半焦气化制备合成气的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种半焦气化制备合成气的方法及系统。方法中，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；混合气与半焦进行气化反应，生成粗合成气；去除粗合成气中的水蒸气和灰分，形成合成气；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再次在水蒸气氛围下进行释氧反应。上述系统包括释氧反应器、分离设备、气化反应器、粗合成气净化设备、氧化反应器、换热器、蒸汽管网、储气装置、给料装置。上述方法及系统既能获得可燃气体浓度高、热值高的产气，又能降低成本和能耗。

Method and system for preparing synthetic gas by semi coke gasification

The invention relates to a method and system for preparing synthetic gas by semi coke gasification. In the method of oxygen carrier particles for the oxygen releasing reaction in steam atmosphere containing oxygen and water vapor mixture and oxygen release after the oxygen carrier particles; mixed gas and char gasification reaction, generating crude synthesis gas; removal of steam and ash crude synthesis gas, forming synthesis gas; oxygen carrier particles release oxygen after the oxidation reaction with oxygen containing gas, oxygen carrier particles generated by oxidation and oxygen depleted gas, oxygen carrier particles was oxidized again by the oxygen releasing reaction in steam atmosphere. The above system includes oxygen release reactor, separation equipment, gasification reactor, crude synthesis gas purification equipment, oxidation reactor, heat exchanger, steam pipe network, gas storage device, feeding device. The above method and system can not only obtain high gas concentration and high calorific value gas production, but also reduce cost and energy consumption.

【技术实现步骤摘要】
半焦气化制备合成气的方法及系统
本专利技术涉及一种半焦气化制备合成气的方法及系统。
技术介绍
随着国家对节能减排工作的重视，能源高效转化与洁净利用成为当今研究热点，其中固体燃料的气化可大幅降低其燃烧过程的污染物排放，提高燃烧效率具有广阔的应用前景。用于半焦气化的气化剂包括纯氧、空气、水蒸气、二氧化碳等，纯氧气化产气中可燃气体浓度高、产气热值高，但是纯氧制备的高成本、高能耗，限制了纯氧气化的工业应用。由此，亟需一种既能获得可燃气体浓度高、热值高的产气，又能降低成本和能耗的半焦气化制备合成气的方法及系统。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的在于提供一种既能获得可燃气体浓度高、热值高的产气，又能降低成本和能耗的半焦气化制备合成气的方法及系统。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：本专利技术一方面提供一种半焦气化制备合成气的方法，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、混合气与半焦进行气化反应，生成粗合成气；S3、去除粗合成气中的水蒸气和灰分，形成合成气；S4、释氧后的载氧体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半焦气化制备合成气的方法，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。

【技术特征摘要】
1.一种半焦气化制备合成气的方法，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所述的半焦气化制备合成气的方法，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；该方法还包括如下步骤：S5、步骤S3生成的液态水与步骤S4生成的贫氧气体进行换热，形成水蒸气，将所形成的水蒸气的一部分直接送入步骤S1中使用，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。3.根据权利要求2所述的半焦气化制备合成气的方法，其特征在于，在步骤S5中，还同时将步骤S3生成的液态水与工业烟气换热。4.根据权利要求2所述的半焦气化制备合成气的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述冷凝介质为空气，所述空气与水蒸气换热形成热空气，所述热空气送入所述步骤S4中作为含氧气体使用。5.根据权利要求1所述的半焦气化制备合成气的方法，其特征在于，在步骤S1中，所述载氧体颗粒为铜基载氧体颗粒、锰基载氧体颗粒、钴基载氧体颗粒、铜锰复合载氧体颗粒或类钙钛矿载氧体颗粒，所述载氧体颗粒的粒径为200-1000μm，所述释氧反应的反应温度为300-1100℃；在步骤S2中，所述半焦为煤焦、生物质焦、煅后石油焦和垃圾焦中的一种或多种组合，所述半焦呈颗粒状，粒径为50-150μm，所述气化反应的反应温度为750-1200℃；在步骤S4中，所述含氧气体中氧气的体积浓度为5％-21％，氧化反应的反应温度为200-1000℃。6.一种半焦气化制备合成气的系统，其特征在于，包括：释氧反应器，所述释氧反应器能够供载氧体颗粒与水蒸气进行释氧反应，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；气化反应器，所述气化反应器能够供所述混合气与半焦在其中进行气化反应，生成粗合成气；粗合成气净化设备，所述粗合成气净化设备能够去除所述粗合成气中的水蒸气和灰分，生成合成气；氧化反应器，所述氧化反应器能够供所述释氧后的载氧体颗粒与含氧气体在其中进行氧化反应，生成被氧化的载氧体颗粒和贫氧气体；其中，所述释氧反应器能够接收所述氧化反应器中生成的氧化后的载氧体颗粒。7.根据权利要求6所述的半焦气化制备合成气的系...

【专利技术属性】
技术研发人员：于庆波，王坤，宜艳妮，秦勤，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21