[发明专利]固体燃料热解气化制备合成气和热解气的方法及系统

权利要求书

1.一种固体燃料热解气化制备合成气和热解气的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、载氧体颗粒在水蒸气氛围下进行释氧反应，生成包含氧气和水蒸气的混合气以及释氧后的载氧体颗粒；

S2、所述混合气与半焦进行气化反应，生成粗合成气；

S3、去除所述粗合成气中的水蒸气和灰分，形成合成气；

S4、所述释氧后的载氧体颗粒作为固体载热体，固体燃料在该固体载热体的作用下热解生成半焦和粗热解气，所生成的半焦送入步骤S2中使用；

S5、去除所述粗热解气中的焦油和水蒸气，形成热解气；

S6、步骤S4使用后的所述释氧后的载氧体颗粒与含氧气体进行氧化反应，生成被氧化的载氧体颗粒和贫氧气体，被氧化后的载氧体颗粒送入步骤S1中使用；

步骤S6包括如下子步骤：

S6.1、采用步骤S4使用后的所述释氧后的载氧体颗粒与固体燃料进行换热，固体燃料中的水分变为水蒸气脱离固体燃料，然后将固体燃料送入步骤S4中使用；

S6.2、步骤S6.1使用后的所述释氧后的载氧体颗粒与含氧气体进行氧化反应，生成被氧化的载氧体颗粒和贫氧气体，被氧化后的载氧体颗粒送入步骤S1中使用。

2.根据权利要求1所述的固体燃料热解气化制备合成气和热解气的方法，其特征在于，

步骤S6还包括如下子步骤：

S6.3、从固体燃料中脱离的水蒸气送入步骤S1中使用。

3.根据权利要求1所述的固体燃料热解气化制备合成气和热解气的方法，其特征在于，

在步骤S3中，将所述粗合成气与冷凝介质换热，所述粗合成气中的水蒸气变为液态水脱离所述粗合成气；和/或

在步骤S5中，将所述粗热解气中的水蒸气变为液态水脱离所述粗热解气；

该方法还包括如下步骤：

S7、步骤S3生成的液态水和/或步骤S5生成的液态水与步骤S6生成的贫氧气体进行换热，形成水蒸气，将所形成的水蒸气至少部分地送入步骤S1中使用。

4.根据权利要求3所述的固体燃料热解气化制备合成气和热解气的方法，其特征在于，

在步骤S7中，将所形成的水蒸气的一部分直接送入步骤S1使用，另一部分送入蒸汽管网并可随时从蒸汽管网获取水蒸气送入步骤S1中使用，以控制步骤S1中使用的水蒸气的量。

5.根据权利要求3所述的固体燃料热解气化制备合成气和热解气的方法，其特征在于，

在步骤S3中，所述冷凝介质为空气，所述空气与所述粗合成气换热形成热空气，所述热空气送入所述步骤S6中作为含氧气体使用。

6.根据权利要求1所述的固体燃料热解气化制备合成气和热解气的方法，其特征在于，

在步骤S1中，所述载氧体颗粒的粒径为200-1000μm，所述载氧体颗粒为铜基载氧体颗粒、钴基载氧体颗粒、锰基载氧体颗粒中的一种或多种组合、或者为类钙钛矿型载氧体颗粒，所述释氧反应的反应温度为300-1100℃；

在步骤S2中，所述气化反应的反应温度为750-1200℃；

在步骤S4中，所述固体燃料为煤、生物质、石油焦、油页岩、生活垃圾中的一种或多种组合，固体燃料呈颗粒状，粒径为50-150μm，所述固体燃料的热解温度为300-800℃；

在步骤S6中，所述氧化反应的反应温度为200-1000℃。