[发明专利]新型固体燃料气化装置及其应用

说明书

本发明涉及一种新型固体燃料气化装置及其应用，包括燃烧反应器、热解反应器、气化反应器、第一旋风分离器、第二旋风分离器、第一返料器、第二返料器、第二加料器、第三加料器、第一排气管、第二排气管、第三排气管、第四排气管、第五排气管、第一料腿、第二料腿、第一进气管、第二进气管、第三进气管、热解气进气管和热解气连接管，本发明还可以进一步增加第一加料器、布风装置和排渣管，利于整体系统的有效运用。本发明实现了气化系统装置自供热，有利于降低气化系统投资成本；将热解过程产生的焦油作为自供热燃料，变废为宝，同时不存在需要净化处理气化产物中焦油的难题。

技术领域

本发明涉及燃料气化技术领域，具体为一种新型固体燃料气化装置及其应用。

背景技术

近年来，国内外针对煤、生物质、垃圾等固体燃料气化技术研究越来越多。在现有气化技术中，存在诸多技术难点，相关难点制约固体燃料气化技术的应用和推广，其中比较典型的难点有自供热问题和床料(本发明中所述的床料即催化剂)失活再生问题。

传统气化技术常采用外供热方式供热，导致气化反应器内部温度场不均匀，反应器内部气化过程不可控，难以保障气化生成物的品质，为保障反应器内部温度场均匀，需要严格控制反应器的规模，另外传统气化反应器内容易结焦、结渣，甚至导致气化反应器难以实现长期、稳定运行。

此外，在固体燃料气化过程中，反应器床料积碳失活严重，在连续操作过程中，难以实现连续稳定再生，需要定期停炉更换新床料或者再生床料，严重影响固体料气化装置的日常生产。

结合固体燃料气化过程特点，本发明可以解决现有气化技术相关难点，可实现大容量固体燃料气化装置稳定、连续运行。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种新型固体燃料气化装置及其应用，其充分结合固体燃料气化过程特点，实现气化过程自供热和床料失活再生。

一种新型固体燃料气化装置，其特征为，由以下部件组成：燃烧反应器、热解反应器、气化反应器、第一旋风分离器、第二旋风分离器、第一返料器、第二返料器、第二加料器、第三加料器、第一排气管、第二排气管、第三排气管、第四排气管、第五排气管、第一料腿、第二料腿、第一进气管、第二进气管、第三进气管、热解气进气管和热解气连接管，所述燃烧反应器通过第一排气管、第二旋风分离器、第二料腿与所述气化反应器连接，通过第一返料器与所述热解反应器连接；热解反应器通过第二排气管、第二旋风分离器、第一料腿、第二返料器与所述气化反应器相连；所述第三排气管通过热解气连接管与所述热解气进气管相连；所述第四排气管与所述第二旋风分离器相连；所述第五排气管与所述气化反应器相连；所述第一进气管、第二进气管、第三进气管分别与所述燃烧反应器、热解反应器、气化反应器相连；第二加料器与热解反应器相连，主要用于向热解反应器中加入用于气化的固体燃料；第三加料器与气化反应器相连，主要用于向气化反应器中加入床料。

优选的是，还在燃烧反应器上安装有第一加料器。增加第一加料器，可以根据不同的操作情况，加入补燃燃料，这样可以改善气化系统的调节功能，改善气化系统实用性。比如在气化固体燃料所产生的热解气热值偏低的情况下，热解气燃烧所产生的热量难以维持半焦气化所需热量，在此情况下，需要进行补燃，此处的补燃燃料可以为低品质煤矸石、生物质和生活垃圾等，实现系统稳定运行。进一步，所述第一加料器为固体加料器、液体加料器或气体加料器，加料器名称与床料形态没有关系，仅与所加燃料形态有关。

优选的是，燃烧反应器、热解反应器和气化反应器采用流化床反应器。采用流化床反应器主要有两个方面好处：1)实现确保反应物和床料的均匀混合，避免反应器内温度场不均匀，影响反应效果；2)由于三个反应器的反应温度在600-950℃，床料需要通过流化床反应器流态化才可以实现在三个反应器内连续循环，采用流化床反应器的效果比较好。

优选的是，第一旋风分离器及第二旋风分离器中的一个或两个可以采用一级或多级旋风分离器。采用多级旋风分离器分离效果好，但要看投资和收益情况，有的情形未必一定要求多级分离，也可以节约资金，采用一级旋风分离器就行。