[发明专利]热解与气化分区制备富氢合成气的装置及方法在审

专利信息
申请号: 201910066277.7 申请日: 2019-01-24
公开(公告)号: CN109735370A 公开(公告)日: 2019-05-10
发明(设计)人: 肖睿;曾骥敏;扈佳玮;曾德望 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: C10J3/66 分类号: C10J3/66;C10J3/56;C10J3/54;C10J3/72
代理公司: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 柏尚春
地址: 210000 江*** 国省代码: 江苏;32
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 富氢合成气 铁氧化合物 热解 空气反应器 燃料反应器 反应室 分区式 挥发 气化 焦炭 制备 分区 固体进料器 流动密封阀 挥发燃料 气化反应 深度还原 送料绞龙 一步制备 一次循环 制氢反应 重整反应 装置制备 析出 水汽 气化区 热解区 自热式 铁水 脱除 还原
【说明书】:

发明公开了一种热解与气化分区制备富氢合成气的装置及方法,该装置包括:分区式燃料反应器、空气反应器、固体进料器送料绞龙以及流动密封阀。还提供了利用该装置制备富氢合成气的方法,该方法如下:高挥发燃料在进入分区式燃料反应器后,在热解区反应室脱除挥发分,并将铁氧化合物深度还原,析出的挥发分、热解后的焦炭以及被还原的铁氧化合物共同进入气化区反应室,分别发生重整反应、水汽反应以及铁水制氢反应,一步制备富氢合成气,剩余未反应的焦炭与被部分氧化的铁氧化合物进入空气反应器,被完全氧化,实现一次循环。利用该装置和方法可实现自热式的气化反应。

技术领域

本发明属于固体燃料的热解、气化与燃烧,具体来说,涉及热解与气化分区制备富氢合成气的装置及方法。

背景技术

高挥发分含碳燃料主要分为三大类:低阶煤、生物质燃料和垃圾衍生燃料。它们所具有的共同特点在于挥发分含量高,易于热解与气化。在我国的能源分布中,这些高挥发分的含碳燃料占据较大的比例,尤其是在煤炭储备中,挥发分含量高的煤种所占比例最高。但同时,较高的挥发分意味着燃料的热值相对较低,使得能量密度较低,不利于运输和储藏。

气化技术是针对这些高挥发含碳燃料,将其转化为易运输、高热值、多用途合成气的先进技术。然而,在传统的流化床气化技术中,将燃料送入反应器后,燃料随即发生热解脱除挥发分、气体重整、部分氧化燃烧等一系列的化学反应步骤,这些反应步骤并没有与流化床反应器的设计进行有效的匹配,导致了燃料常常不能完全转化,使得制备的合成气含有焦油,品质较低,无法满足进一步制备气体燃料或化学品的工业需求。在此背景下,开发专门匹配高挥发分含碳燃料,并高效制备优质合成气的技术至关重要。

铁氧化合物作为炼钢的原料,具有廉价、无污染、并容易得到等优点,由于它机械强度好,耐磨性强,是流化床反应器的理想床料。此外,研究表明,低价态的铁氧化合物或金属铁(如FeO、Fe等)能在高温下与水蒸汽发生化学反应生成氢气(H2),并且该反应的温度区间与气化反应的温度区间相当,如果能将这些优点与气化技术结合,就能克服现有气化技术的缺点,制备富氢的合成气。

发明内容

技术问题:本发明所要解决的技术问题是:将廉价的铁氧化合物作为床料,与流化床反应器分区相结合,提供一种适用于高挥发含碳燃料的简单、高效气化装置及方法,利用该装置可连续制备富氢的合成气,实现自热式的气化反应。

技术方案:为解决上述技术问题,本发明实施例采用如下的技术方案:

本发明的一种热解与气化分区制备富氢合成气的装置置包括:固体进料器送料绞龙、分区式燃料反应器以及空气反应器,所述的固体进料器送料绞龙与分区式燃料反应器下部的热解区反应室第一入口连接;分区式燃料反应器上部的气化区反应室的出口接旋风分离器的入口,旋风分离器的出口通过返料管,与空气反应器的内部连通,空气反应器下部出口通过流动密封阀与分区式燃料反应器下部热解区反应室的第二入口连接。

其中:

所述的固体进料器送料绞龙与料仓下部连接,固体进料器送料绞龙通过调控进料速率,将燃料送入分区式燃料反应器下部热解区反应室的第一入口。

所述的分区式燃料反应器,在所述的热解区反应室下部设置第一气体布风板,在气化区反应室下部设置第二气体布风板。

所述的分区式燃料反应器竖直设置,所述的热解区反应室与气化区反应室采用渐缩段喷管式竖直连接,气化区反应室的顶端通过横向设置的管道与旋风分离器连接。

所述的空气反应器为鼓泡流化床反应器。

所述的流动密封阀为通过风量大小控制循环量的双通式阀,流动密封阀的入口与空气反应器下部出口连通,流动密封阀的出口与分区式燃料反应器下部热解区反应室的第二入口连接。

本发明提供一种所述装置的热解与气化分区制备富氢合成气的方法,包括以下步骤:

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于东南大学,未经东南大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201910066277.7/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code