[發(fā)明專利]固體燃料熱解氣化制備合成氣和熱解氣的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710648375.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN107245351B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于慶波;王坤;吳天威;秦勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): C10J3/48
• 分類號(hào): C10J3/48;C10J3/84;C10J3/72;C10B53/04;C10B57/18
• 代理公司: 北京易捷勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種固體燃料熱解氣化制備合成氣和熱解氣的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、載氧體顆粒在水蒸氣氛圍下進(jìn)行釋氧反應(yīng)，生成包含氧氣和水蒸氣的混合氣以及釋氧后的載氧體顆粒；

S2、所述混合氣與半焦進(jìn)行氣化反應(yīng)，生成粗合成氣；

S3、去除所述粗合成氣中的水蒸氣和灰分，形成合成氣；

S4、所述釋氧后的載氧體顆粒作為固體載熱體，固體燃料在該固體載熱體的作用下熱解生成半焦和粗熱解氣，所生成的半焦送入步驟S2中使用；

S5、去除所述粗熱解氣中的焦油和水蒸氣，形成熱解氣；

S6、步驟S4使用后的所述釋氧后的載氧體顆粒與含氧氣體進(jìn)行氧化反應(yīng)，生成被氧化的載氧體顆粒和貧氧氣體，被氧化后的載氧體顆粒送入步驟S1中使用；

步驟S6包括如下子步驟：

S6.1、采用步驟S4使用后的所述釋氧后的載氧體顆粒與固體燃料進(jìn)行換熱，固體燃料中的水分變?yōu)樗魵饷撾x固體燃料，然后將固體燃料送入步驟S4中使用；

S6.2、步驟S6.1使用后的所述釋氧后的載氧體顆粒與含氧氣體進(jìn)行氧化反應(yīng)，生成被氧化的載氧體顆粒和貧氧氣體，被氧化后的載氧體顆粒送入步驟S1中使用。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體燃料熱解氣化制備合成氣和熱解氣的方法，其特征在于，

步驟S6還包括如下子步驟：

S6.3、從固體燃料中脫離的水蒸氣送入步驟S1中使用。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體燃料熱解氣化制備合成氣和熱解氣的方法，其特征在于，

在步驟S3中，將所述粗合成氣與冷凝介質(zhì)換熱，所述粗合成氣中的水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水脫離所述粗合成氣；和/或

在步驟S5中，將所述粗熱解氣中的水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水脫離所述粗熱解氣；

該方法還包括如下步驟：

S7、步驟S3生成的液態(tài)水和/或步驟S5生成的液態(tài)水與步驟S6生成的貧氧氣體進(jìn)行換熱，形成水蒸氣，將所形成的水蒸氣至少部分地送入步驟S1中使用。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體燃料熱解氣化制備合成氣和熱解氣的方法，其特征在于，

在步驟S7中，將所形成的水蒸氣的一部分直接送入步驟S1使用，另一部分送入蒸汽管網(wǎng)并可隨時(shí)從蒸汽管網(wǎng)獲取水蒸氣送入步驟S1中使用，以控制步驟S1中使用的水蒸氣的量。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體燃料熱解氣化制備合成氣和熱解氣的方法，其特征在于，

在步驟S3中，所述冷凝介質(zhì)為空氣，所述空氣與所述粗合成氣換熱形成熱空氣，所述熱空氣送入所述步驟S6中作為含氧氣體使用。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體燃料熱解氣化制備合成氣和熱解氣的方法，其特征在于，

在步驟S1中，所述載氧體顆粒的粒徑為200-1000μm，所述載氧體顆粒為銅基載氧體顆粒、鈷基載氧體顆粒、錳基載氧體顆粒中的一種或多種組合、或者為類鈣鈦礦型載氧體顆粒，所述釋氧反應(yīng)的反應(yīng)溫度為300-1100℃；

在步驟S2中，所述氣化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為750-1200℃；

在步驟S4中，所述固體燃料為煤、生物質(zhì)、石油焦、油頁巖、生活垃圾中的一種或多種組合，固體燃料呈顆粒狀，粒徑為50-150μm，所述固體燃料的熱解溫度為300-800℃；

在步驟S6中，所述氧化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為200-1000℃。