气化系统及其热解气化方法技术方案

本发明专利技术提供一种气化系统及其热解气化方法，包括内旋推进窑式气化炉，内旋推进窑式气化炉包括固定的壳体以及设置于壳体内的旋转推进结构，壳体的第一端设置有进料口，壳体的第二端设置有出渣口，所述壳体的上部和/或下部设置有多个气化剂入口，所述气化剂入口与设置有控制装置的管道连接，所述控制装置调节控制气化剂分配的比例。本发明专利技术提供的气化系统及其热解气化方法，在保留传统旋转窑气化炉优点的基础上，采用内旋推进式气化炉，壳体固定，使得精细优化布气成为可能；进一步设计了气化剂入口位置和产品气出口位置可调的结构，使得气化系统应用前景更加广阔。

Gasification system and its pyrolysis gasification method

The invention provides a gasification system and a pyrolysis gasification method thereof, which comprises an internal rotary propulsion kiln gasifier, an internal rotary propulsion kiln gasifier comprising a fixed shell and a rotating propulsion structure arranged in the shell, a feed port is arranged at the first end of the shell, a slag outlet is arranged at the second end of the shell, a plurality of gasifier entrances are arranged at the upper and/or lower parts of the shell, and the gasification is described. The entrance of the gasifier is connected with a pipeline provided with a control device, which adjusts and controls the proportion of gasifier distribution. The gasification system and its pyrolysis and gasification method provided by the invention, on the basis of retaining the advantages of the traditional rotary kiln gasifier, adopt an internal rotary propulsion gasifier with fixed shell, which makes it possible to fine optimize the gas distribution; furthermore, the structure with adjustable entrance position of gasifier and outlet position of product gas is designed, so that the application prospect of the gasification system is broader.

【技术实现步骤摘要】
气化系统及其热解气化方法
本专利技术涉及含碳固体原料气化
，具体涉及一种气化系统及其热解气化方法。
技术介绍
含碳原料在气化炉内的热转化过程分为热解、气化和燃烧，各种气化过程最核心的目的就是尽可能多的将原料的化学能转化为产品的化学能，这就要求尽量控制反应过程中的燃烧放热，使热量在反应过程中得到充分利用，提高碳转化率，提高目标产品的产率。根据目标产品的不同，对气化炉的选择不同，如果是用于产汽和发电，则将投入较多的氧，气化反应温度设定较高，使碳转化率最大化，合成气有效成分主要是CO和H2，如果用于制取CH4，则反应温度设定稍低，以最大程度保留CH4成分，在气化炉内的CH4主要来自含碳原料的热解，如果温度过低，则焦油多，CH4少，提高温度，可使焦油大部分分解，转化成CH4，但提高温度意味着增加氧气量，使部分CH4参与燃烧，应找到最佳平衡，使CH4产率最大化。目前典型的商用气化技术有多段耦合气化、流化床气化、气流床气化、固定床气化、旋转窑炉气化等，各具特点，但还没有一种气化炉能够适应多种目标产品需求，且能够适应任何固态含碳原料，保持高碳转化率。其中旋转窑气化炉与其他气化炉相比，具有适应任何规格类型燃料、制造运行费用低等优势，经过多年发展实践，以往难于控制空气的合理分配的问题，也得到了较好的解决，使该炉型能够深度气化，打开了旋转窑气化炉的广阔应用前景。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种气化系统，在保留传统旋转窑气化炉优点的基础上，采用内旋推进式气化炉，壳体固定，使得精细优化布气成为可能；进一步设计了气化剂入口位置和产品气出口位置可调的结构，使得气化系统应用前景更加广阔。本专利技术提供一种气化系统，其中，所述气化系统包括：用于热解气化的内旋推进窑式气化炉，所述内旋推进窑式气化炉包括横向布置的且内部中空的壳体、以及设置于所述壳体中的旋转推进结构；所述壳体的左端设有进料口，所述进料口连接有供含碳原料进入的进料管道；所述壳体的右端设有出渣口，所述出渣口连接有出渣管道；所述壳体的侧壁的两个相对位置处分别设有多个气化剂入口，多个所述气化剂入口分别与对应数目的安装有控制装置的且用于输送气化剂的气化剂管道连接，所述控制装置用于调节控制气化剂的分配比例；所述壳体上还设有用于排出热解气化后的合成气的多个合成气出口，多个合成气出口分别连接有合成气管道；通过热烟气管道与所述壳体连接的烧渣炉，所述烧渣炉排出的热烟气通过热烟气管道进入所述壳体，所述出渣口排出的含碳气化炉灰渣通过所述出渣管道进入所述烧渣炉；通过所述合成气管道与所述壳体连接的且用于除去合成气中的含碳飞尘并排出粗合成气的除尘器，所述除尘器与所述烧渣炉通过管道连接，所述烧渣炉与所述出渣口连接。可选地，所述旋转推进结构包括设于所述壳体内且贯穿所述壳体两端的转轴，以及均匀布置于所述转轴上且可以所述转轴为圆心旋转的多个叶片，所述叶片用于旋转混合搅拌所述壳体内的含碳原料、气化剂。可选地，所述控制装置为电磁阀，所述电磁阀根据各气化剂管道流量的要求调节阀门的开度。可选地，多个所述气化剂管道包括位于所述壳体上的顶部进气单元、底部进气单元，所述顶部进气单元位于所述合成气出口一侧，所述底部进气单元位于所述热烟气管道一侧。可选地，多个所述合成气出口与多个所述气化剂入口间隔错开设置。可选地，还包括两个分别固定于所述壳体两端的供所述转轴安装的法兰，两所述法兰密封所述壳体的两端。本专利技术还提供一种如上述任一项所述的气化系统的热解气化方法，其中，所述热解气化方法包括以下步骤：S1：固体含碳原料通过进料口进入内旋推进窑式气化炉；S2：固体含碳原料在旋转推进结构作用下，从壳体的左端向右端移动；S3：气化剂从与设置有控制装置的气化剂管道进入壳体，与固体含碳原料混合、燃烧，控制装置调节气化剂在不同气化剂入口处的分配比例，从而控制旋推进窑式气化炉内的反应过程；S4：气化产生的含尘合成气通过合成气出口排出并进入除尘器；S5：气化产生的含碳气化炉灰渣通过出渣口排出并进入烧渣炉。可选地，步骤S4之后还包括以下步骤：S41：除尘器除去合成气出口排出的含尘合成气中的含碳飞尘并排出粗合成气。可选地，所述烧渣炉燃烧除尘器排出的含碳飞尘。可选地，步骤S5之后还包括以下步骤：S51：通过出渣口排出的含碳气化炉灰渣进入烧渣炉燃烧；S52：烧渣炉排出的热烟气通过热烟气管道进入壳体，作为外热源为固体含碳原料提供热解所需热量。与现有技术相比，本专利技术提供的气化系统及其热解气化方法，具有以下有益效果：(1)在保留传统旋转窑气化炉优点的基础上，采用内旋推进式气化炉，壳体固定，使得精细优化布气成为可能；(2)进一步设计了气化剂入口位置和产品气出口位置可调的结构，使得气化系统应用前景更加广阔，可用于生物质气化，污泥、市政垃圾、医疗垃圾等处理、煤炭梯级利用、分布式能源、合成氨、制甲醇以及制天然气等等。附图说明图1是本专利技术实施例的气化系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。请参见图1所示，示出了本专利技术实施例一种气化系统，其中，气化系统包括：用于热解气化的内旋推进窑式气化炉，内旋推进窑式气化炉包括横向布置的且内部中空的壳体1、以及设置于壳体1中的旋转推进结构20(在保留传统旋转窑气化炉优点的基础上，采用内旋推进式气化炉，壳体固定，使得精细优化布气成为可能)。旋转推进结构20包括设于壳体1内且贯穿壳体1两端的转轴4，以及均匀布置于转轴4上且可以转轴4为圆心旋转的多个叶片5，叶片5用于旋转混合搅拌壳体1内的含碳原料、气化剂。壳体1的左端设有进料口30，进料口30连接有供含碳原料进入的进料管道9；壳体1的右端设有出渣口40，出渣口40连接有出渣管道13；壳体1的侧壁的两个相对位置处分别设有多个气化剂入口70，多个气化剂入口70分别与对应数目的安装有控制装置8的且用于输送气化剂的气化剂管道7连接，控制装置8用于调节控制气化剂的分配比例。壳体1上还设有用于排出热解气化后的合成气的多个合成气出口50，多个合成气出口50分别连接有合成气管道11。通过热烟气管道10与壳体1连接的烧渣炉3，烧渣炉3排出的热烟气通过热烟气管道10进入壳体，出渣口40排出的含碳气化炉灰渣通过出渣管道13进入烧渣炉3。通过合成气管道11与壳体1连接的且用于除去合成气中的含碳飞尘并排出粗合成气的除尘器2，除尘器2与烧渣炉3通过管道12连接，烧渣炉3与出渣口40连接。本实施例中，控制装置8为电磁阀，电磁阀根据各气化剂管道7流量的要求调节阀门的开度。本实施例中，多个气化剂管道7包括位于壳体上的顶部进气单元A、底部进气单元B，顶部进气单元A位于合成气出口50一侧，底部进气单元B位于热烟气管道10一侧。本实施例中，多个合成气出口50与多个气化剂入口70间隔错开设置。本实施例中，还包括两个分别固定于壳体1两端的供转轴4安装的法兰14，两法兰14密封壳体1的两端。本实施例中的气化系统的内旋推进窑式气化炉，气化剂入口位置和产品气出口位置可调的结构，气化剂分别从炉底布气单元和炉顶布气单元进入炉内，具有良好的空气/氧气分配控制能力，进行深度气化，能够根据用户原料不同、对产品需求的变化等，调配空气/氧气配给单元和产品出口位置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气化系统，其特征在于，所述气化系统包括：用于热解气化的内旋推进窑式气化炉，所述内旋推进窑式气化炉包括横向布置的且内部中空的壳体、以及设置于所述壳体中的旋转推进结构；所述壳体的左端设有进料口，所述进料口连接有供含碳原料进入的进料管道；所述壳体的右端设有出渣口，所述出渣口连接有出渣管道；所述壳体的侧壁的两个相对位置处分别设有多个气化剂入口，多个所述气化剂入口分别与对应数目的安装有控制装置的且用于输送气化剂的气化剂管道连接，所述控制装置用于调节控制气化剂的分配比例；所述壳体上还设有用于排出热解气化后的合成气的多个合成气出口，多个合成气出口分别连接有合成气管道；通过热烟气管道与所述壳体连接的烧渣炉，所述烧渣炉排出的热烟气通过热烟气管道进入所述壳体，所述出渣口排出的含碳气化炉灰渣通过所述出渣管道进入所述烧渣炉；通过所述合成气管道与所述壳体连接的且用于除去合成气中的含碳飞尘并排出粗合成气的除尘器，所述除尘器与所述烧渣炉通过管道连接，所述烧渣炉与所述出渣口连接。

【技术特征摘要】
1.一种气化系统，其特征在于，所述气化系统包括：用于热解气化的内旋推进窑式气化炉，所述内旋推进窑式气化炉包括横向布置的且内部中空的壳体、以及设置于所述壳体中的旋转推进结构；所述壳体的左端设有进料口，所述进料口连接有供含碳原料进入的进料管道；所述壳体的右端设有出渣口，所述出渣口连接有出渣管道；所述壳体的侧壁的两个相对位置处分别设有多个气化剂入口，多个所述气化剂入口分别与对应数目的安装有控制装置的且用于输送气化剂的气化剂管道连接，所述控制装置用于调节控制气化剂的分配比例；所述壳体上还设有用于排出热解气化后的合成气的多个合成气出口，多个合成气出口分别连接有合成气管道；通过热烟气管道与所述壳体连接的烧渣炉，所述烧渣炉排出的热烟气通过热烟气管道进入所述壳体，所述出渣口排出的含碳气化炉灰渣通过所述出渣管道进入所述烧渣炉；通过所述合成气管道与所述壳体连接的且用于除去合成气中的含碳飞尘并排出粗合成气的除尘器，所述除尘器与所述烧渣炉通过管道连接，所述烧渣炉与所述出渣口连接。2.如权利要求1所述的气化系统，其特征在于，所述旋转推进结构包括设于所述壳体内且贯穿所述壳体两端的转轴，以及均匀布置于所述转轴上且可以所述转轴为圆心旋转的多个叶片，所述叶片用于旋转混合搅拌所述壳体内的含碳原料、气化剂。3.如权利要求1所述的气化系统，其特征在于，所述控制装置为电磁阀，所述电磁阀根据各气化剂管道流量的要求调节阀门的开度。4.如权利要求1所述的气化系统，其特征在于，多个所述气化剂管道包括位于所述壳体上的顶部进气单元、底...

【专利技术属性】
技术研发人员：会钧钱，杨麦军，肖陈长，郑春梅，
申请(专利权)人：新煤化工设计院上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31