[發明專利]爐內自脫焦油式有機固體燃料氣化裝置與方法

有效

• 申請號: 201710253018.6
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106867585B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 李愛民
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/84
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種爐內自脫焦油式有機固體燃料氣化裝置，其特征在于，所述的爐內自脫焦油式有機固體燃料氣化裝置包括進料裝置(1)、氣化裝置(2)、氣化氣飛灰旋風分離裝置或飛灰分離過濾裝置(4)、冷凝裝置(5)、冷凝水蒸發裝置(8)、氣化介質預熱裝置(7)、灰渣排出裝置(3)和儲氣罐(9)；

所述的進料裝置(1)包括進料口(1a)、兩級密封進料閥(1b)和螺旋進料器(1c)，進料口(1a)出口與兩級螺旋進料器(1b)入口相連，兩級螺旋進料器(1b)出口處設有螺旋進料器(1c)，與氣化裝置(2)爐膛頂部相連；

所述的氣化裝置(2)包括熱解干燥段(2a)、螺旋落料裝置、氣化燃燒段(2c)和灰渣段(2e)，在氣化裝置(2)內部，從上到下，依次為熱解干燥段(2a)、氣化燃燒段(2c)和灰渣段(2e)，熱解干燥段(2a)和氣化燃燒段(2c)間設有第一螺旋落料裝置(2b)，氣化燃燒段(2c)和灰渣段(2e)間設有第二螺旋落料裝置(2d)；氣化燃燒段(2c)與灰渣段(2e)間設有氣化劑入口，該入口位于第二螺旋落料裝置(2d)下；熱解干燥段(2a)分為干燥段和熱解段兩部分，干燥段位于熱解段上方；

所述的灰渣排出裝置(3)包括螺旋出料器(3a)、兩級密封出料閥(3b)和出渣口(3c)，氣化裝置(2)的灰渣段(2e)底部與螺旋出料器(3a)入口相連，螺旋出料器(3a)出口與出渣口(3c)相連，螺旋出料器(3a)與出渣口(3c)間設有兩級密封出料閥(3b)；

所述的氣化裝置(2)氣化氣出口與氣化氣飛灰旋風分離裝置或飛灰分離過濾裝置(4)入口相連，氣化氣飛灰旋風分離裝置底部或飛灰分離過濾裝置與飛灰回收管入口相連，飛灰回收管出口與灰渣排出裝置(3)的出渣口(3c)相連；氣化氣飛灰旋風分離裝置上側或飛灰分離過濾裝置設有氣化氣出口，氣化氣出口與氣化介質預熱裝置(7)氣化氣入口相連，氣化介質預熱裝置(7)氣化氣出口與冷凝水蒸發裝置(8)氣化氣入口相連，氣化介質預熱裝置(7)設有空氣氧氣入口，氣化介質預熱裝置(7)預熱空氣或氧氣出口與氣化裝置(2)氣化劑入口相連，冷凝水蒸發裝置(8)氣化氣出口與儲氣罐(9)相連；

熱解干燥段(2a)的頂部氣化氣出口與冷凝裝置(5)氣化氣入口相連，冷凝裝置(5)氣化氣出口與抽氣泵(6)入口相連，抽氣泵(6)出口與儲氣罐(9)相連，冷凝裝置(5)冷凝水出口與冷凝水蒸發裝置(8)冷凝水入口相連，冷凝水蒸發裝置(8)設有補充水入口，冷凝水蒸發裝置(8)蒸氣出口與氣化裝置(2)氣化劑入口相連。

2.根據權利要求1所述的爐內自脫焦油式有機固體燃料氣化裝置，其特征在于，每個螺旋落料裝置由多個螺旋傳動裝置組成，相鄰螺旋落料裝置間隔小于1.2倍螺距，且運動方向相反。

3.根據權利要求1或2所述的爐內自脫焦油式有機固體燃料氣化裝置，其特征在于，所述的氣化裝置(2)內螺旋落料裝置處設有多孔支撐隔板。

4.一種爐內自脫焦油式有機固體燃料氣化方法，即為一種將焦油于裝置內先吸附后燃燒并為氣化過程提供熱量的方法，其特征在于，步驟如下：

1)將固體燃料從進料口(1a)加入，通過兩級密封進料閥(1b)隔絕空氣后，進入氣化裝置(2)爐體上部的熱解干燥段(2a)，經過干燥烘焙后的固體燃料在氣化裝置(2)內向下移動，進入到熱解段，經過熱解后的熱解產物半焦通過第一螺旋落料裝置(2b)進入氣化燃燒段(2c)，氣化反應后的炙熱灰通過第二螺旋落料裝置進入尾灰段(2e)，冷卻灰通過螺旋出料器(3a)送出系統；

2)氣化燃燒段(2c)產生的一部分氣化氣由下至上進入熱解干燥段(2a)，為熱解反應和物料干燥提供必要熱量，與熱解干燥過程中產生的熱解氣、焦油及水蒸氣等氣態產物混合后一起進入干燥段，熱解氣態產物在向上經過熱解干燥段(2a)時被冷卻，大部分焦油在降溫過程被冷物料吸附再次隨物料進入熱解段進行熱解，吸附在冷物料上的冷凝焦油在熱解段遇高溫又形成氣態焦油向上，此過程反復進行，氣態焦油在此過程中以形成固體焦碳的形式繼續參與后續反應，被冷卻的熱解氣與干燥段水蒸氣由反應器排出進入冷凝裝置(5)，氣化氣冷凝脫除水蒸氣和少量輕質焦油后，通過抽氣泵(6)送入儲氣罐(9)儲存，脫除的冷凝水和少量輕質焦油送入冷凝水蒸發裝置(8)中；

3)氣化燃燒段(2c)產生的另一部分氣化氣進入氣化氣旋風分離裝置或飛灰分離過濾裝置(4)脫除細灰后，通過氣化氣旋風分離裝置上端或飛灰分離過濾裝置氣化氣出口進入氣化介質預熱裝置(7)與氣化劑氧氣或空氣進行熱交換后進入冷凝水蒸發裝置，預熱氧氣或空氣通過氣化裝置(2)氣化劑入口送入氣化裝置(2)參與氣化反應，進入冷凝水蒸發裝置(8)的氣化氣繼續為冷凝水、補充水和少量輕質焦油蒸發提供熱量降溫后送入儲氣罐儲存；

4)冷凝裝置(5)中的冷凝水和少量輕質焦油送入冷凝水蒸發裝置(8)后與補充水一起蒸發后通過氣化裝置(2)氣化劑入口送入氣化裝置(2)用做氣化劑參與氣化反應。