[发明专利]利用高炉渣余热资源化生物质并生产高品质燃料气的技术

说明书

本发明是一种新型的利用液态高炉渣裂解生物质并制取高品质燃料气的方法。通过工艺控制，可以将液态高炉渣有效冷却并将其热能有效利用，同时将生物质转化为高品质能源气。本工艺技术方案为：将液态高炉渣加热并气化生物质及冷却水，在高炉渣的催化作用下，生物质裂解气与水蒸气发生催化反应，焦油逐渐生成CO及H2为主的能源气体，同时能源气体中的Cl及CO2被高炉渣中的碱性物质吸收。本工艺在冷却高炉渣的同时，大大节约了能源，同时获得了高品位的能源气。

技术领域

本发明是资源化生物质并且冷却高炉渣的方法，在冷却高炉渣、资源化生物质、获得高品位的能源气的同时，大大节约了能源，同时。属于环境保护及低碳技术领域。

背景技术

我国每年产生大量的生物质，如今大部分生物质没有有效利用，而进行田间焚烧，形成了雾霾，严重影响了大气环境。生物质热解利用是一种生物质利用方法，但其产品焦油通常难以利用，还存在设备结焦的问题。申请号2014102110190的专利介绍了一种利用污泥及生物质催化重整裂解制取燃料气的方法，该方法将生物质焦油转化为可燃气的方法，虽然产生了较为易利用的燃料气，但其CO2含量高，品质差；同时需要1000℃左右高温，能耗大，利用率较低；此外该法还需要利用较为昂贵的CaO基、Al2O3基催化剂。

另一方面，我国每年产生大量的高炉渣，液态高炉渣温度高，温度1500-1700℃，如果能好好利用，将是宝贵的资源。如果能够利用高炉渣，加热并裂解生物质制取能源，将有很大的益处。申请号2013101072144的专利介绍了一种利用高炉渣裂解生物质来制取焦油的技术，该方法以废治废，但该法没有充分有效的利用高炉渣的热能，同时产生的焦油品质较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明是一种新型的利用液态高炉渣裂解生物质并制取高品质燃料气的方法。通过工艺控制，可以将液态高炉渣有效冷却并将其热能有效利用，同时将生物质转化为高品质能源气。

本工艺技术方案为：将液态高炉渣加热并气化生物质及冷却水，在高炉渣的催化作用下，生物质裂解气与水蒸气发生催化反应，焦油逐渐生成CO及H2为主的能源气体，同时能源气体中的Cl及CO2被高炉渣中的碱性物质吸收。本工艺在冷却高炉渣的同时，大大节约了能源，同时获得了高品位的能源气。

本发明的方法具体包括以下步骤：

（1）温度1500-1700℃的液态高炉渣由渣罐倾倒至造粒器入口端，经换热造粒后，从出口端进入一级回转窑入口处，与生物质及部分高温燃料气混合，并将生物质热解，随后混合物输往一级回转窑尾端，气相部分从尾端上口排出，固相高炉渣通过螺旋进料器进入二级回转窑，在二级回转窑尾端经冷却水冷却后排放；

（2）步骤（1）中的冷却水从二级回转窑出口端加入，喷淋到高炉渣表面受热转化为水蒸气；水蒸气随后与高炉渣逆向流动并换热，输往二级回转窑入口端上口排出，随后与步骤（1）中一级回转窑尾端排放的气体混合，随后输往造粒器与液态高炉渣进行换热，转化为800-1200℃的高温燃料气；高温燃料气排放后，分成两部分，约30-70%的燃料气输往催化重整炉，另有约30-70%的燃料气输往一级回转窑窑头，与生物质及高炉渣混合；

（3）将步骤（2）中的输往催化重整炉中的高温燃料气与炉内负载的催化剂混合并持续加热催化剂，高温燃料气在800-1000℃范围内进行催化重整，生成高品质能源气体；冷却高炉渣的冷却水与高炉渣的连续输入质量比为1：(1-8)；生物质与高炉渣的连续输入质量比为1：(1-8)；

相比传统的生物质处理方法，本方法有如下优势：

1.利用高温液态高炉渣加热并气化生物质及冷却水，产生生物质裂解产物及水蒸气，为裂解产物催化制备高品质能源气创造条件；同时充分利用了热能，大大提高了能源效率；

2.因高温蒸汽的作用，使得高炉渣在还原处理后，表面积炭量大大减少，有利于处理后高炉渣的二次利用；