一種煤制油及煤氣發電聯產裝置及方法制造方法及圖紙

一種煤制油及煤氣發電聯產裝置及方法,包括煤提取煤焦油及制煤氣集成裝置子系統、煤焦油制取清潔燃料子系統、煤氣燃燒發電子系統。其中，煤提取煤焦油及制煤氣集成裝置子系統包括進料單元、原煤提質轉化單元、原煤提質轉化反應產物分離凈化單元；煤焦油制取清潔燃料子系統包括煤焦油預處理單元、煤焦油加氫單元、煤焦油加氫產物分離提純單元；煤氣燃燒發電子系統包括蒸汽發生單元、朗肯-再熱循環發電單元。本發明專利技術實現了煤氣發電技術與制取清潔燃料技術的高度耦合，從根本上實現了煤炭資源的梯級利用、多元轉化及高效清潔轉化利用。具有原料煤適應性廣、不產生二次污染、鍋爐煙氣中無鉛、鉻、鎘、砷、汞且NOX、SOX濃度極低等。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及煤炭的高效清潔轉化利用及煤基多聯產
，具體涉及一種煤提取煤焦油制取清潔燃料，副產粗煤氣進電廠鍋爐直接燃燒發電裝置系統及方法。
技術介紹
國家統計局發布的數據顯示，預計到2015年2月，我國人均發電裝機容量將歷史性突破lkw。目前，我國發電總裝機容量和總用電量均已超過美國位居世界第一。截至2014年底，全國發電裝機容量達136019萬千瓦。而發電結構方面，我國火電裝機占全部裝機容量的67.4%和總發電量的75.2% ;水電裝機占全部裝機容量的22.2%和總發電量的19.2%。剩余非常規能源發電裝機容量如風電、核電和太陽能光伏發電則分別占總裝機容量、總發電量的10.4%、5.6%。可以看出，我國火電發電量，而火電中燃煤發電則占90%以上，仍占絕對優勢地位，高出世界平均水平約28個百分點。此外，根據國家環保部發布的監測數據，2014年，中國近90%的中國大城市空氣質量沒有達到標準。以京津冀地區為例，以燃煤為主的能源結構和偏重的產業結構，導致這一地區大氣污染物排放居高不下。大氣根據其對人類健康的危害程度進行分類，主要的大氣污染物依次為可吸入顆粒物(PM2.5和PM10)、SO2, NOx, CO、揮發性有機污染物等。針對不同污染物的源解析研宄結果表明，我國大氣污染物主要來源于燃料燃燒，其次是工業生產與交通運輸，它們所占的比例分別為70 %、20%和10%。而我國的燃料構成是以燃煤為主，以2014年的數據為例，2014年我國能源消費總量約為38.4億噸標準煤，其中煤炭消耗總量折合約為24.7億噸標準煤，占能源消費總量的64.32%。因此煤的燃燒成為我國大氣污染物的主要來源，同時也形成了我國煤煙型大氣污染的特點。雖然隨著交通運輸等事業的發展，這種狀況會有所改變，但我國“富煤，缺油，少氣”的一次能源稟賦及經濟發展水平決定了以煤為主的能源結構將長期保持，因此，控制煤煙型的大氣污染，將是我國大氣污染防治的主要任務。因此，全面推行煤炭資源的清潔轉化及高效利用，實現煤炭作為燃料的原料化，將成為我們國家落實能源消費革命及能源消費結構調整的一個新常態。而傳統的燃煤發電則是直接將煤粉送入燃煤鍋爐中燃燒，一方面資源利用效率低下，另一方面煤炭燃燒所產生的煙氣中大量的顆粒物(PM2.5和PM 10)、SO2, NOx, CO等又需要在末端進行治理。特別是2014年11月26日，國務院總理李克強主持召開國務院常務會議，討論通過的《中華人民共和國大氣污染防治法(修訂草案)》中，進一步明確了大氣污染物源頭治理、強化污染排放總量和濃度控制原則，增加了對重點區域和燃煤、工業、機動車、揚塵等重點領域開展多污染物協同治理和區域聯防聯控的專門規定。另外，隨著《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014—2020年)》、《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB13271—2014)及2014年最新《大氣污染防治法》的相繼頒布實施，直接燃煤發電將面臨越來越嚴峻的考驗。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種實現了煤氣發電技術與制取清潔燃料技術的高度耦合，從根本上實現了煤炭資源的梯級利用、多元轉化及高效清潔轉化利用的煤制油及煤氣發電聯產裝置及方法。為達到上述目的，本專利技術的裝置包括煤提取煤焦油及制煤氣集成裝置子系統、煤焦油制取清潔燃料子系統、煤氣燃燒發電子系統；所述的煤提取煤焦油及制煤氣集成裝置子系統包括依次相連的進料單元、原煤提質轉化單元、原煤提質轉化反應產物分離凈化單元；所述的煤焦油制取清潔燃料子系統包括依次相連的煤焦油預處理單元、煤焦油加氫單元、煤焦油加氫產物分離提純單元；所述的煤氣燃燒發電子系統包括蒸汽發生單元以及與其相連的朗肯-再熱循環發電單元。所述的進料單元包括依次相連的原料煤貯倉、氣力輸煤管和在0.1?1.0MPa條件下實現粉煤的連續穩定進料加壓連續進料器；所述的加壓連續進料器采用外置高壓惰性氣體密封與內腔動態機械密封協同組合的方式，使加壓連續進料器在0.1?2.0MPa加壓條件下可實現粉煤的連續、穩定、精確定量輸送；所述的原煤提質轉化單元包括內內置氣化段和熱解段的原煤兩級提質轉化耦合反應器，加壓連續進料器與氣化段相連，在原煤兩級提質轉化耦合反應器內的熱解段上端設置有氣-固分流器以及與氣-固分流器相連的內置返料管，內置返料管的下端與氣化段相連通，原煤兩級提質轉化耦合反應器的下端出口與余炭轉化器相連；所述的原煤提質轉化反應產物分離凈化單元包括與原煤兩級提質轉化耦合反應器氣體出口相連的含碳顆粒控制器，含碳顆粒控制器的下端的出口、上端出口分別與含碳顆粒循環器、深度除塵器相連，深度除塵器下端的出口、上端出口分別與細灰返料器、焦油回收洗滌塔相連，焦油回收洗滌塔下端的出口、上端出口分別與重質焦油收集器、煤氣深度冷凝凈化塔相連，煤氣深度冷凝凈化塔下端出口、上端出口分別與輕質焦油收集器相連，重質焦油收集器、輕質焦油收集器依次與焦油儲罐、焦油緩沖罐相連，且在含碳顆粒循環器和細灰返料器上分別安裝有含碳顆粒循環速率控制器和細灰返料速率控制器。所述的煤提取煤焦油及制煤氣集成裝置子系統進料還可以是生物質、石油焦、油頁巖、瀝青等含碳物料。所述的煤焦油預處理單元包括依次相連的焦油脫水、脫鹽塔和焦油脫灰塔，其中焦油脫水、脫鹽塔與焦油緩沖罐相連，且在焦油緩沖罐與焦油脫水、脫鹽塔、焦油脫水、脫鹽塔與焦油脫灰塔相連通的管路上設置有焦油脫水、脫鹽塔進料泵和焦油脫灰塔進料泵；所述的煤焦油加氫單元包括經高壓進料泵與焦油脫灰塔相連的懸浮床加氫裂化反應塔，懸浮床加氫裂化反應塔塔頂出口與熱高壓分離塔入口相連接，熱高壓分離塔塔底重質產物出口與減壓蒸餾塔入口相連接，熱高壓分離塔塔頂出口輸出的氣態輕組分與減壓蒸餾塔塔頂出口輸出的減壓蒸餾輕組分匯合后進入固定床加氫精制反應塔進行加氫精制反應;所述的煤焦油加氫產物分離提純單元包括與固定床加氫精制反應塔出口相連接的冷高壓分離塔，冷高壓分離塔塔頂出口與尾氣凈化處理器入口相連接，冷高壓分離塔塔底產物出口與加氫精制產物分餾塔入口相連接，加氫精制產物分餾塔的出口分別與石腦油收集罐、柴油收集罐相連接。所述的蒸汽發生單元包括與煤氣深度冷凝凈化塔上端出口相連的煤氣預熱器，煤氣預熱器經煤氣-空氣預混器與電廠鍋爐的燃氣注入噴嘴相連接，鍋爐的煙氣出口經排煙引風機由煙囪排出，經過鍋爐的煙氣預熱的助燃空氣分為兩路，一路由鍋爐底部入口進入鍋爐爐膛，另一路則與預熱后的煤氣在煤氣-空氣預混器中進行預混；所述的朗肯-再熱循環發電單元包括與鍋爐串聯的過熱高壓蒸汽透平和再熱中壓蒸汽透平，鍋爐產生的17?18MPa，540?545°C的過熱蒸汽進入過熱蒸汽高壓透平中膨脹做功，熱蒸汽高壓透平出口與鍋爐的再熱換熱器入口相連接，鍋爐再熱換熱器產生的3.2?3.5MPa，540?545°C的再熱蒸汽進入再熱蒸汽中壓透平中膨脹做功，再熱蒸汽中壓透平、過熱蒸汽高壓透平通過聯軸器連接，共同驅動發電機組發電。所述的朗肯-再熱循環發電單元為50?600麗級的亞臨界、超臨界發電機組。所述的焦油回收洗滌塔在0.1?2.0MPa條件下進行帶壓操作。所述的煤氣深度冷凝凈化塔內布置有盤管式、蛇管式列管冷卻器，列管冷卻器管道內設置有旋片和導流槽。本專利技術的煤制油及煤氣發電聯產方法，包括以下步驟:本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種煤制油及煤氣發電聯產裝置，其特征在于：包括煤提取煤焦油及制煤氣集成裝置子系統、煤焦油制取清潔燃料子系統、煤氣燃燒發電子系統；所述的煤提取煤焦油及制煤氣集成裝置子系統包括依次相連的進料單元、原煤提質轉化單元、原煤提質轉化反應產物分離凈化單元；所述的煤焦油制取清潔燃料子系統包括依次相連的煤焦油預處理單元、煤焦油加氫單元、煤焦油加氫產物分離提純單元；所述的煤氣燃燒發電子系統包括蒸汽發生單元以及與其相連的朗肯?再熱循環發電單元。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李大鵬，劉國海，王寧波，
申請(專利權)人：李大鵬，
類型：發明
國別省市：陜西;61