铁浴高温炉气铁球颗粒换热与烧蚀热解方法技术

本发明专利技术公开了一种铁浴高温炉气铁球颗粒换热与烧蚀热解方法，本发明专利技术以铁球颗粒作为换热介质，高温合成气在铁球换热塔中直接与铁球颗粒接触并发生热交换，从热实现对高温合成气的冷却降温；同时高温合成气在通过铁球颗粒间的间隙时，铁球颗粒能够将高温合成气中的粗颗粒灰尘截留下来，铁球颗粒在获得高温合成气的热量后进入烧蚀热解塔中与有机固废混合并对有机固废进行加热，使有机固废迅速得到烘干、烘焙和热解，有机固废热解烘干后变成脆性的物料，从而实现了对有机固废的预处理。相比传统的热交换器，本发明专利技术在使用过程中，不会产生管道积灰等问题，因而无需对积灰进行清除，也避免了因管道积灰而导致换热效率下降的问题。免了因管道积灰而导致换热效率下降的问题。免了因管道积灰而导致换热效率下降的问题。

【技术实现步骤摘要】
铁浴高温炉气铁球颗粒换热与烧蚀热解方法


[0001]本专利技术涉及能源
，特别涉及一种铁浴高温炉气铁球颗粒换热与烧蚀热解方法。

技术介绍

[0002]在有机垃圾固废、生物质废弃物能源化利用方面，与传统工艺相比，熔铁浴气化是一种更为先进的将有害废弃物转变为低碳能源的工艺。熔铁浴气化是将有机固废颗粒高速喷吹进入熔融铁液中，并鼓入气化剂如纯氧气，进行彻底的处理和转化，将碳氢元素转化成洁净合成气(一氧化碳和氢气)，既可作为燃气，也可用于化工合成，如甲烷化制取天然气、费托合成制取汽油柴油等，而无机物则大部分留在浮于表面的熔渣中，实现减量化、无害化和资源化处理。
[0003]利用熔池式气化炉处理有机固废并生成合成气是目前新兴的能源技术，该方法是通过在气化炉内预先盛放熔铁液，再把有机固废通过各种方式送到熔铁液内部，同时通入氧气，有机固废裂解
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气化过程始终在浸没在1500度左右的液态环境中完成且相当迅速，高温快速裂解
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气化，不产生二噁英，重金属及其氧化物(被还原)进入铁液或者沉到铁液下层而回收，整个有机固废处置过程只需要通入氧气(碳氧不完全燃烧为放热反应)，无需额外再加热，低成本、低碳排制取富氢能源。
[0004]上述工艺中，有机固废在经过熔池式气化炉的处理后将获得温度高达1000
‑
1400℃的高温合成气，该高温合成气具有很大显热，且高温合成气中含尘较多。现有技术中，一般通过锅炉热交换器或空气热交换器等热交换装置对高温合成气进行冷却降温，同时从高温合成气中获取到的热量用于有机固废的预处理，有机固废固废的预处理是通过对有机固废进行加热，将有机固废烘干或者对有机固废进行热解得到有机残固，降低有机固废中的含水量，提高有机固废的热值，并使物料的物理性状更加接近脆性物料，便于进一步破碎、筛分和喷吹。
[0005]但是现有技术中，在利用锅炉热交换器或空气热交换器对高温合成气进行换热时，高温合成气在通过锅炉热交换器或空气热交换器时，由于含尘量高，会使热交换器内部快速积灰，因此需要经常对热交换器进行清灰，维护较为麻烦；且由于灰尘颗粒会附着在内部的管道上，导致管道积灰后间接传热系数大打折扣，换热系数降低，换热效果变差。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是解决现有技术中的不足之处，提供一种铁浴高温炉气铁球颗粒换热与烧蚀热解方法。
[0007]本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的：一种铁浴高温炉气铁球颗粒换热与烧蚀热解方法，方法如下：
[0008]向铁浴气化炉中的熔铁液中喷吹有机固废和氧气，反应获得高温合成气；高温合成气通入预冷室中，高温合成气经过预冷室后得到预冷合成气；
[0009]将预冷合成气通入铁球换热塔中，铁球换热塔的上下两端分别设有换热塔高位锁斗和换热塔低位锁斗；铁球颗粒通过换热塔高位锁斗进入铁球换热塔中，并通过换热塔低位锁斗离开铁球换热塔，铁球换热塔中的第一搅拌装置对铁球颗粒进行搅拌；同时预冷合成气通过热炉气分布管进入铁球换热塔中，预冷合成气与铁球颗粒在铁球换热塔中进行热交换，使得铁球颗粒温度上升，预冷合成气在通过铁球颗粒间的间隙时，预冷合成气中的粗颗粒灰尘被铁球颗粒截留下来，预冷合成气经过热交换后温度下降并得到中温合成气，中温合成气通过炉气出口环管排出铁球换热塔；
[0010]高温的铁球颗粒以及粗颗粒灰尘在离开铁球换热塔后通过热铁球锁斗进入烧蚀热解塔中，同时通过有机固废锁斗向烧蚀热解塔中添加有机固废；烧蚀热解塔中的第二搅拌装置将有机固废与铁球颗粒混合，有机固废与高温的铁球颗粒接触后，两者发生热交换，铁球颗粒的温度得到降低，有机固废被铁球颗粒烘干热解并产生包含甲烷的热解气以及有机残固，热解气经过冷凝罐后得到不凝气，不凝气通入预冷室中并与预冷室中的高温合成气混合，实现甲烷重整；铁球颗粒、有机残固和粗颗粒灰尘通过烧蚀热解塔下端的烧蚀塔下锁斗排出并进入磁选机中，磁选机将有机残固、粗颗灰尘与铁球颗粒分离，分离后的铁球颗粒循环进入铁球换热塔中，分离后的有机残固和粗颗粒灰尘经过处理后存入有机固废储罐中，作为铁浴气化炉的原料。
[0011]作为优选，所述铁球颗粒的直径为5
‑
50mm。
[0012]作为优选，所述磁选机中设有可旋转的强磁辊，磁选机上设有铁球颗粒滚道、有机残固通道和进料通道，进料通道位于有机残固通道的上方，进料通道的上端与烧蚀热解塔下端的烧蚀塔下锁斗相连；强磁辊上靠近铁球颗粒滚道的一侧设有卡角；铁球颗粒、有机残固和粗颗粒灰尘的混合物通过进料通道进入磁选机中，有机残固和粗颗粒灰尘直接落入有机残固通道中，铁球颗粒被磁选机中旋转的强磁辊吸引，通过强磁辊的旋转将铁球颗粒带至铁球颗粒滚道的一侧，卡角将铁球颗粒从强磁辊上下分离下来，分离下来的铁球颗粒落入铁球颗粒滚道中。
[0013]作为优选，所述热炉气分布管环绕设置于铁球换热塔上端的外侧，热炉气分布管与铁球换热塔内部之间通过若干个第一通气孔连通，预冷合成气进入热炉气分布管中后，通过第一通气孔进入铁球换热塔中。
[0014]作为优选，所述炉气出口环管环绕设置于铁球换热塔下端的外侧，炉气出口环管与铁球换热塔内部之间通过若干个第二通气孔连通，铁球换热塔内部的中温合成气通过第二通气孔进入炉气出口环管中，并通过炉气出口环管向外排出。
[0015]作为优选，从磁选机分离后的有机残固和粗颗粒灰尘先通过粉碎机进行粉碎，再通过滚筒筛风选机去除重质的无机物料，最后存入有机固废储罐中。
[0016]作为优选，所述换热塔高位锁斗的上方设有铁球缓冲仓。
[0017]作为优选，所述第一搅拌装置包括设置在铁球换热塔中且可旋转的换热塔主轴，换热塔主轴上设有第一铁球高位分布器和第一搅拌器，铁球高位分布器设置在换热塔主轴的上端。
[0018]作为优选，所述第二搅拌装置包括设置在烧蚀热解塔内的且可旋转的烧蚀塔主轴，烧蚀塔主轴上设有第二铁球高位分布器和第二搅拌器，第二铁球高位分布器设置在烧蚀塔主轴的上端。
[0019]本专利技术的有益效果是：本专利技术中，以铁球颗粒作为换热介质，高温合成气在铁球换热塔中直接与铁球颗粒接触并发生热交换，从热实现对高温合成气的冷却降温；同时高温合成气在通过铁球颗粒间的间隙时，铁球颗粒能够将高温合成气中的粗颗粒灰尘截留下来，从而对高温合成气起到了一定的除尘效果；相比传统的热交换器，本专利技术在使用过程中，不会产生管道积灰等问题，因而无需对积灰进行清除，也避免了因管道积灰而导致换热效率下降的问题。并且，本专利技术中的铁球颗粒在获得高温合成气的热量后进入烧蚀热解塔中与有机固废混合并对有机固废进行加热，使有机固废得到烘干和热解，有机固废热解烘干后变成脆性的物料，从而实现了对有机固废的预处理；脆性的物料物料在与铁球颗粒混合的过程中，铁球颗粒在运动过程中将脆性的物料碾碎，能够对物料起到初步粉碎的作用，减轻了后续的物料粉碎的负担。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的原理流程图。
[0021]图2为铁球换热塔的结构示意图。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁浴高温炉气铁球颗粒换热与烧蚀热解方法，其特征在于，方法如下：向铁浴气化炉中的熔铁液中喷吹有机固废和氧气，反应获得高温合成气；高温合成气通入预冷室中，高温合成气经过预冷室后得到预冷合成气；将预冷合成气通入铁球换热塔中，铁球换热塔的上下两端分别设有换热塔高位锁斗和换热塔低位锁斗；铁球颗粒通过换热塔高位锁斗进入铁球换热塔中，并通过换热塔低位锁斗离开铁球换热塔，铁球换热塔中的第一搅拌装置对铁球颗粒进行搅拌；同时预冷合成气通过热炉气分布管进入铁球换热塔中，预冷合成气与铁球颗粒在铁球换热塔中进行热交换，使得铁球颗粒温度上升，预冷合成气在通过铁球颗粒间的间隙时，预冷合成气中的粗颗粒灰尘被铁球颗粒截留下来，预冷合成气经过热交换后温度下降并得到中温合成气，中温合成气通过炉气出口环管排出铁球换热塔；高温的铁球颗粒以及粗颗粒灰尘在离开铁球换热塔后通过热铁球锁斗进入烧蚀热解塔中，同时通过有机固废锁斗向烧蚀热解塔中添加有机固废；烧蚀热解塔中的第二搅拌装置将有机固废与铁球颗粒混合，有机固废与高温的铁球颗粒接触后，两者发生热交换，铁球颗粒的温度得到降低，有机固废被铁球颗粒烘干热解并产生包含甲烷的热解气以及有机残固，热解气经过冷凝罐后得到不凝气，不凝气通入预冷室中并与预冷室中的高温合成气混合，实现甲烷重整；铁球颗粒、有机残固和粗颗粒灰尘通过烧蚀热解塔下端的烧蚀塔下锁斗排出并进入磁选机中，磁选机将有机残固、粗颗灰尘与铁球颗粒分离，分离后的铁球颗粒循环进入铁球换热塔中，分离后的有机残固和粗颗粒灰尘经过处理后存入有机固废储罐中，作为铁浴气化炉的原料。2.根据权利要求1所述的铁浴高温炉气铁球颗粒换热与烧蚀热解方法，其特征在于，所述铁球颗粒的直径为5
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50mm。3.根据权利要求1所述的铁浴高温炉气铁球颗粒换热与烧蚀热解方法，其特征在于，所述磁选机中设有可旋转的强磁辊，磁选机上设有铁球颗粒滚道、有机残固通道和进料通道，进料通道位于有机残固通道的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛强，
申请(专利权)人：嘉兴中科海石合金技术有限公司，
类型：发明
国别省市：