[发明专利]一种从油页岩或其类似物这样的劣质固体燃料中生产可燃气体的方法

说明书

本发明涉及一种从如油质页岩或其类似物这样的劣质固体燃料中生产可燃气体的方法和装置。

油页岩遍及全世界，如果能用快速、兼价方法将油页岩加工成可燃气体，则它将成为一种丰富并且相对便宜的燃料。一种将油页岩加工成可燃气体的方法揭示在美国专利NO,4,211,606中(其公开内容在此列入了参考文献)。在此专利中，油页岩在一个干燥器中使用清洁、热的烟道气体加热，产生出的热的油页岩加入到热解炉中。在热解炉中加热的油页岩与来自热烟道气体中的灰烬相接触并进一步加热，以便产生出燃烧产物和加到气化器中的含碳物质。热气、灰烬和蒸气都加入到气化器中，这样含碳物质就进一步产生可燃气体。将气化器中的残渣排出并加入到该专利所谓的空气喷射炉中。其详情揭示在美国专利NO,4,110,064中，该专利也列入了参考文献。

空气喷射炉生产出的产物是热的烟道气体，其主要成份是二氧化碳和被加入到分离器中灰烬颗粒，分离器将产物分离成一股由热气体和较粗的灰烬组成的流体。以及一股由热气体和较细的灰烬组成的流体。一部分相对细小的灰烬被加入到生气化中，而由热气和细灰烬组成的流体被加入到另一个分离器中，产生出用于加热干燥器中油页岩的干净的烟道气体。

在1990和1991年，苏联的两个工厂明显地使用了上述设备的一个变型。正如目前已知的那样其实际的设计省去了气化器。油页岩被加入热解炉，油页岩在热解炉中经过一段预先确定的滞留时间之后发生热解反应，产生被排出的可燃产物和含碳物质。该物质被加入到空气喷射炉中，炉内发生燃烧产出热烟道气体和颗粒，该流体被送入分离器中分成两股气流，一股包含相对粗的灰烬而另一股包含烟道气体和相对细的灰烬。相对粗的灰烬被送入热解炉中在温度超过400℃下产生热解气体。该气体包括可燃产物、蒸气和碳的化合物。包含相对细的灰烬和烟道气体的气流被送到另一个分离器，产生出相对干净但仍含有较多灰烬的烟道气体。这样生产出来的气体和热解气体一道被送进是锅炉燃烧室一部分的燃烧器内并在此燃烧，锅炉产生的蒸气可用于发电。

甚至当将热解炉制造成为一个旋转的筒体时，油页岩在热解中完全热解所需的滞留时间还是比较长的，这样就使设备的实际尺寸过大，设备很复杂并且费用也高。因此本发明的目的之一就是对于从劣质固体燃料中生产可燃气体提供一种新的，改进的设计，通过减少劣质燃料在热解炉中的滞留时间来减小热解炉的尺寸。

本发明通过在热解炉中热解燃料从该固体燃料中生产出可燃气体以产生可燃气体和含碳素物质。含碳素物质在炉内燃烧产生出包括热烟道气体和颗粒物质的燃烧产物。该燃烧产物被分成多股气流，其中包含较粗的灰烬的一股被导入热解炉中。反应气流被送入热解炉中，其送入的方式是使反应气体流在热解炉中沸腾地经过含碳物质而不使物质流化。另一种方法是用反应气体使含碳物质流化。然而，最好是沸腾状态，因为包含在离开热解炉的可燃气体中的颗粒数量相对较少。在这两者中任何一种情况下，反应气体使热解炉中的空闲部分发挥了作用从而减少了物质在热解炉中的滞留时间。

在本发明的一个实施方案中，由热解炉产生出的可燃气体在锅炉的燃烧室内燃烧，例如，产生出组成反应气体的锅炉烟道气送入热解炉中。在另一个实施方案中，至少有一部分包含烟道气体和较细灰烬的气流由炉中产出的燃烧产物中分离出来构成反应气体。

根据本发明，如果使用，可以控制沸腾或流化的速度，以便使得从热解炉到达锅炉燃烧室的颗粒数量足以吸收存在于热解炉的燃烧气体中的硫的氧化物和/或其它的硫的化合物。上这吸收是充分的，因为锅炉燃烧室中的温度最适合于进行像如下这样的反应：  

本发明的实施方案用附图表示作为实施例；图1是方框图，它以示意的方式描述了从如油页岩这样的劣质固体燃料中生产可燃气体的现有发电厂

图2是本发明的第一个实施方案的方框图。

图3是本发明的第二个实施方案的方框图。

图4是本发明的除掉磷酸盐中的有机物质的第三个实施方案的方框图。

图5是第三个实施方案的改进型的方框图。

图6是一个本发明的油页岩和磷酸盐的综合工厂的方框图。

图7是一个示意图，它表示了本发明中可以使用的各种类型燃料和应用产生的气体的各种方法。