固液分段排渣的一体化气化炉和绿色化工产品的生产方法与流程

本发明涉及气化炉，具体而言，涉及固液分段排渣的一体化气化炉和绿色化工产品的生产方法。

背景技术：

1、目前高挥发分原料气化炉主要是循环流化床低压气化炉：

2、用生物质(或高挥发分极高的褐煤)作为原料，在循环流化床内进行气化，反应温度低于1000℃时，低于灰的熔点，属于固体排渣，但存在发应温度低，碳转化率低，气化效率低，且属于低压范畴，后续需加压，能耗高，仅在理论层面，未工业运行先例。

3、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供固液分段排渣的一体化气化炉和绿色化工产品的生产方法。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供一种固液分段排渣的一体化气化炉，其包括：一级气化炉、二级气化炉、水冷壁废锅和激冷室；

4、所述一级气化炉设置有位于顶部的一级排气口、位于底部的固态排渣口和位于中下部的用于通入高挥发分生物质原料的一级烧嘴；所述二级气化炉设置有位于顶部的二级排气口、位于底部的液态排渣口和位于中下部的用于通入高灰熔点生物质原料的二级烧嘴；所述一级排气口与所述水冷壁废锅的进口连通，所述固态排渣口与所述二级排气口连通，所述液态排渣口与所述激冷室连通；所述一级气化炉的一级燃烧室采用耐火砖制成，所述二级气化炉的二级燃烧室采用水冷壁制成。

5、在可选的实施方式中，所述固态排渣口设置有由耐火砖制成的内壁和外壁，所述内壁和所述外壁间隔设置形成供所述二级气化炉内合成气进入所述一级气化炉的环形通道，所述内壁围成供所述一级气化炉内废渣进入所述二级气化炉的排渣通道；

6、优选地，所述固态排渣口的内壁和外壁结构均为金属板两侧砌耐火砖结构；

7、优选地，所述环形通道进出口分别设置有多个分布板。

8、在可选的实施方式中，所述一级燃烧室的侧壁上沿着其垂直高度依次设置有3-5组用于监测所述一级燃烧室内温度梯度的高温热电偶。

9、在可选的实施方式中，所述一级燃烧室内的温度为1000-1200℃。

10、在可选的实施方式中，所述一级排气口的位置设置有环形水管，所述环形水管上设置有多个用于拦灰渣的喷嘴。

11、在可选的实施方式中，所述一级烧嘴和所述二级烧嘴均设置于侧壁上，所述一级烧嘴和所述二级烧嘴的个数均为2-8个；

12、优选地，所述一级烧嘴和所述二级烧嘴可旋转，旋转角度小于5℃。

13、在可选的实施方式中，所述水冷壁废锅包括依次连通的第一段废锅、第二段废锅和第三段废锅，所述第一段废锅的进口与所述一级排气口连通，所述第一段废锅无内芯，所述第二段废锅和所述第三段废锅均设置有内芯；

14、优选地，所述第一段废锅包括竖直段和倾斜段，所述竖直段与所述一级排气口连通，所述倾斜段的两端分别与所述竖直段和所述第二段废锅连通，所述第二段废锅和所述第三段废锅均竖直设置，所述第二段废锅位于所述第三段废锅的上方。

15、在可选的实施方式中，所述液态排渣口处设置有用于支撑所述液态排渣口的支撑板，所述支撑板为水夹套结构；

16、优选地，所述激冷室为水夹套结构。

17、第二方面，本发明提供一种绿色化工产品的生产方法，其包括：采用如前述实施方式任一项所述的固液分段排渣的一体化气化炉同时处理高挥发分生物质原料和高灰熔点生物质原料以生产绿色原料气；

18、以所述绿色原料气为原料制备绿色化工产品。

19、在可选的实施方式中，所述绿色原料气包括绿色co、h2、co2和高压过热蒸汽；

20、优选地，所述绿色化工产品包括绿色甲醇、绿氨或绿色航油。

21、本发明具有以下有益效果：

22、本发明提供的固液分段排渣的一体化气化炉将不同种类生物质或含碳基原料，按性质进行不同温度气化，其中，高挥发分生物质原料进入一级气化炉进行低温气化产生固态废渣，高灰熔点生物质原料进入二级气化炉进行高温气化产生熔融液态废渣，通过一级气化炉和二级气化炉的设置，可以相互弥补各自缺陷，使气化效率达到最高。其次，通过生物质原料气化所得合成气(以co+h2为主)及蒸汽联合制绿色化工产品，绿色化工产品燃烧后排放的co2，经林业碳汇等方式转换为生物质，实现碳的可持续循环，保持大气中的碳平衡。本发明提供的固液分段排渣的一体化气化炉将彻底实现高挥发分原料，尤其是高挥发分生物质原料在气流床气化炉使用难题，气化炉采用固液多方式分段排渣的一体化气化炉，通过不同气化温度、排渣方式，体现不同原料气化优势同时对气化炉劣势进行互补，最大程度提高气化效率，同时采用燃烧室结构也采用不同的热壁和冷壁结构，运行安全，设备维修成本低，且安全可靠，且彻底打通高挥发分生物质和高灰熔点生物质原料制绿色航油及绿色甲醇等绿色化工产品流程，做到碳可持续循环利用。同时该技术工艺运行安全、可靠、在线运行率高、操作维护方便、运行经济成本低及综合能耗低等显著优点，大大提高了经济价值。

技术特征：

1.一种固液分段排渣的一体化气化炉，其特征在于，其包括：一级气化炉、二级气化炉、水冷壁废锅和激冷室；

2.根据权利要求1所述的固液分段排渣的一体化气化炉，其特征在于，所述固态排渣口设置有由耐火砖制成的内壁和外壁，所述内壁和所述外壁间隔设置形成供所述二级气化炉内合成气进入所述一级气化炉的环形通道，所述内壁围成供所述一级气化炉内废渣进入所述二级气化炉的排渣通道；

3.根据权利要求1所述的固液分段排渣的一体化气化炉，其特征在于，所述一级燃烧室的侧壁上沿着其垂直高度依次设置有3-5组用于监测所述一级燃烧室内温度梯度的高温热电偶。

4.根据权利要求1所述的固液分段排渣的一体化气化炉，其特征在于，所述一级燃烧室内的温度为1000-1200℃。

5.根据权利要求1所述的固液分段排渣的一体化气化炉，其特征在于，所述一级排气口的位置设置有环形水管，所述环形水管上设置有多个用于拦灰渣的喷嘴。

6.根据权利要求1-5任一项所述的固液分段排渣的一体化气化炉，其特征在于，所述一级烧嘴和所述二级烧嘴均设置于侧壁上，所述一级烧嘴和所述二级烧嘴的个数均为2-8个；

7.根据权利要求1-5任一项所述的固液分段排渣的一体化气化炉，其特征在于，所述水冷壁废锅包括依次连通的第一段废锅、第二段废锅和第三段废锅，所述第一段废锅的进口与所述一级排气口连通，所述第一段废锅无内芯，所述第二段废锅和所述第三段废锅均设置有内芯；

8.根据权利要求1-5任一项所述的固液分段排渣的一体化气化炉，其特征在于，所述液态排渣口处设置有用于支撑所述液态排渣口的支撑板，所述支撑板为水夹套结构；

9.一种绿色化工产品的生产方法，其特征在于，其包括：采用如权利要求1-8任一项所述的固液分段排渣的一体化气化炉同时处理高挥发分生物质原料和高灰熔点生物质原料以生产绿色原料气；

10.根据权利要求9所述的绿色化工产品的生产方法，其特征在于，所述绿色原料气包括绿色co、h2、co2和高压过热蒸汽；

技术总结本发明公开了固液分段排渣的一体化气化炉和绿色化工产品的生产方法，涉及气化炉技术领域。该固液分段排渣的一体化气化炉包括：一级气化炉、二级气化炉、水冷壁废锅和激冷室，一级气化炉设置有一级排气口、固态排渣口和一级烧嘴；二级气化炉设置有二级排气口、液态排渣口和二级烧嘴；一级排气口与水冷壁废锅的进口连通，固态排渣口与二级排气口连通，液态排渣口与激冷室连通；一级气化炉的一级燃烧室采用耐火砖制成，二级气化炉的二级燃烧室采用水冷壁制成。本发明将高挥发分生物质原料进入一级气化炉进行低温气化产生固态废渣，高灰熔点生物质原料进入二级气化炉进行高温气化产生熔融液态废渣，可以相互弥补各自缺陷，使气化效率达到最高。技术研发人员：马钊,匡建平,张亚宁,张镓铄,夏支文,马丹丹,杜常宗,白云波,高玉斌,庄忠华,陈毅烈,李泽清受保护的技术使用者：宁夏神耀科技有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/3/27