[发明专利]可燃物料等离子体高温气化工艺及其设备

权利要求书

1.一种可燃物料等离子体高温气化工艺，是在气化炉中利用等 离子炬对各种燃煤、生物质、城市固体废物、市政污泥或其他可燃 物料进行高温加热处理、将其中的有机物气化转变为合成气、将所 产生的灰份熔化排出的过程，其特征在于：该工艺包括如下步骤：

1)将具有耐高温特性和多孔隙特性的焦炭颗粒铺设到气化炉的 底部，形成焦炭床层；

2)将可燃物料、助熔剂和补充焦炭的混合物连续投入到焦炭床 层上，形成燃料床层；

3)将一次氧化剂喷射到气化炉内，启动气化炉上的一级等离子 炬产生高温等离子电弧，使部分焦炭和可燃物料燃烧，在焦炭床层 与燃料床层的结合处形成熔融区，燃烧所生成的高温烟气上行，在 熔融区上部的气化区对燃料床层进行高温气化，使其中的有机物高 温裂解为CO和H₂，所获得的粗合成气从气化炉上部出口输出；而 其中的无机物灰份则被高温熔化形成液态熔渣，并通过焦炭床层的 孔隙流到气化炉底部排出；其中，熔融区的温度为3000～5000℃，气 化区的温度为1700～2000℃，粗合成气在气化炉的上部出口处的温度 为1000～1250℃，熔渣在气化炉底部的排渣温度为1650～1700℃；

4)将所获得的粗合成气导入气固分离器中，使其中的大颗粒灰 份和焦炭颗粒分离出来，并送回气化炉中的气化区重新循环，同时 获得净合成气；

5)将所获得的净合成气引入除焦油器内，并向除焦油器内喷射 二次氧化剂，同时启动除焦油器上的二级等离子炬产生高温等离子 电弧，使净合成气中残留的少量焦炭颗粒和焦油类物质高温裂解转 化为CO、H₂、CH₄和CO₂，最终获得精合成气。

2.根据权利要求1所述的可燃物料等离子体高温气化工艺，其 特征在于：所说的步骤1)中，焦炭的粒径为120～180mm，焦炭床 层的厚度为800～1500mm。

3.根据权利要求1所述的可燃物料等离子体高温气化工艺，其 特征在于：所说的步骤2)中，可燃物料、助熔剂和补充焦炭的粒径 小于或等于150mm，助溶剂的添加量占可燃物料重量的1～3％，补充 焦炭的添加量占可燃物料重量的3～5％，燃料床层的厚度为 2500～3000mm。

4.根据权利要求1或2或3所述的可燃物料等离子体高温气化 工艺，其特征在于：所说的步骤3)中，粗合成气的上升速度为 0.8～1.0m/s，粗合成气在气化炉中的停留时间为10～15s。

5.根据权利要求1或2或3所述的可燃物料等离子体高温气化 工艺，其特征在于：所说的步骤3)和步骤5)中，一次氧化剂和二 次氧化剂选择氧气、富氧空气、空气、水蒸汽或其组合；所选氧气、 富氧空气、空气的喷射压力为33000～36000Pa；所选水蒸汽为250～350 ℃的过热水蒸汽，喷射压力为0.4～0.5Mpa。

6.根据权利要求1或2或3所述的可燃物料等离子体高温气化 工艺，其特征在于：所说的步骤5)中，将除焦油器内的净合成气加 热到1200～1400℃，二次氧化剂选择喷射压力为0.5Mpa、温度为350 ℃的过热水蒸汽。