[发明专利]利用固体颗粒热载体热解气化的梯级余热回收装置及方法

权利要求书

1.利用固体颗粒热载体热解气化的梯级余热回收的方法，其特征在于，采用一种利用固体颗粒热载体热解气化的梯级余热回收装置，所述的梯级余热回收装置包括气化炉，热解炉，固体分离器及烟气处理系统，其中：所述气化炉，热解炉和固体分离器依次连接，气化炉与热解炉的烟道出口汇合并与烟气处理系统连接，所述固体分离器通过提升装置与气化炉燃料喷嘴连接；

所述的方法包括以下步骤：

步骤1，高温颗粒余热回收：

高温颗粒进入气化炉，含碳固废材料A在气化剂携带下进入气化炉，高温颗粒在气化炉内自上而下运动，气化剂和含碳固废材料A在炉内发生气化反应，生成可燃煤气，同时获得一次降温后颗粒，其中，所述的高温颗粒温度为900~1200℃，按摩尔比，气化剂中气化反应成分：含碳固废材料A中C元素=1:1，按质量比，高温颗粒质量：含碳固废材料A中C元素=1:0.02，所述的高温颗粒为钢铁冶炼排放的高炉渣颗粒或钢渣颗粒，粒径为1~10mm，其中：所述高炉渣颗粒包括组分及质量百分含量为CaO 41.21%，MgO 8.22%，SiO₂ 34.38%，Al₂O₃ 11.05%，Fe₂O₃ 2.78%，TiO₂ 0.35%，余量其他；所述钢渣颗粒包括组分及质量百分含量为CaO41.18%，MgO 9.26%，SiO₂ 20.49%，Al₂O₃ 3.08%，Fe₂O₃ 20.35%，余量其他；所述的气化剂为富CO₂烟气，所述富CO₂烟气为工业炉窑或锅炉产生的含CO₂废气，烟气中CO₂含量为10-40%，N含量为60-90%；所述的含碳固废材料A中碳元素含量在20-70%；

步骤2，中低温颗粒余热回收：

一次降温后颗粒与含碳固废材料B进入热解炉，按质量比，含碳固废材料B：一次降温后颗粒=(0.5~1):1，颗粒在热解炉内自上而下运动，含碳固废材料B在炉内发生热解反应，生成热解气和固体半焦，并获得冷却后颗粒，其中，所述的一次降温后颗粒温度为500-800℃，所述的含碳固废材料A中碳元素含量在20-70%；

所述的含碳固废材料A或B为煤粉或生物质或污泥或塑料；

所述的热解气中包括煤气，热解气与步骤1获得的可燃煤气汇合，经气液分离器分离出热解气中的凝结性焦油和可燃煤气中的半焦与灰分，经净化器分离烟尘，获得洁净煤气，洁净煤气的热值在5000-7000kJ/m³；

步骤3，固体分离：

冷却后的颗粒与固体半焦混合物进入固体分离器中，在固体分离器中进行筛分及分离，获得冷却后颗粒与固体半焦，其中，所述固体半焦进入气化炉，作为燃料为气化炉提供热量，所述固体半焦产率为20-23%，固体半焦中固定碳含量为77-79.1%，所述的利用固体颗粒热载体进行热解气化的梯级余热回收方法，经过梯级余热回收后，热效率达84%，㶲效率为77%。

2.根据权利要求1所述的利用固体颗粒热载体热解气化的梯级余热回收的方法，其特征在于：所述烟气处理系统包括旋风分离器、气液分离器及净化器，各部件顺次连接；

所述气化炉为固定床或流化床，所述气化炉设有颗粒给料装置，气化炉燃料喷嘴和颗粒出口；

所述热解炉为固定床，所述热解炉内设置有搅拌装置；

所述气化炉的颗粒出口与热解炉颗粒给料装置连接，热解炉的颗粒出口与固体分离器相连。

3.根据权利要求1所述的利用固体颗粒热载体热解气化的梯级余热回收的方法，其特征在于，所述含碳固废材料A或B在进入热解炉或气化炉前需要进行干燥处理。