[发明专利]一种物料热解气化工艺、系统及应用

权利要求书

1.一种物料热解气化工艺，该工艺依次包括预热、干燥、热解、气化以及热量回收，其特征在于，

所述预热所需热源由干燥产生的大于250℃的中温烟气提供；

所述干燥以及热解所需热源由气化产生的大于750℃中温烟气通过外部供热的形式提供；所述气化所需热源由气化产生的可燃气燃烧形成的大于1000℃高温烟气提供；

所述气化产生的大于750℃中温烟气还用于通过热量回收后产生大于100℃的低温烟气，低温烟气经气固分离后，气体部分净化成为可燃气，固体部分混合造粒用于生产高附加值产品；

所述气化所需气化介质包括干燥及热解过程产出的水蒸气、热解过程产生的热解产出气和热量回收时产生的蒸汽。

2.如权利要求1所述物料热解气化工艺，其特征在于，热解发生前先排出过热蒸汽，过热蒸汽用于热解半焦的气化，热解完的半焦冷却后，进行筛分、破碎制成半焦粉；

半焦粉制备过程产生的过热水蒸气作为输送介质将半焦粉输送进行气化；

所述半焦粉的颗粒粒径为50-100目；半焦粉在气化过程停留时间在0.5-2.0s之间；过热蒸汽与热解半焦的物料质量比为0.2-1.0。

3.一种按照权利要求1或2所述物料热解气化工艺所设计的系统，包括预热单元、干燥单元、热解单元、气化单元和热量回收单元，热解单元包括热解炉，气化单元包括气化炉；其特征在于，

所述预热单元所需热源由干燥单元产生的大于250℃的中温烟气提供；

所述干燥单元以及热解炉所需热源由气化炉气化后的大于750℃中温烟气通过外部供热的形式提供；所述气化炉所需热源由气化产生的可燃气燃烧形成的大于1000℃高温烟气提供；

气化炉产生的大于750℃中温烟气进行热量回收后产出大于100℃的低温烟气，低温烟气经气固分离后，气体部分净化成为可燃气，固体部分混合造粒产生有机复合肥；

气化炉气化所需气化介质包括干燥单元及热解炉产出的水蒸气、热解炉产生的热解产出气和热量回收时产生的中温蒸汽。

4.如权利要求3所述物料热解气化系统，其特征在于，所述热解炉包括炉体外壳和内筒，内筒用于盛装物料，炉体外壳顶部同时设有烟气进出口及热解气出口，烟气进出口处设有转换阀门，用于改变入口热源从而分别满足干燥、热解所需热量；热解炉顶部连接有热解气输送管道，用于将热解气送出，热解炉夹套内通入加热烟气，用于物料的干燥及热解。

5.如权利要求3或4所述物料热解气化系统，其特征在于，所述热解炉采用烟气外加热的形式，内筒盛料后送入热解炉，分别通入不同温度的烟气用于物料的干燥、热解，干燥时物料中的水分被烟气加热蒸发，干燥完成后，切换至较高温度的烟气用于物料热解。

6.如权利要求3所述物料热解气化系统，其特征在于，所述气化炉内部包括多个小直径钢管，采用高温烟气外加热的气流床结构，热解炉出来的热解产生气携带半焦粉进料，水蒸气作为气化剂，气化产生的气化气经换热后进行气固分离，气体净化后备用，固体收集造粒后用于制备其他附加产品；气化炉内半焦粉气化所需热量来源于气化产生的可燃气燃烧产生的高温烟气；

所述半焦粉的颗粒粒径为50-100目；半焦粉在气化路炉中停留时间在0.5-2.0s之间；水蒸气与物料热解半焦的质量比为0.2-1.0。

7.如权利要求6所述物料热解气化系统，其特征在于，热解半焦时将物料的热解半焦与煤焦共气化，反应温度为750-950℃，热解半焦和煤焦的混合比例为1:1。

8.如权利要求3所述物料热解气化系统，其特征在于，所述气化炉包括气化段和甲烷化段气流床结构，热解产出气作为载体将半焦粉送入气化段发生气化反应，反应后的气化气进入甲烷化段在催化剂的作用下发生甲烷化反应，甲烷化释放的热量回收后用于制备气化反应所需的气化剂。

9.如权利要求8所述物料热解气化系统，其特征在于，所述气化炉中，气化反应添加的催化剂包括碳酸钙或者氧化钙，添加量CaO/C为0.5，反应温度为750-800℃。

10.权利要求3所述物料热解气化系统用于城市生活垃圾、生活污泥或秸秆的热解气化。