一种煤基活性焦与氢气的联产系统与工艺.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115959666A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202310070311.4(51)Int.Cl.(22)申请日2023.01.13C01B32/336(2017.01)C01B32/318(2017.01)(71)申请人华能嘉祥发电有限公司C01B3/32(2006.01)地址272415山东省济宁市济宁市经济开C10J3/00(2006.01)发区嘉诚路60号申请人扎赉诺尔煤业有限责任公司西安热工研究院有限公司山东大学(72)发明人张国强张计节楚良杨新宇闫朝云张立强杨成龙李阳李德军张洪清赵瀚辰贾晨光(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201专利代理师曲进华权利要求书1页说明书8页附图1页(54)发明名称一种煤基活性焦与氢气的联产系统与工艺(57)摘要本发明提出一种煤基活性焦与氢气的联产系统与工艺，将煤和氮气输送至炭化炉中进行炭化，炭化后的煤进入活化炉中，热解气进入焦油重整反应器中，焦油重整反应器将热解气中的焦油进行裂解和重整，生成的重整气进入高温重整反应器；煤在活化炉中使用水蒸气进行活化后产生活性焦和尾气，活性焦进入活性焦储料仓，尾气进入高温重整反应器；尾气和重整气在有氧条件下进行高温重整，得到粗氢气，粗氢气经过氢气提质器提纯得到纯氢气。纯氢气一部分储存在储氢罐内，另一部分输送至燃烧器内进行燃烧。本发明充分利用活性焦制备过程中的反应特征和产物特性，通过多过程耦合，实现高品质氢气和优质活性焦的联合生产。CN115959666ACN115959666A权利要求书1/1页1.一种煤基活性焦与氢气的联产系统，其特征在于，包括炭化炉、活化炉、高温重整反应器、焦油重整反应器和氢气提质器，所述炭化炉的气体出口连接焦油重整反应器的入口，焦油重整反应器的出口连接高温重整反应器的重整气入口；炭化炉的固体出口连接活化炉的固体入口，活化炉的固体出口连接活性焦储料仓的入口，活化炉的气体出口连接高温重整反应器的尾气入口，高温重整反应器的出口连接氢气提质器的入口，氢气提质器的出口连接储氢罐的入口。2.根据权利要求1所述的煤基活性焦与氢气的联产系统，其特征在于，还包括燃烧器，所述氢气提质器的出口包括第一出口和第二出口，氢气提质器的第一出口连接燃烧器的入口，氢气提质器的第二出口连接储氢罐的入口，燃烧器的出口连接活化炉的水蒸气入口。3.根据权利要求1所述的煤基活性焦与氢气的联产系统，其特征在于，所述炭化炉设有氮气入口和煤入口，氮气源将氮气输送至炭化炉的氮气入口，煤通过给料机输送至炭化炉的煤入口。4.根据权利要求1所述的煤基活性焦与氢气的联产系统，其特征在于，所述高温重整反应器为螺旋式反应器，焦油重整反应器为移动床反应器。5.根据权利要求1‑4任一项所述的煤基活性焦与氢气的联产系统，其特征在于，所述高温重整反应器设有氧气入口。6.一种煤基活性焦与氢气的联产工艺，其特征在于，利用权利要求1‑5任一项所述的煤基活性焦与氢气的联产系统，包括如下步骤：S1，将煤和氮气输送至炭化炉中进行炭化，炭化后产生煤和热解气，其中，煤进入活化炉中，热解气进入焦油重整反应器中，焦油重整反应器将热解气中的焦油进行裂解和重整，生成的重整气进入高温重整反应器；同时，煤在活化炉中使用水蒸气进行活化后产生活性焦和尾气，其中，活性焦进入活性焦储料仓，尾气进入高温重整反应器；S2，在高温重整反应器中，尾气和重整气在有氧条件下进行高温重整，得到粗氢气，粗氢气经过氢气提质器提纯得到纯氢气；S3，得到的纯氢气一部分储存在储氢罐内，另一部分输送至燃烧器内进行燃烧，生成水蒸气，将水蒸气输送至活化炉中参与煤的活化反应。7.根据权利要求6所述的煤基活性焦与氢气的联产工艺，其特征在于，所述步骤S1中，炭化温度为500‑800℃，炭化时间为2‑3h。8.根据权利要求6所述的煤基活性焦与氢气的联产工艺，其特征在于，所述步骤S1中，焦油重整反应器中，在600‑900℃无氧条件下进行焦油的裂解和重整，持续时间为1‑2min。9.根据权利要求6所述的煤基活性焦与氢气的联产工艺，其特征在于，所述步骤S1中，活化温度为600‑1100℃，活化时间为3‑5h。10.根据权利要求6所述的煤基活性焦与氢气的联产工艺，其特征在于，所述步骤S2中，高温重整反应器中，在900‑1200℃下有氧条件下进行尾气和重整气的高温重整，持续时间为1‑2min。2CN115959666A说明书1/8页一种煤基活性焦与氢气的联产系统与工艺技术领域[0001]本发明涉及氢气制备技术领域，尤其涉及一种煤基活性焦与氢气的联产系统与工艺。背景技术[0002]氢能是一种清洁能源，其不仅热值高，与天然气、煤等能源相比，可以有效减少温室气体、二氧化硫和