[发明专利]一种高效清洁低碳煤分级利用方法及装置

摘要

本发明公开了一种高效清洁低碳煤分级利用方法与装置，目的在于实现煤的分级转化和高效清洁利用，可以保证燃料(特别是固体燃料如煤粉)高效利用和高浓度CO2富集，提高燃料的综合利用价值，实现电、气、焦油多联产并减少CO2及其他污染物(如NOx和SOx)排放。本发明方法将煤粗产品加工(煤热解)与煤燃烧(化学链氧解耦)两个过程相互耦合。装置主要包括给煤机、热解炉反应器、旋风分离器、一、二级冷却器、焦油收集器、燃料反应器、流动密封阀、空气反应器、冷凝器、煤灰收集器和氧载体收集器。本发明适合各种固体燃料，如石油焦、生物质、城市固体废弃物、污泥等以及不同的煤种。

主权项

一种清洁低碳煤分级利用方法，该方法包括下述步骤： 第1步将热解炉反应器调节为500～900℃，送入热解燃料，并通入流化气流化，燃料热解为粗煤气和半焦； 第2步粗煤气经过气液分离，获得清洁煤气及焦油，进行收集利用，半焦送入化学链氧解耦燃料反应器中，与氧载体释放的O2反应放热，产物为煤灰和水蒸气、CO2，煤灰分离并收集，气体产物冷凝去水蒸气后得到高纯度CO2，将一部分CO2作为化学链氧解耦燃料反应器的流化气，一部分CO2送入热解炉反应器； 第3步第2步产生的部分CO2及部分清洁煤气送入热解炉反应器作为循环烟气和流化气，调节CO2占流化气的比例以获得不同气化程度的半焦，同时获得不同产量的煤气； 第4步释放了O2的氧载体送入空气反应器与空气反应氧化，恢复活性，并释放热量，再送回所述化学链氧解耦燃料反应器进行循环使用； 第5步持续不断的送入燃料，重复上述第1步至第4步，直到任务完成，以实现连续的煤气、焦油生产，燃料反应器及空气反应器中化学反应产生热量用于发电，并实现高纯度CO2的连续捕集。