專利名稱：固體有機(jī)燃料兩級(jí)串聯(lián)流化床熱解氣化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體有機(jī)燃料熱解氣化制取油、氣技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
固體有機(jī)燃料是指木材、農(nóng)業(yè)秸桿、城市固體廢棄物(固體有機(jī)物)、污泥等通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)能夠釋放熱量的有機(jī)物固體。公開號(hào)為CN102191088A，
公開日為2011年9月21日，發(fā)明名稱為“固體燃料雙流化床熱解氣化分級(jí)轉(zhuǎn)化裝置及方法”的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種固體燃料雙流化床熱解氣化分級(jí)轉(zhuǎn)化的裝置及方法，該裝置由常壓或加壓流化床熱解爐和流化床氣化爐組成，力口壓運(yùn)行時(shí)壓力為f5MPa。該方法是先將固體燃料在流化床熱解爐中進(jìn)行中低溫?zé)峤猓越褂秃蜔峤饷簹獾男问教崛」腆w燃料中所含的揮發(fā)分，再將熱解產(chǎn)生的半焦送至流化床氣化爐，以水蒸氣和氧氣為氣化劑進(jìn)行氣化，生產(chǎn)合成氣，同時(shí)產(chǎn)生高溫循環(huán)物料，高溫循環(huán)物料作為熱載體被輸送至熱解爐，為固體燃料熱解提供所需的熱量，從而實(shí)現(xiàn)焦油、熱解煤氣和合成氣的聯(lián)產(chǎn)。公開號(hào)為CN101220298，
公開日為2008年7月16日，發(fā)明名稱為“循環(huán)流化床熱
解氣化方法及裝置”的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種循環(huán)流化床熱解氣化方法及裝置，涉及煤氣化技術(shù)，用于煤、生物質(zhì)及其它多種含碳廢棄物的熱解或氣化。該方法為燃料在熱解氣化室中進(jìn)行熱解或氣化反應(yīng)，產(chǎn)生煤氣和半焦；半焦在燃燒室中燃燒產(chǎn)生的高溫循環(huán)灰送入熱解氣化室，為熱解氣化反應(yīng)提供熱量；熱解氣化室產(chǎn)生的半焦經(jīng)設(shè)置于該室底部的半焦返料器相通。公開號(hào)為CN101624531，
公開日為2010年I月13日，發(fā)明名稱為“生物質(zhì)噴動(dòng)流化床熱解分級(jí)冷凝制取生物油裝置”的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種生物質(zhì)噴動(dòng)流化床熱解分級(jí)冷凝制取生物油裝置。其中，組合式加料系統(tǒng)可保證生物質(zhì)原料順暢、穩(wěn)定地進(jìn)入反應(yīng)器；采用噴動(dòng)流化床作為熱解反應(yīng)器，可很好地滿足生物質(zhì)快速熱解技術(shù)對(duì)高加熱速率、良好的傳熱效果和短氣相停留時(shí)間的要求；氣固分離及炭懼系統(tǒng)可清潔熱解氣并收集副產(chǎn)品焦炭；直接接觸和間接換熱相結(jié)合的兩級(jí)冷凝系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)生物油重質(zhì)組分和輕質(zhì)組分的分離，不僅可以提高生物油的產(chǎn)率和品質(zhì)，同時(shí)也將制取液體燃料與提取化工產(chǎn)品結(jié)合起來(lái)，增加經(jīng)濟(jì)性；熱解尾氣循系統(tǒng)可保證熱解載氣的連續(xù)供給，降低了裝置運(yùn)行成本，使得整套熱解裝置更便于工業(yè)放大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種新的固體有機(jī)燃料的熱解氣化裝置，其通過(guò)兩級(jí)串聯(lián)流化床的方式，能達(dá)到較佳的熱能利用效果，獲得多聯(lián)化產(chǎn)品。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種固體有機(jī)燃料兩級(jí)串聯(lián)流化床熱解氣化裝置，其包括串聯(lián)連接的一級(jí)流化床反應(yīng)器及二級(jí)流化床反應(yīng)器、至少一級(jí)氣固分離裝置和至少一級(jí)氣液分離裝置，一級(jí)流化床反應(yīng)器的出氣口管路連接于二級(jí)流化床反應(yīng)器的進(jìn)氣口，二級(jí)流化床反應(yīng)器的出氣口管路連接于氣固分離裝置的進(jìn)氣口，氣固分離裝置的出氣口管路連接于氣液分離裝置的進(jìn)氣口，一級(jí)流化床反應(yīng)器及二級(jí)流化床反應(yīng)器分別設(shè)置有溢流口，溢流口與氣固分離裝置的出料口通過(guò)管路匯集連接至一級(jí)流化床反應(yīng)器的回料口。所述一級(jí)流化床反應(yīng)器和二級(jí)流化床反應(yīng)器內(nèi)部分別包括位于下部的濃相反應(yīng)區(qū)和位于上部的稀相反應(yīng)區(qū)，所述溢流口設(shè)置于濃相反應(yīng)區(qū)上部的物料濃相和稀相過(guò)度段，所述回料口設(shè)置于濃相反應(yīng)區(qū)。一種固體有機(jī)燃料兩級(jí)串聯(lián)流化床熱解氣化裝置，其包括串聯(lián)連接的一級(jí)流化床反應(yīng)器、二級(jí)流化床反應(yīng)器，至少一級(jí)氣固分離器、至少一級(jí)除塵器、至少一級(jí)用于氣液分離的冷卻裝置及液相焦油回收裝置，一級(jí)流化床反應(yīng)器和二級(jí)流化床反應(yīng)器內(nèi)部分別包括位于下部的濃相反應(yīng)區(qū)和位于上部的稀相反應(yīng)區(qū)，一級(jí)流化床反應(yīng)器的位于頂部的出料口管路連接于二級(jí)流化床反應(yīng)器的位于濃相反應(yīng)區(qū)的進(jìn)料口，二級(jí)流化床反應(yīng)器的出料口管路連接于氣固分離裝置的進(jìn)料口，一級(jí)流化床反應(yīng)器及二級(jí)流化床反應(yīng)器的稀相反應(yīng)區(qū)分別設(shè)置有溢流口，所述溢流口與氣固分離裝置的出料口通過(guò)管路匯集連接至設(shè)于一級(jí)流化床反應(yīng)器濃相反應(yīng)區(qū)的回料口。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，所述用于氣液分離的冷卻裝置是間接冷卻裝置，具有容納被冷卻介質(zhì)的被冷卻介質(zhì)腔及容納冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)腔，所述冷卻介質(zhì)腔以吸熱固體介質(zhì)充填并以液氨或水作為流動(dòng)冷卻介質(zhì)。本發(fā)明的有益效果是使有機(jī)固體燃料通過(guò)兩級(jí)串聯(lián)流化床，先在一級(jí)流化床反應(yīng)器中進(jìn)行燃燒或氣化，排出的高溫?zé)煔饣蛉細(xì)馑腿攵?jí)流化床反應(yīng)器中氣化或熱解。熱解反應(yīng)中不需要消耗其他熱量而且能提高熱解氣質(zhì)量，還能夠生產(chǎn)高品質(zhì)高熱值的固體燃料、燃?xì)夂徒褂彤a(chǎn)物。固體燃料(半焦)可作為本系統(tǒng)一級(jí)流化床反應(yīng)器的燃料，還可運(yùn)至本系統(tǒng)外作為其他設(shè)備的燃料或原料；焦油產(chǎn)物運(yùn)至本系統(tǒng)外作為其他化工原料或燃料；燃?xì)庾鳛槿細(xì)馔钙桨l(fā)電的燃料，與本系統(tǒng)的余熱鍋爐的蒸汽透平發(fā)電組合形成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，填補(bǔ)目前生物質(zhì)燃料大規(guī)模發(fā)電的空白。

圖I是實(shí)施例I的兩級(jí)串聯(lián)流化床熱解氣化系統(tǒng)設(shè)備流程圖。圖2是實(shí)施例2的兩級(jí)串聯(lián)流化床熱解氣化系統(tǒng)設(shè)備流程圖。圖3是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明中的術(shù)語(yǔ)進(jìn)行定義。固體有機(jī)原料是指木材、農(nóng)業(yè)秸桿、城市固體廢棄物(固體有機(jī)物)、污泥等可通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)能釋放熱量的有機(jī)物固體。煙氣是指固體燃料與空氣或氧氣發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)生成以氮?dú)夂投趸紴橹鞒煞值臍怏w物質(zhì)。燃?xì)馐侵腹腆w燃料與空氣或氧氣發(fā)生熱化學(xué)反應(yīng)生成一氧化碳、氫氣、甲烷、二氧化碳為主要成分的具有熱量的可燃?xì)怏w。[0020]熱解氣是指固體燃料靠外界給予的熱量作用下固體中的揮發(fā)性物質(zhì)析出的以甲烷、高分子化合物、氫氣、一氧化碳為主成分的可燃性氣體。木質(zhì)生物質(zhì)是指木材、木屑、樹皮、樹枝、樹葉、木材加工邊角料等，非草本系生物質(zhì)(如秸桿)。流化床反應(yīng)器是指利用反應(yīng)氣體通過(guò)固體燃料層而使固體燃料顆粒處于懸浮運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并進(jìn)行氣、固相反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)器。實(shí)施例I本例是以一級(jí)流化床反應(yīng)器作為燃燒反應(yīng)器，二級(jí)流化床作為氣化反應(yīng)器的應(yīng)用實(shí)施例。如圖I所示，本發(fā)明的固體有機(jī)燃料兩級(jí)串聯(lián)流化床熱解氣化裝置由一級(jí)流化床反應(yīng)器I、二級(jí)流化床反應(yīng)器2、氣固相分離器3、除塵器4、冷卻器5及液相回收器6組成?！ひ患?jí)流化床反應(yīng)器I內(nèi)部包括位于下部的濃相反應(yīng)區(qū)11和位于上部的稀相反應(yīng)區(qū)12組成。反應(yīng)器殼體在濃相反應(yīng)區(qū)開設(shè)有固體燃料進(jìn)口 I. I、水蒸汽噴嘴I. 2、空氣或氧氣進(jìn)口 I. 3及回料進(jìn)口 I. 4，稀相反應(yīng)區(qū)開設(shè)有溢流口 I. 5，反應(yīng)器頂部設(shè)有煙氣出口 1.6。二級(jí)流化床反應(yīng)器2包括位于下部的濃相反應(yīng)區(qū)21和位于上部的稀相反應(yīng)區(qū)22組成。反應(yīng)器殼體在濃相反應(yīng)區(qū)開設(shè)有固體燃料進(jìn)口 2. I、水蒸汽噴嘴2. 2、空氣或氧氣進(jìn)口 2. 3、煙氣進(jìn)口 2. 4，稀相反應(yīng)區(qū)開設(shè)有溢流口 2. 5，煙氣出口 2. 6設(shè)于反應(yīng)器頂部。如圖I所示，二級(jí)流化床反應(yīng)器2的出料口即煙氣出口 2. 6管路連接于氣固相分離器3的進(jìn)料口，氣固相分離器3的出料口管路連接于除塵器4的進(jìn)料口，除塵器4的出料口管路連接于冷卻器5。流程如圖3所示。如果一級(jí)流化床反應(yīng)器熱量?jī)H依靠回料管13的固體物不足于達(dá)到所需熱量時(shí)，其不足部分熱量由固體有機(jī)原料或化石固體燃料通過(guò)固體燃料進(jìn)口 1.1加入一級(jí)流化床反應(yīng)器I。在一級(jí)流化床反應(yīng)器作為燃燒爐，空氣或氧氣及水蒸汽同時(shí)被送入一級(jí)流化床反應(yīng)器I中，在一級(jí)流化床反應(yīng)器I中發(fā)生以燃燒反應(yīng)為主、氣化反應(yīng)為次的部分氧化燃燒反應(yīng)。在本例中，通入的水蒸汽為382. 8°C,4. OMPa，流量為2050kg/h，通入的空氣為348°C，
2.8MPa，流量為16960kg/h。一級(jí)流化床反應(yīng)器I中控制反應(yīng)壓力I 5MPa、床內(nèi)溫度控制在870°C，氣體產(chǎn)物中N2XO2及H2O組分占90%以上作為二級(jí)流化床氣化反應(yīng)所需熱量的攜帶介質(zhì)，煙氣通過(guò)煙氣出口 I. 6排出，被輸送至二級(jí)流化床反應(yīng)器2，直接作為二級(jí)流化床反應(yīng)器中熱解反應(yīng)熱源和反應(yīng)介質(zhì)。固體有機(jī)原料通過(guò)固體燃料進(jìn)口 2. I加入二級(jí)流化床反應(yīng)器2，空氣或氧氣及水蒸汽也同時(shí)被送入二級(jí)流化床反應(yīng)器2，而來(lái)自于一級(jí)流化床反應(yīng)器I的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)煙氣進(jìn)口 2. 4進(jìn)入二級(jí)流化床反應(yīng)器2作為二級(jí)流化床反應(yīng)器2的氣化反應(yīng)所需的熱量。反應(yīng)器2中發(fā)生氣化反應(yīng)，反應(yīng)條件在壓力I 5MPa、溫度950°C，在氣化反應(yīng)過(guò)程中，木質(zhì)生物質(zhì)及空氣被送入二級(jí)流化床反應(yīng)器2中，反應(yīng)后得到的煙氣或燃?xì)馔ㄟ^(guò)煙氣出口 2. 6排出。在例中，通入的空氣為348°C，2. 8MPa，流量為23300kg/h，木質(zhì)生物質(zhì)為10420kg/h。從二級(jí)流化床反應(yīng)器2出來(lái)的煙氣成份可見下表表I氣體組分
權(quán)利要求1.一種固體有機(jī)燃料兩級(jí)串聯(lián)流化床熱解氣化裝置，其特征在于包括串聯(lián)連接的一級(jí)流化床反應(yīng)器及二級(jí)流化床反應(yīng)器、至少一級(jí)氣固分離裝置和至少一級(jí)氣液分離裝置，一級(jí)流化床反應(yīng)器的出氣口管路連接于二級(jí)流化床反應(yīng)器的進(jìn)氣口，二級(jí)流化床反應(yīng)器的出氣口管路連接于氣固分離裝置的進(jìn)氣口，氣固分離裝置的出氣口管路連接于氣液分離裝置的進(jìn)氣口，一級(jí)流化床反應(yīng)器及二級(jí)流化床反應(yīng)器分別設(shè)置有溢流口，溢流口與氣固分離裝置的出料口通過(guò)管路匯集連接至一級(jí)流化床反應(yīng)器的回料口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的固體有機(jī)燃料兩級(jí)串聯(lián)流化床熱解氣化裝置，其特征在于所述一級(jí)流化床反應(yīng)器和二級(jí)流化床反應(yīng)器內(nèi)部分別包括位于下部的濃相反應(yīng)區(qū)和位于上部的稀相反應(yīng)區(qū)，所述溢流口設(shè)置于濃相反應(yīng)區(qū)上部的物料濃相和稀相過(guò)度段，所述回料口設(shè)置于濃相反應(yīng)區(qū)。
3.—種固體有機(jī)燃料兩級(jí)串聯(lián)流化床熱解氣化裝置，其特征在于包括串聯(lián)連接的一級(jí)流化床反應(yīng)器、二級(jí)流化床反應(yīng)器，至少一級(jí)氣固分離器、至少一級(jí)除塵器、至少一級(jí)用于氣液分離的冷卻裝置及液相焦油回收裝置，一級(jí)流化床反應(yīng)器和二級(jí)流化床反應(yīng)器內(nèi)部分別包括位于下部的濃相反應(yīng)區(qū)和位于上部的稀相反應(yīng)區(qū)，一級(jí)流化床反應(yīng)器的位于頂部的出料口管路連接于二級(jí)流化床反應(yīng)器的位于濃相反應(yīng)區(qū)的進(jìn)料口，二級(jí)流化床反應(yīng)器的出料口管路連接于氣固分離裝置的進(jìn)料口， 一級(jí)流化床反應(yīng)器及二級(jí)流化床反應(yīng)器的稀相反應(yīng)區(qū)分別設(shè)置有溢流口，所述溢流口與氣固分離裝置的出料口通過(guò)管路匯集連接至設(shè)于一級(jí)流化床反應(yīng)器濃相反應(yīng)區(qū)的回料口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體有機(jī)燃料兩級(jí)串聯(lián)流化床熱解氣化裝置，其特征在于所述用于氣液分離的冷卻裝置是間接冷卻裝置，具有容納被冷卻介質(zhì)的被冷卻介質(zhì)腔及容納冷卻介質(zhì)的冷卻介質(zhì)腔，所述冷卻介質(zhì)腔以吸熱固體介質(zhì)充填并以液氨或水作為流動(dòng)冷卻介質(zhì)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種固體有機(jī)燃料兩級(jí)串聯(lián)流化床熱解氣化裝置，其包括串聯(lián)連接的一級(jí)流化床反應(yīng)器及二級(jí)流化床反應(yīng)器、氣固分離裝置和氣液分離裝置。本實(shí)用新型使有機(jī)固體燃料通過(guò)兩級(jí)串聯(lián)流化床，先在一級(jí)流化床反應(yīng)器中進(jìn)行燃燒或氣化，排出的高溫?zé)煔饣蛉細(xì)馑腿攵?jí)流化床反應(yīng)器中氣化或熱解。熱解反應(yīng)中不需要消耗其他熱量而且能提高熱解氣質(zhì)量，還能夠生產(chǎn)高品質(zhì)高熱值的固體燃料、燃?xì)夂徒褂彤a(chǎn)物。
文檔編號(hào)C10J3/60GK202688286SQ20122034120
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者樸桂林, 梁灼林, 梁賜鴻 申請(qǐng)人:韶關(guān)市?；浬锟萍及l(fā)展有限公司