炭漿體依次經(jīng)過活化機(jī)、緩沖反應(yīng)罐以及料換熱反應(yīng)器生成的反應(yīng)物料最終進(jìn)入熱分離系統(tǒng)生成重質(zhì)餾分和輕質(zhì)餾分，所述活化機(jī)通過機(jī)械射頻波作用低熱值煤炭漿體。進(jìn)一步，所述活化機(jī)和所述緩沖反應(yīng)罐為多套，低熱值煤炭漿體每經(jīng)過活化機(jī)活化處理后都需要再進(jìn)入所述緩沖反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)。進(jìn)一步，所述活化機(jī)出口為雙向出口，可返回循環(huán)進(jìn)行再次活化。進(jìn)一步，所述活化機(jī)動(dòng)力為30kw/h，射頻頻率大于5萬Hz，速度為光速320000km/s。進(jìn)一步，灰分制氫系統(tǒng)產(chǎn)生的氫氣通過壓縮機(jī)輸入至所述緩沖反應(yīng)罐中，補(bǔ)氫氣可使不飽和芳烴達(dá)到飽和，生成烷烴。進(jìn)一步，所述緩沖反應(yīng)罐與所述原料換熱反應(yīng)器之間還設(shè)有一脫金屬反應(yīng)器。該低熱值煤炭液化工藝中的活化系統(tǒng)與傳統(tǒng)工藝方法相比，具有以下有益效果 (1)本發(fā)明對(duì)低熱值煤炭漿體進(jìn)行充分活化的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)在低溫、低壓、無強(qiáng)
酸堿進(jìn)行煤炭液化，并且節(jié)能低耗、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)出完全無污染的綠色清潔能源。(2)本發(fā)明采用多套活化機(jī)和緩沖反應(yīng)罐可以使得低熱值煤炭漿體進(jìn)行充分活化，確保生成物可以進(jìn)行充分的熱分離。(3)本發(fā)明通過機(jī)械射頻波改變物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)出高質(zhì)量的清潔燃料油和車用柴油。


圖1是本發(fā)明低熱值煤炭液化工藝中的活化系統(tǒng)部件連接示意圖。附圖標(biāo)記說明
1一氧化塔；2—第一活化機(jī)；3—第一緩沖反應(yīng)罐；4一第二活化機(jī)；5—第二緩沖反應(yīng)罐；6—原料換熱反應(yīng)器；7—壓縮機(jī)；8—灰分制氫系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明 本發(fā)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(hù)劑和氮?dú)獗Ｗo(hù)制粉，粗粉為1一10目，精粉為1000目，完成制粉體后將物料注入粉體計(jì)量反應(yīng)器，由風(fēng)壓泵注入準(zhǔn)分子物理分離塔，提取標(biāo)準(zhǔn)的精粉體，灰分與硫、鐵等有機(jī)物由塔底脫去制氫系統(tǒng)，可作為液化原料的精粉由塔頂溢出進(jìn)入粉液混合合成系統(tǒng)。2、制漿
準(zhǔn)分子物理分離塔頂部溢出的標(biāo)準(zhǔn)粉體物進(jìn)入質(zhì)量分配泵按工所需要的粉液比，自動(dòng)控制后進(jìn)行混合配置成半生漿物態(tài)，由高位到低位混合器，由混合器底部進(jìn)入循環(huán)泵，循環(huán)泵與氧化塔循環(huán)氧化反應(yīng)，氧化完成后進(jìn)入第三工段。3、活化段
如圖1所示，活化原理為利用機(jī)械化學(xué)原理，為機(jī)械射頻波作用分子內(nèi)加熱并引發(fā)同介質(zhì)分子碰撞達(dá)到活化改變分子結(jié)構(gòu)的目的。技術(shù)流程為由氧化塔1底部的輸料泵將物料注入第一活化機(jī)2進(jìn)行活化，第一活化機(jī)2進(jìn)入將活化物料送入第一緩沖反應(yīng)罐3，完成一級(jí)活化后再送入第二活化機(jī)4和第二緩沖反應(yīng)罐5，在第二緩沖反應(yīng)罐5頂部將氮?dú)忉尫呕厥绽?。在緩沖反應(yīng)器頂部加入適量的活化劑(為堿性物質(zhì))。第二活化機(jī)4出口可分為雙向，可反回循環(huán)活化，也可一次性活化完成，一般設(shè)定活化空速為h/t(每小時(shí)產(chǎn)量3—5噸)。 活化機(jī)動(dòng)力為30kw/h，射頻頻率大于5萬Hz，速度為光速320000km/s。經(jīng)過第二緩沖反應(yīng)罐5完成活化物料進(jìn)入脫金屬反應(yīng)器，從底部排出進(jìn)入原料油換熱反應(yīng)器與四工段熱料交換注入熱分離段(注脫金屬反應(yīng)器結(jié)構(gòu)為磁力、重力雙作用下將金屬與重金屬分離出)。緩沖反應(yīng)罐主要是起到控制時(shí)間空速的作用；活化劑起到引發(fā)電子離域效應(yīng)作用。4、熱分離段利用物質(zhì)的沸點(diǎn)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后的物料，由熱油泵注入主反應(yīng)器(為導(dǎo)熱油換熱反應(yīng)器)由主反應(yīng)器底部進(jìn)入頂部溢出進(jìn)入分離反應(yīng)器，由分離反應(yīng)器中下部注入，由中上部排出返回主反應(yīng)器底部進(jìn)行循環(huán)加熱。物料受熱后分子膨脹、體積放大、質(zhì)量變輕，分離反應(yīng)器頂部氣相物進(jìn)入餾分分離塔(260°C—300°C氣體進(jìn)塔)，重質(zhì)的餾分由分離反應(yīng)器底部抽出由熱油泵送入原料油換熱反應(yīng)器底部進(jìn)入，與原料油冷熱交換后進(jìn)入第五工段制備清潔發(fā)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(yīng)系統(tǒng)精制成高品質(zhì)的柴油和航空燃料。分離塔頂部的150°C — 200°C餾分經(jīng)塔頂冷卻器液化后，部分回流作傳質(zhì)，大部分送入醚化工段精制成高辛烷值、高清潔的汽油系統(tǒng)，最終完成分離段的指標(biāo)。5、制成清潔工業(yè)發(fā)電專用燃料油
根據(jù)我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的工業(yè)爐尾氣排放指標(biāo)，我們按照現(xiàn)代燃燒技術(shù)所要求的技術(shù)參數(shù)對(duì)碳?xì)浠衔锏挠?jì)算組合設(shè)計(jì)是依照我國節(jié)能減排為核心標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的。原則是按照碳?xì)浔纫约案髟氐墓倌苄再|(zhì)和能量釋放轉(zhuǎn)換過程變化參數(shù)，補(bǔ)充缺少的元素。多余的元素利用改性的方法配加材料，讓其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。有害物質(zhì)利用對(duì)消的方法將其轉(zhuǎn)變成無害，獲得清潔的燃燒標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)技術(shù)過程將分離段分離器的底部放出的物料經(jīng)過換熱后由熱油泵打入配料反應(yīng)器，在反應(yīng)器頂部加入丙烷將多余的浙青質(zhì)脫除，由輸料泵將物料送入2號(hào)反應(yīng)塔將丙烷回收再利用，塔底的燃料油輸入3號(hào)反應(yīng)器，在反應(yīng)器的頂部加所需的添加劑(乳化劑)，按適量配置后由3號(hào)反應(yīng)器底部進(jìn)入乳化機(jī)經(jīng)行乳化剪切完成技術(shù)過程，收化反應(yīng)器可循環(huán)剪切，到完成工藝技術(shù)指標(biāo)，生成成品清潔燃料油。6、電子射頻波感應(yīng)處理
300°C液化煤的餾分為中質(zhì)芳烴，1一2環(huán)芳烴在反應(yīng)系統(tǒng)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(huán)我們?cè)谠囼?yàn)中選擇了電子射頻作為改變物質(zhì)結(jié)構(gòu)的工藝特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)表明具有較好的效果。利用電子射頻波作為引發(fā)反應(yīng)物的作用。射頻波物性為光速可穿透各種物質(zhì)，本次利用射頻波的針入性能射入分子內(nèi)作為加熱的方法，射頻可滲透到原子核內(nèi)引發(fā)原子核內(nèi)的質(zhì)子、電子、中子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律紊亂偏離軌道發(fā)生碰撞，從而產(chǎn)生變化使物質(zhì)官能性質(zhì)改變。因碰撞引發(fā)分子環(huán)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(jīng)冷原料換熱反應(yīng)器進(jìn)入電子射頻波系統(tǒng)前的緩沖反應(yīng)器，在緩沖反應(yīng)器中加入適量的助融劑，萬分之一的添加量補(bǔ)充適量的氫氣作為缺氫的碳原子補(bǔ)充劑，可使殘留在原料內(nèi)的含氧物分解為易燃物達(dá)到燃料的清潔標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過電子射頻波系統(tǒng)照射后的物料可返回再次循環(huán)照射，完成工藝后進(jìn)入系統(tǒng)的分離反應(yīng)器將支鏈烴從反應(yīng)器上部出口放底部中的餾分作為優(yōu)質(zhì)的車用柴油，按照我國最新的環(huán)境指標(biāo)添加不同的劑，改變提高燃燒性能達(dá)到清潔標(biāo)準(zhǔn)。輕質(zhì)成分為支鏈烴可制備航空燃料另行處理，并將多余的氫氣回收返回到補(bǔ)氫系統(tǒng)，最終達(dá)到電子射頻波效能的設(shè)計(jì)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(jù)煤化工技術(shù)的不斷深入，一碳化學(xué)品市場(chǎng)較豐富，隨著替代石油產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，我們將甲醇作為補(bǔ)充能源替代能源的重要組分。為讓大量的一碳化學(xué)進(jìn)入清潔燃料系統(tǒng)，我們研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)近十年來的工業(yè)試驗(yàn)， 最終開發(fā)出一套醚化新技術(shù)，將利用工業(yè)甲醇作為主要原料，在特定條件下轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵠秃秃娇彰河偷幕A(chǔ)原料。因醚含氧使燃料能量轉(zhuǎn)換(非常的清潔)。工藝流程將塔頂溢出的輕質(zhì)餾分和系統(tǒng)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?xì)怏w在等壓下進(jìn)入配料反應(yīng)器， 反應(yīng)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(yīng)器，系統(tǒng)壓力為0. 7mpa、工作溫度為67°C，由1號(hào)醚化反應(yīng)器底部進(jìn)入，由1號(hào)反應(yīng)器頂部排出進(jìn)入2號(hào)醚化反應(yīng)器， 由2號(hào)醚化反應(yīng)器頂部排出進(jìn)入醚化分離塔，沒有反應(yīng)完全的氣體由塔頂溢出送向燃?xì)鉅t導(dǎo)熱油、和干起發(fā)電機(jī)組。塔底的產(chǎn)物為高清潔高辛烷值的5號(hào)標(biāo)準(zhǔn)汽油，已獲得國家專利，最終完成醚化標(biāo)準(zhǔn)。 上面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種低熱值煤炭液化工藝中的活化系統(tǒng)，其特征在于低熱值煤炭漿體依次經(jīng)過活化機(jī)、緩沖反應(yīng)罐以及料換熱反應(yīng)器(6)生成的反應(yīng)物料最終進(jìn)入熱分離系統(tǒng)生成重質(zhì)餾分和輕質(zhì)餾分，所述活化機(jī)通過機(jī)械射頻波作用低熱值煤炭漿體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述低熱值煤炭液化工藝中的活化系統(tǒng)，其特征在于所述活化機(jī)和所述緩沖反應(yīng)罐為多套，低熱值煤炭漿體每經(jīng)過活化機(jī)活化處理后都需要再進(jìn)入所述緩沖反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述低熱值煤炭液化工藝中的活化系統(tǒng)，其特征在于所述活化機(jī)出口為雙向出口，可返回循環(huán)進(jìn)行再次活化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述低熱值煤炭液化工藝中的活化系統(tǒng)，其特征在于所述活化機(jī)動(dòng)力為30kw/h，射頻頻率大于5萬Hz，速度為光速320000km/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述低熱值煤炭液化工藝中的活化系統(tǒng)，其特征在于灰分制氫系統(tǒng)(8)產(chǎn)生的氫氣通過壓縮機(jī)(7)輸入至所述緩沖反應(yīng)罐中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)所述低熱值煤炭液化工藝中的活化系統(tǒng)，其特征在于所述緩沖反應(yīng)罐與所述原料換熱反應(yīng)器(6)之間還設(shè)有一脫金屬反應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低熱值煤炭液化工藝中的活化系統(tǒng)，其特征在于低熱值煤炭漿體依次經(jīng)過活化機(jī)、緩沖反應(yīng)罐以及料換熱反應(yīng)器生成的反應(yīng)物料最終進(jìn)入熱分離系統(tǒng)生成重質(zhì)餾分和輕質(zhì)餾分，所述活化機(jī)通過機(jī)械射頻波作用低熱值煤炭漿體。本發(fā)明對(duì)低熱值煤炭漿體進(jìn)行充分活化的技術(shù)方案，可以實(shí)現(xiàn)在低溫、低壓、無強(qiáng)酸堿進(jìn)行煤炭液化，并且節(jié)能低耗、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)出完全無污染的綠色清潔能源。
文檔編號(hào)C10G1/00GK102277187SQ20111020149
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者萬波, 吳少章, 熊尚春 申請(qǐng)人:熊尚春