一种可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化方法及装置，该方法包括：对可燃固体废弃物和生物质依次进行分选、粉碎和干燥，然后与煤混合在一起，从而得到混合后物料；对混合后物料进行气化和燃烧，气化过程没有完全反应的混合后物料送入燃烧过程进行燃烧，燃烧过程产生的带有高温灰的烟气进行气固分离，分离出的高温灰送入气化过程为气化反应供热，从而使气化过程与燃烧过程耦合在一起。本发明专利技术不仅提高了煤气化后的煤气热值和能源利用率，节约了煤气化生产成本，而且环境友好，解决了可燃固体废弃物和生物质的综合处理利用问题，实现了能源的最大化利用。

High temperature co gasification method and apparatus for combustible solid waste, biomass and coal

The invention discloses a method and device for combustible solid waste, biomass and coal high temperature co gasification. The method includes: sorting, crushing and drying combustible solid waste and biomass in turn, then mixing with coal to get the mixed material; gasification and combustion of the mixed material and gasification of the mixed material. When the process is not completely reacted, the material is sent into the combustion process, and the high temperature ash produced by the combustion process is separated by gas solid separation. The separated high temperature ash is sent into the gasification process to heat the gasification reaction, so that the gasification process is coupled with the combustion process. The invention not only improves the gas calorific value and energy utilization rate after coal gasification, but also saves the production cost of coal gasification, and has a friendly environment, and solves the problem of comprehensive treatment and utilization of combustible solid waste and biomass, and realizes the maximum utilization of energy.

【技术实现步骤摘要】
一种可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化方法及装置
本专利技术涉及可燃固体废弃物和生物质的利用
，尤其涉及一种可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化方法及装置。
技术介绍
随着社会的发展，可燃固体废弃物的种类和数量不断增多，这对环境造成了极大的不良影响，也造成了资源的大量浪费，因此对可燃固体废弃物进行综合处理利用是非常必要的。在现有技术中，对可燃固体废弃物的处理方法主要包括焚烧、掩埋和等离子热解；焚烧和掩埋不仅没有实现综合处理利用，而且会对环境造成二次污染，而等离子热解工艺的运行成本非常高，对处理设备的要求复杂，无法做成大型化的工艺设备，进而导致处理效率不高，并且热解本身是一个吸热过程，因此等离子热解工艺需要大量能耗才能实现综合处理。我国是一个富煤、少油、贫气的国家，煤炭是我国经济发展的重要支柱，因此如何进行煤炭的清洁综合利用是我国能源结构和产业发展的必然要求。煤气化技术是一种常见的煤炭处理工艺。目前，煤气化技术可分为固定床气化技术、流化床气化技术、气流床气化技术和熔融床气化技术。其中的熔融床气化技术尚未完全实现工业化。固定床气化技术具有对原料要求严格、生产能力小、能耗高等缺点，正逐渐被淘汰。流化床气化技术具有传热传质效率高、气化强度大、原料价格便宜(原料使用粉煤即可)、煤种适应范围宽、产品煤气中基本不含焦油和酚类物质等优点，但现有气化技术的流化床均为单床，其气体中带出细粉过多，这会影响碳转化率，虽然采用循环技术可解决此类问题，但单炉循环流化床的燃烧和气化基本同时进行，若不使用“富氧+水蒸气+高压”条件进行气化，则煤气热值很难提升(例如：在“空气+水蒸气+常压”条件下，煤气热值很难超过1400大卡)，若采用“富氧+水蒸气+高压”条件，则会大大增加设备投资和装置安全运行风险。气流床气化技术是较为先进的新一代煤气化技术，一般在高温高压下进行气化，建设投资较大，而目前国内运行的气流床均为液态排渣，要保证气化炉的稳定操作，气化炉的操作温度一般要在灰的流动温度以上，原料煤的灰熔融温度越高，要求气化操作温度越高，氧耗也越大，这会严重影响其经济性，而且熔融温度较高的煤灰在运行期间极易出现结渣现象。
技术实现思路
针对现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化方法及装置，不仅提高了煤气化后的煤气热值和能源利用率，节约了煤气化生产成本，而且环境友好，有解决了可燃固体废弃物和生物质的综合处理利用问题，实现了能源的最大化利用。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化方法，包括：对可燃固体废弃物和生物质依次进行分选、粉碎和干燥，然后与煤混合在一起，从而得到混合后物料；对混合后物料进行气化和燃烧，气化过程没有完全反应的混合后物料送入燃烧过程进行燃烧，燃烧过程产生的带有高温灰的烟气进行气固分离，分离出的高温灰送入气化过程为气化反应供热，从而使气化过程与燃烧过程耦合在一起。优选地，对气化过程产生的带有固体颗粒的合成气进行气固分离，分离出的固体颗粒返回到气化过程，而分离出的合成气经过热器处理后进行气水换热，过热器产生的过热蒸气返回到气化过程供气化反应使用，气水换热后的合成气输出外供，气水换热产生的汽水混合物制成饱和蒸汽，饱和蒸汽输出外供和/或经过热器处理成过热蒸气返回到气化过程供气化反应使用。优选地，燃烧过程产生的带有高温灰的烟气进行气固分离，分离出的烟气进行热量回收，热量回收得到的汽水混合物制成饱和蒸汽，饱和蒸汽输出外供和/或经过热器处理成过热蒸气返回到气化过程供气化反应使用，而热量回收得到的热空气用于对可燃固体废弃物和生物质干燥和/或送入气化过程供气化反应使用和/或送入燃烧过程供燃烧使用。优选地，用于对可燃固体废弃物和生物质进行干燥的热空气的温度低于150℃，且干燥后的气体送入燃烧过程参与燃烧；送入气化过程供气化反应使用的热空气的温度为450～700℃，送入燃烧过程供燃烧使用的热空气的温度为450～700℃。优选地，混合后物料中可燃固体废弃物和生物质的质量百分数总和小于60％，并且混合后物料中煤的熔融温度>1150℃。优选地，气化过程的反应温度控制在800～950℃；燃烧过程的反应温度控制在900～1050℃，且燃烧过程的反应温度比气化过程的反应温度高100℃。优选地，燃烧过程产生的带有高温灰的烟气，其表观气速为5～7m/s。一种可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化装置，包括：气化炉、燃烧炉、气固分离器、固体返料器、换热装置、过热器和汽包；对可燃固体废弃物和生物质依次进行分选、粉碎和干燥，然后与煤混合在一起，从而得到混合后物料；将混合后物料送入气化炉和燃烧炉，气化炉中没有完全反应的混合后物料通过固体返料器送入燃烧炉，燃烧炉产生的带有高温灰的烟气送入气固分离器进行气固分离，分离出的高温灰通过固体返料器送入气化炉为气化反应供热，使气化炉与燃烧炉耦合在一起。优选地，气化炉产生的带有固体颗粒的合成气送入气固分离器进行气固分离，分离出的固体颗粒返回到气化炉，而分离出的合成气送入过热器进行处理，再送入换热装置进行气水换热，过热器产生的过热蒸气返回到气化炉供气化反应使用，气水换热后的合成气输出外供，气水换热产生的汽水混合物送入汽包制成饱和蒸汽，饱和蒸汽输出外供和/或送入过热器处理成过热蒸气返回到气化炉供气化反应使用。优选地，燃烧炉产生的带有高温灰的烟气送入气固分离器进行气固分离，分离出的烟气送入换热装置进行气水换热，再送入空气预热器对空气进行预热，气水换热得到的汽水混合物送入汽包制成饱和蒸汽，饱和蒸汽输出外供和/或送入过热器处理成过热蒸气返回到气化炉供气化反应使用，而预热得到的热空气送入干燥装置用于对可燃固体废弃物和生物质进行干燥和/或送入气化炉供气化反应使用和/或送入燃烧炉供燃烧使用。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术所提供的可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化方法将可燃固体废弃物和生物质与煤混合在一起后进行气化和燃烧，并且气化过程没有完全反应的混合后物料送入燃烧过程进行燃烧，而燃烧过程产生的高温灰送入气化过程为气化反应供热，这使得气化过程与燃烧过程耦合在一起，实现了气化过程与燃烧过程之间的热量循环利用；而气化过程所产生合成气中的热量和燃烧过程所产生烟气中的热量均可通过热量回收生产饱和蒸汽及热空气，这实现了气化与蒸汽的多联产，提高了煤气的热值和能源利用率，因此本专利技术不仅降低了可燃固体废弃物和生物质的处理能耗，节约了煤气化生产成本，而且实现了能源的最大化利用，为可燃固体废弃物的利用提供了一条新途径。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例中可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化装置的结构示意图。其中，1-燃烧炉、2-第一气固分离器、3-第一固体返料器、4-鼓泡床气化炉、5-第二固体返料器、6-第一气水换热器、7-空气预热器、8-汽包、9-第二气固分离器、10-过热器、11-第二气水换热器。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化方法，其特征在于，包括：对可燃固体废弃物和生物质依次进行分选、粉碎和干燥，然后与煤混合在一起，从而得到混合后物料；对混合后物料进行气化和燃烧，气化过程没有完全反应的混合后物料送入燃烧过程进行燃烧，燃烧过程产生的带有高温灰的烟气进行气固分离，分离出的高温灰送入气化过程为气化反应供热，从而使气化过程与燃烧过程耦合在一起。

【技术特征摘要】
1.一种可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化方法，其特征在于，包括：对可燃固体废弃物和生物质依次进行分选、粉碎和干燥，然后与煤混合在一起，从而得到混合后物料；对混合后物料进行气化和燃烧，气化过程没有完全反应的混合后物料送入燃烧过程进行燃烧，燃烧过程产生的带有高温灰的烟气进行气固分离，分离出的高温灰送入气化过程为气化反应供热，从而使气化过程与燃烧过程耦合在一起。2.根据权利要求1所述的可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化方法，其特征在于，对气化过程产生的带有固体颗粒的合成气进行气固分离，分离出的固体颗粒返回到气化过程，而分离出的合成气经过热器处理后进行气水换热，过热器产生的过热蒸气返回到气化过程供气化反应使用，气水换热后的合成气输出外供，气水换热产生的汽水混合物制成饱和蒸汽，饱和蒸汽输出外供和/或经过热器处理成过热蒸气返回到气化过程供气化反应使用。3.根据权利要求1或2所述的可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化方法，其特征在于，燃烧过程产生的带有高温灰的烟气进行气固分离，分离出的烟气进行热量回收，热量回收得到的汽水混合物制成饱和蒸汽，饱和蒸汽输出外供和/或经过热器处理成过热蒸气返回到气化过程供气化反应使用，而热量回收得到的热空气用于对可燃固体废弃物和生物质进行干燥和/或送入气化过程供气化反应使用和/或送入燃烧过程供燃烧使用。4.根据权利要求3所述的可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化方法，其特征在于，用于对可燃固体废弃物和生物质进行干燥的热空气的温度低于150℃，且干燥后的气体送入燃烧过程参与燃烧；送入气化过程供气化反应使用的热空气的温度为450～700℃，送入燃烧过程供燃烧使用的热空气的温度为450～700℃。5.根据权利要求1或2所述的可燃固体废弃物、生物质和煤高温共气化方法，其特征在于，混合后物料中可燃固体废弃物和生物质的质量百分数总和小于60％，并且混合后物料中煤的熔融温度>1150℃。6.根据权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷晓平，孟莹，房贤卓，翟耀辉，陈博，彭超，霍锡臣，
申请(专利权)人：北京雷浩环保能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11