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一种低阶煤双循环制氢装置
申请号	CN202322170385.3	申请日	2023-08-11	公开(公告)号	CN220485629U	公开(公告)日	2024-02-13
申请人	上海电气集团国控环球工程有限公司;			发明人	赵强; 连婧; 张兴; 陈力; 温跃鹏; 刘叶刚; 赵英杰; 姚洪波;
摘要	本实用新型提供了一种低阶煤双循环制氢装置，包括第一制氢装置、第二制氢装置和深加工装置，所述第一制氢装置和第二制氢装置制得的氢气汇合后进入所述深加工装置；本实用新型的有益效果是：低阶煤到制氢的过程中，低阶煤多联产能够获得多种旁类物质，弥补了低阶煤在产品深加工方面的不足，显著提高了低阶煤的广泛利用，拓展了低阶煤的实用性；低阶煤的阶梯化分质分级，其产品煤气、焦油、提质煤均得到充分利用，实现了由低阶煤向各种化工基础原料的转变，主要产品有：石脑油、柴油、针状焦、炭黑、氢气、甲醇、液氨等，实现了能源最大化利用。
权利要求	1.一种低阶煤双循环制氢装置，其特征在于：包括第一制氢装置、第二制氢装置和深加工装置，所述第一制氢装置和第二制氢装置制得的氢气汇合后进入所述深加工装置；所述第一制氢装置包括回转窑(1)、除尘装置(2)、冷却塔(3)、回收装置(4)、制水煤浆设备(5)、气化炉(6)和变换炉(7)；所述第二制氢装置包括回转窑(1)、除尘装置(2)、冷却塔(3)、油洗塔(12)、脱硫塔(13)、脱氨塔(14)、气柜(15)、第一压缩装置(16)、TSA 净化装置(17)、第二压缩装置(18)、转化炉(19)；所述深加工装置包括脱碳塔(8)、深冷设备(10)、第一气体分离PSA净化装置(11)和焦油加氢装置(20)。 2.根据权利要求1所述的低阶煤双循环制氢装置，其特征在于：所述第一制氢装置的结构是所述回转窑(1)连接所述除尘装置(2)，所述除尘装置(2)连接所述冷却塔(3)，所述冷却塔(3)连接所述回收装置(4)，所述回转窑(1)、除尘装置(2)和回收装置(4)均连接所述制水煤浆设备(5)，所述制水煤浆设备(5)连接所述气化炉(6)，所述气化炉(6)连接所述变换炉(7)。 3.根据权利要求1所述的低阶煤双循环制氢装置，其特征在于：所述第二制氢装置的结构是所述回转窑(1)连接所述除尘装置(2)，所述除尘装置(2)连接所述冷却塔(3)，所述冷却塔(3)连接所述油洗塔(12)，所述油洗塔(12)、脱硫塔(13)、脱氨塔(14)、气柜(15)、第一压缩装置(16)、TSA净化装置(17)和第二压缩装置(18)依次连接，所述第二压缩装置(18)连接所述转化炉(19)。 4.根据权利要求2所述的低阶煤双循环制氢装置，其特征在于：所述变换炉(7)连接所述脱碳塔(8)，所述脱碳塔(8)连接所述深冷设备(10)，所述深冷设备(10)连接所述气体分离PSA净化装置(11)，所述气体分离PSA净化装置(11)连接所述焦油加氢装置(20)。 5.根据权利要求2或3所述的低阶煤双循环制氢装置，其特征在于：所述冷却塔(3)连接所述焦油加氢装置(20)。 6.根据权利要求2或3所述的低阶煤双循环制氢装置，其特征在于：所述冷却塔(3)连接焦油深加工设备(21)。 7.根据权利要求2所述的低阶煤双循环制氢装置，其特征在于：所述回收装置(4)连接粗酚精制设备(22)。 8.根据权利要求1所述的低阶煤双循环制氢装置，其特征在于：所述脱碳塔(8)还连接二氧化碳捕集制甲醇设备(9)。 9.根据权利要求1所述的低阶煤双循环制氢装置，其特征在于：所述第一气体分离PSA净化装置(11)连接第二气体分离PSA净化装置(23)。 10.根据权利要求3所述的低阶煤双循环制氢装置，其特征在于：所述第二压缩装置(18)通过管道连接所述变换炉(7)。
说明书全文	一种低阶煤双循环制氢装置技术领域 [0001] 本实用新型涉及低阶煤制氢技术领域，尤其涉及一种低阶煤双循环制氢装置。背景技术 [0002] 目前，我国大部分低阶煤用作发电、工业锅炉和民用燃料直接燃烧，低阶煤制氢方案中，利用常规立式兰炭炉热解产煤气后，再对煤气中氢气组分进行提纯，由于兰炭炉热解气氮气含量高，氢气组分低，从而导致设备规模大，投资高。 [0003] 低阶煤经兰炭炉热解后所产煤气大多用于电厂发电，煤焦油、兰炭直接外售，能源转化率、利用率低，由此引发一系列严重的生态和环境污染问题，且浪费了低阶煤中蕴藏的油、气和化学品资源。 [0004] 因此，将煤炭分级转化、梯级利用是目前最合理的方式，同时对产品再进行深加工，制得多种化工基础原料。实用新型内容 [0005] 为克服现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种低阶煤双循环制氢装置。 [0006] 本实用新型公开一种低阶煤双循环制氢装置，包括第一制氢装置、第二制氢装置和深加工装置，所述第一制氢装置和第二制氢装置制得的氢气汇合后进入所述深加工装置；所述第一制氢装置包括回转窑、除尘装置、冷却塔、回收装置、制水煤浆设备、气化炉和变换炉；所述第二制氢装置包括回转窑、除尘装置、冷却塔、油洗塔、脱硫塔、脱氨塔、气柜、第一压缩装置、TSA 净化装置、第二压缩装置、转化炉；所述深加工装置包括脱碳塔、深冷设备、第一气体分离PSA净化装置和焦油加氢装置。 [0007] 在此基础上，所述第一制氢装置的结构是所述回转窑连接所述除尘装置，所述除尘装置连接所述冷却塔，所述冷却塔连接所述回收装置，所述回转窑、除尘装置和回收装置均连接所述制水煤浆设备，所述制水煤浆设备连接所述气化炉，所述气化炉连接所述变换炉。 [0008] 在此基础上，所述第二制氢装置的结构是所述回转窑连接所述除尘装置，所述除尘装置连接所述冷却塔，所述冷却塔连接所述油洗塔，所述油洗塔、脱硫塔、脱氨塔、气柜、第一压缩装置、TSA净化装置和第二压缩装置依次连接，所述第二压缩装置连接所述转化炉。 [0009] 在此基础上，所述变换炉连接所述脱碳塔，所述脱碳塔连接所述深冷设备，所述深冷设备连接所述气体分离PSA净化装置，所述气体分离PSA净化装置连接所述焦油加氢装置。 [0010] 在此基础上，所述冷却塔连接所述焦油加氢装置。 [0011] 在此基础上，所述冷却塔连接焦油深加工设备。 [0012] 在此基础上，所述回收装置连接粗酚精制设备。 [0013] 在此基础上，所述脱碳塔还连接二氧化碳捕集制甲醇设备。 [0014] 在此基础上，所述第一气体分离PSA净化装置连接第二气体分离PSA净化装置。 [0015] 在此基础上，所述第二压缩装置通过管道连接所述变换炉。 [0016] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是： [0017] (1)本实用新型的低阶煤双循环制氢装置，通过第一制氢装置和第二制氢装置分别实现从低阶煤至氢气的双向循环，显著提高制氢效率。 [0018] (2)本实用新型的低阶煤双循环制氢装置，低阶煤到制氢的过程中，低阶煤多联产能够获得多种旁类物质，弥补了低阶煤在产品深加工方面的不足，显著提高了低阶煤的广泛利用，拓展了低阶煤的实用性；低阶煤的阶梯化分质分级，其产品煤气、焦油、提质煤均得到充分利用，实现了由低阶煤向各种化工基础原料的转变，主要产品有：石脑油、柴油、针状焦、炭黑、氢气、甲醇、液氨等，实现了能源最大化利用。 [0019] (3)本实用新型的低阶煤双循环制氢装置，热解采用回转窑热解，气化采用水煤浆气化；这样将热解时所产干燥水、热解水，细煤粉、细提质煤粉等难处理粉尘、废水得以处理，实现了废水零排放，减少环保压力，并得到部分化工基础原料。 [0020] (4)本实用新型的低阶煤双循环制氢装置，转化炉和变换炉的合理配置实现了煤气最大化利用，脱碳塔设置以及二氧化碳捕集制甲醇的配置使工艺装置达到减碳的目的。附图说明 [0021] 图1是本实用新型低阶煤双循环制氢装置结构示意图； [0022] 图中：1、回转窑，2、除尘装置，3、冷却塔，4、回收装置，5、制水煤浆设备，6、气化炉，7、变换炉，8、脱碳塔，9、二氧化碳捕集制甲醇设备，10、深冷设备，11、第一气体分离PSA净化装置，12、油洗塔，13、脱硫塔，14、脱氨塔，15、气柜，16、第一压缩装置，17、TSA净化装置，18、第二压缩装置，19、转化炉，20、焦油加氢装置，21、焦油深加工设备，22、粗酚精制设备，23、第二气体分离PSA净化装置。具体实施方式 [0023] 以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本实用新型。 [0024] 本实用新型披露了一种低阶煤双循环制氢装置，参考图1，包括第一制氢装置、第二制氢装置和深加工装置； [0025] 所述第一制氢装置包括回转窑1、除尘装置2、冷却塔3、回收装置4、制水煤浆设备5、气化炉6和变换炉7，所述第一制氢装置的结构是所述回转窑1连接所述除尘装置2，所述除尘装置2连接所述冷却塔3，所述冷却塔3连接所述回收装置4，所述回转窑1、除尘装置2和回收装置4均连接所述制水煤浆设备5，所述制水煤浆设备5连接所述气化炉6，所述气化炉6连接所述变换炉7。 [0026] 低阶煤进入回转窑1热解后得到细煤粉、提质煤粉、低阶煤干燥水和高温荒煤气，高温荒煤气进入除尘装置2除尘后得到细焦粉和高温煤气，高温煤气进入冷却塔3经冷却、分离得到焦油、煤气和酚氨废水，酚氨废水进入回收装置4后得到粗酚、液氨和酚氨后处理废水，细煤粉、提质煤粉、低阶煤干燥水结合生产生活用水后与细焦粉、酚氨后处理废水混合后进入制水煤浆设备5制成水煤浆，水煤浆进入气化炉6气化后得到粗煤气，粗煤气进入变换炉7后得到粗氢气。 [0027] 所述第二制氢装置包括回转窑1、除尘装置2、冷却塔3、油洗塔12、脱硫塔13、脱氨塔14、气柜15、第一压缩装置16、TSA净化装置17、第二压缩装置18、转化炉19，所述第二制氢装置的结构是所述回转窑1连接所述除尘装置2，所述除尘装置2连接所述冷却塔3，所述冷却塔3连接所述油洗塔12，所述油洗塔12、脱硫塔13、脱氨塔14、气柜15、第一压缩装置16、TSA净化装置17和第二压缩装置18依次连接，所述第二压缩装置18连接所述转化炉19。 [0028] 低阶煤进入回转窑1热解后得到细煤粉、提质煤粉、低阶煤干燥水和高温荒煤气，高温荒煤气进入除尘装置2除尘后得到细焦粉和高温煤气，高温煤气进入冷却塔3经冷却、分离得到焦油、煤气和酚氨废水，对煤气进入油洗塔12油洗后进入脱硫塔13脱硫，得到硫磺产物和提纯煤气，硫磺可作为本工艺多联产生成的旁类物质，提纯煤气进入脱氨塔14进行脱氨处理后送入气柜15，通过第一压缩装置16压缩后进入TSA净化装置17，再经过第二压缩装置18压缩后进入转化炉19，而后得到粗氢气。 [0029] 所述第一制氢装置和第二制氢装置制得的氢气汇合后进入所述深加工装置，所述深加工装置包括脱碳塔8、深冷设备10、气体分离PSA净化装置11和焦油加氢装置20。 [0030] 所述变换炉7连接所述脱碳塔8，所述脱碳塔8还连接二氧化碳捕集制甲醇设备9，二氧化碳进入二氧化碳捕集制甲醇设备9得到高纯度甲醇产物，所述脱碳塔8连接所述深冷设备10，粗氢气产物进入深冷设备10深冷后得到液化天然气(LNG)，所述深冷设备10连接所述气体分离PSA净化装置11，氢气经过第一气体分离PSA净化装置11分离后在经过第二气体分离PSA净化装置23净化后获得高纯度氢气，之后进入加氢站，所述第一气体分离PSA净化装置11连接所述焦油加氢装置20，所述冷却塔3连接所述焦油加氢装置20，此时的对氢气纯度要求低，氢气与焦油进入焦油加氢装置20进行焦油加氢处理后获得石脑油和柴油产物，石脑油、柴油可作为本工艺多联产生成的旁类物质。 [0031] 所述冷却塔3连接焦油深加工设备21，对焦油深加工后得到碳基材料和针状焦产物，碳基材料、针状焦产物可作为本工艺多联产生成的旁类物质。 [0032] 所述回收装置4连接粗酚精制设备22，可以得到苯酚、邻位甲酚、间位甲酚、二甲酚等产物，可作为本工艺多联产生成的旁类物。 [0033] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。 [0034] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”、“垫设”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。 [0035] 上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。