[發明專利]利用高爐渣余熱資源化生物質并生產高品質燃料氣的技術

有效

• 申請號: 201610035139.9
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105542859B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 張大磊;李公偉;郝志鵬
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00;C10J3/72;C10J3/82
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是一種新型的利用液態高爐渣裂解生物質并制取高品質燃料氣的方法。通過工藝控制，可以將液態高爐渣有效冷卻并將其熱能有效利用，同時將生物質轉化為高品質能源氣。本工藝技術方案為：將液態高爐渣加熱并氣化生物質及冷卻水，在高爐渣的催化作用下，生物質裂解氣與水蒸氣發生催化反應，焦油逐漸生成CO及H2為主的能源氣體，同時能源氣體中的Cl及CO2被高爐渣中的堿性物質吸收。本工藝在冷卻高爐渣的同時，大大節約了能源，同時獲得了高品位的能源氣。

技術領域

本發明是資源化生物質并且冷卻高爐渣的方法，在冷卻高爐渣、資源化生物質、獲得高品位的能源氣的同時，大大節約了能源，同時。屬于環境保護及低碳技術領域。

背景技術

我國每年產生大量的生物質，如今大部分生物質沒有有效利用，而進行田間焚燒，形成了霧霾，嚴重影響了大氣環境。生物質熱解利用是一種生物質利用方法，但其產品焦油通常難以利用，還存在設備結焦的問題。申請號2014102110190的專利介紹了一種利用污泥及生物質催化重整裂解制取燃料氣的方法，該方法將生物質焦油轉化為可燃氣的方法，雖然產生了較為易利用的燃料氣，但其CO2含量高，品質差；同時需要1000℃左右高溫，能耗大，利用率較低；此外該法還需要利用較為昂貴的CaO基、Al2O3基催化劑。

另一方面，我國每年產生大量的高爐渣，液態高爐渣溫度高，溫度1500-1700℃，如果能好好利用，將是寶貴的資源。如果能夠利用高爐渣，加熱并裂解生物質制取能源，將有很大的益處。申請號2013101072144的專利介紹了一種利用高爐渣裂解生物質來制取焦油的技術，該方法以廢治廢，但該法沒有充分有效的利用高爐渣的熱能，同時產生的焦油品質較差。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明是一種新型的利用液態高爐渣裂解生物質并制取高品質燃料氣的方法。通過工藝控制，可以將液態高爐渣有效冷卻并將其熱能有效利用，同時將生物質轉化為高品質能源氣。

本工藝技術方案為：將液態高爐渣加熱并氣化生物質及冷卻水，在高爐渣的催化作用下，生物質裂解氣與水蒸氣發生催化反應，焦油逐漸生成CO及H2為主的能源氣體，同時能源氣體中的Cl及CO2被高爐渣中的堿性物質吸收。本工藝在冷卻高爐渣的同時，大大節約了能源，同時獲得了高品位的能源氣。

本發明的方法具體包括以下步驟：

（1）溫度1500-1700℃的液態高爐渣由渣罐傾倒至造粒器入口端，經換熱造粒后，從出口端進入一級回轉窯入口處，與生物質及部分高溫燃料氣混合，并將生物質熱解，隨后混合物輸往一級回轉窯尾端，氣相部分從尾端上口排出，固相高爐渣通過螺旋進料器進入二級回轉窯，在二級回轉窯尾端經冷卻水冷卻后排放；

（2）步驟（1）中的冷卻水從二級回轉窯出口端加入，噴淋到高爐渣表面受熱轉化為水蒸氣；水蒸氣隨后與高爐渣逆向流動并換熱，輸往二級回轉窯入口端上口排出，隨后與步驟（1）中一級回轉窯尾端排放的氣體混合，隨后輸往造粒器與液態高爐渣進行換熱，轉化為800-1200℃的高溫燃料氣；高溫燃料氣排放后，分成兩部分，約30-70%的燃料氣輸往催化重整爐，另有約30-70%的燃料氣輸往一級回轉窯窯頭，與生物質及高爐渣混合；

（3）將步驟（2）中的輸往催化重整爐中的高溫燃料氣與爐內負載的催化劑混合并持續加熱催化劑，高溫燃料氣在800-1000℃范圍內進行催化重整，生成高品質能源氣體；冷卻高爐渣的冷卻水與高爐渣的連續輸入質量比為1：(1-8)；生物質與高爐渣的連續輸入質量比為1：(1-8)；

相比傳統的生物質處理方法，本方法有如下優勢：

1.利用高溫液態高爐渣加熱并氣化生物質及冷卻水，產生生物質裂解產物及水蒸氣，為裂解產物催化制備高品質能源氣創造條件；同時充分利用了熱能，大大提高了能源效率；

2.因高溫蒸汽的作用，使得高爐渣在還原處理后，表面積炭量大大減少，有利于處理后高爐渣的二次利用；