由低级燃料生产可燃气体的方法及设备技术

一部分固体燃料在裂解炉中热解产生可燃烧气体和含碳物质，将含碳物质由裂解炉送入空气喷射炉，将另一部分固体燃料加到空气喷射炉并与其中的含碳物质一起燃烧生成包括热燃料气体和灰粒的燃烧产物，将燃烧产物分离成多股物流，其中一股物流含有粗灰，另一股物流含有燃料气体和细灰，将一部分粗灰送入裂解炉，同时将另一部分粗灰除去，优选将其用于加热进入加热炉的空气。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及由低级固体燃料如油页岩等生产可燃气体的方法及设备。在世界各地都发现了油页岩，如果可以得到既迅速又廉价地将油页岩加工成为可燃气体的方法，则油页岩将成为丰富的和相当廉价的燃料。一种用于加工油页岩成为可燃气体的方法叙述于美国专利4，211，606（公开的内容在此被引入作为参考）。在该专利中，在干燥器中用洁净的热燃料气加热油页岩以产生用于裂解炉的热页岩，在裂解炉中用热灰进一步加热该热页岩以生成可燃烧产物和要送入气化器中含碳物质，将热气体和蒸汽通入气化器，以便产生可燃烧气体。将气化器中的残余物抽提并加入到该专利所称的空气喷射炉中，其详细叙述披露于美国专利4110064中，该专利在此也被引入作为参考。该空气喷射炉产生热燃料气体形式的燃料产物，该热燃料气体的主要成分是氮气、二氧化硫和颗粒，将燃烧产物送入分离器以将其分离成热粗灰物流（其中一部分提供给裂解炉，另一部分除掉）和含细灰的热气体物流。将热气体和细灰物流送入分离器以产生要送入气化器的细灰物流和含有残余灰的气体物流。将该气体物流通入另一个分离器以产生用于加热干燥器中页岩的洁净燃料气。上述设备的不太复杂的派生设备显然已在1990年和1991年用于U.S.S.R的两个装置中。正如目前所知道的那样，实-->际设计中省去了气化器和干燥器。将油页岩加入裂解炉中，其中发生了热裂解反应，在页岩在裂解炉中的预定停留时间之后产生了含碳物质，将该含碳物质送入空气喷射炉，其中发生了燃烧，并产生了热燃料气体和颗粒，将该颗粒送入分离器，以将该物流分离成粗灰物流和含有细灰如飞灰的热燃料气体物流。将含热粗灰的物流通入裂解炉，在高于400℃下产生了裂解气，该气体含有可燃烧产物、蒸汽和含碳化合物。将来自裂解炉的含可燃烧产物的物流与含细灰的热燃料气体物流一起送到燃烧器，该燃烧器是锅炉的燃烧室部分，该锅炉产生了可用于发电的蒸汽。使用燃烧油页岩这种技术的动力装置所具有的问题是由于传热的阻碍而引起的热效率和有效功率的降低、由于飞灰进入锅炉和碳酸盐的分解而引起的蒸汽锅炉内的表面的减小，这样导致了能耗的增加和动力装置中二氧化碳排放量的增加。由于空气喷射炉必须在高温下操作以得到过程的稳定性，所以引起了这种碳酸盐高度分解，只有当加热炉的输出温度足够高以致加入到裂解炉中的粗灰具有足够的热以加热到热裂解炉中的油页岩以及蒸发水和与页岩有关的有机物时，才能达到上述这种稳定性。关于进入燃烧器并固化而进入蒸汽锅炉的灰量已经估算出，即进入锅炉的飞灰的多于三分之二的量是由空气喷射炉的热气所带的细灰产生，其少于约三分之一的量是由裂解炉产生的可燃料气体产生的。降低加热炉的温度将降低其中的碳酸盐的分解量并改善动力装置的二氧化碳的排放，但是，达到这种温度降低是以降低稳定性和增加通过加热炉的循环率为代价的，这样就产生了动力装置的附加损失增加，跟着是动力装置的总反应效率降低的-->不利影响。除此之外，仍存在热交换表面结垢的常见问题，这就需要用高压液体定期的机械清除以除去软的沉积物，并完全停工，人工刮除硬的沉积物。因此本专利技术的目的是提供一种由低级固体燃料生产可燃烧气体的新的和改善的方法和设备，该方法和设备基本上克服了或明显地减少了上述缺点。根据本专利技术，一部分固体燃料在裂解炉中热解生成可燃烧气体和含碳物质，将该含碳物质由裂解炉送到空气喷射炉中。将另一部分固体燃料加入到该空气喷射炉中，并与其中的含碳物质一起燃烧以生成包括热燃料气和灰颗粒的燃烧产物。将燃烧产物分离成多个物流，其中一个含有粗灰，另一个含有燃料气体和细灰。一部分粗灰直接加入到裂解炉，而另一部分被除去，优选是将其用于加热进入空气喷射炉的空气。根据本专利技术，由于将固体燃料加入到空气喷射炉和裂解炉中，所以达到了操作的灵活性，以致可以大范围地选择具有不同热值的固体燃料用于相同的系统中。因为可以调节加入到裂解炉和空气喷射炉中的燃料的量，所以通过用本专利技术提供的方法和设备可以达到上述目的。在这种方法中，空气喷射炉中可以产生足够的热量，甚至当例如使用具有低热值的燃料时也是如此，这是因为，根据本专利技术，一部分固体燃料直接提供给空气喷射炉，而不是象常规系统（例如美国专利4，211，606中所公开的系统）中常用的那样，在提供给空气喷射炉之前先提供给裂解炉，此外，裂解炉的操作可保持在其最佳的操作条件下，而与所用的固体燃料的质量无关，并且不需要提高加入到裂解炉中的灰的速度。提高灰的速度有可能带来系统的总效率的降低，因为需要提高流入空气喷射炉中的空气的流速，从而-->增加了用于将空气加入到空气喷射炉中的通风机的功率消耗。根据本专利技术，当使用低质量的燃料时（即，燃料含有相当少量的有机物），大部分燃料将提供给空气喷射炉，而小部分燃料提供给裂解炉。另外，当使用颗粒质量的燃料时，则较小部分的燃料将提供给空气喷射炉，而更多的燃料提供给裂解炉。本专利技术还提供了一种通过基本上除去所有的有机物来改善原磷酸盐的方法和设备，其中通过使用有机物本身的热量使所用的外热源减至最少。而且，过量的热用于适合的用途，例如用于干燥原磷酸盐和产生动力。因此，根据本专利技术，热解首先是用部分原磷酸盐进行以转化磷酸盐中所含的有机物成为可燃烧气体，而另一部分原磷酸盐提供给空气喷射炉。加热炉排出的燃烧产物含有热的燃料气体和加到分离器的改善的磷酸盐，该分离器将粗磷酸盐分离成至少一股要加入到裂解炉的物流和另一股粗磷酸盐物流，该粗磷酸盐物流经抽提作为改善后的粗磷酸盐产物。优选的是，将改善的粗磷酸盐产物中所含的热用于加热进入空气喷射炉的空气。通过附图中的实施例来说明本专利技术的实施方案，其中：图1是以图解的方式表示用于由低级固体燃料如油页岩生产可燃烧气体的现有发电厂的方块图;图2是图1所示的装置的一种改变形式的方块图;图3是本专利技术的实施方案的方块图;图4是本专利技术的另一种实施方案的方块图;图5是图4的实施方案的一种改变形式的方块图;图6是用于图5所示的实施方案的换热器的示意图;图7是本专利技术的另一个实施方案的方块图，其中磷酸盐中的有机物被除去以生产改善的磷酸盐;-->图8是图7的实施方案的一种改变形式的方块图;图9是本专利技术的实施方案的方块图;和图10是本专利技术的实施方案的方块图，其中磷酸盐中的有机物被除去以生产改善的磷酸盐。现在参考图1，参考数10代表由低级固体燃料如油页岩生产可燃烧产物和气体的常规装置。颗粒油页岩通常加入到带有螺旋加料设备（未画出）的油页岩料斗12中，螺旋加料设备将页岩由料斗12加入到干燥器13中，在干燥器13中通有用于加热和干燥页岩的洁净的燃料气体，以产生蒸汽和其它气体。将干燥的排出物送入分离器15以从气体中分离出油页岩固粒，并将固粒加入到裂解炉14中，气体排入大气。在加入到裂解炉的以热粗灰的形式的热燃烧产物的作用下在裂解炉14中发生热解反应，在超过400℃下裂解炉相应地产生了以蒸汽和可燃烧气体形式的热解气体。裂解炉14中生成的含碳物质用螺旋传送器（未画出）传送到流化气化器17，流化气化器17也接收细灰形式的热的燃烧产物。通过通入热气体和蒸汽使气化器中的物料流化;将得到的产物送入空气喷射炉16，其中在通入到该炉中的大气存在下含碳物质发生燃烧。炉16放出的产物是含有燃料气体和颗粒物质的燃料产物，将该产物送入分离器18。分离器18将物流分成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由固体燃料生产可燃烧气体的方法，该方法包括步骤：ａ）在裂解炉中热解一部分所述燃料以产生所述的可燃烧气体和含碳物质；ｂ）将由裂解炉得到的含碳物质提供给空气喷射炉，并将另一部分固体燃料加到该炉中以燃烧含碳物质和所述的另一部分固体燃料产生包括热燃料气体和灰粒的燃烧产物；ｃ）将燃烧产物分离成多股物流，其中一股物流含有粗灰，另一股物流含有燃料气体和细灰；和ｄ）将来自所述物流的灰送入裂解炉。

【技术特征摘要】
IL 1992-3-25 101361;IL 1992-3-30 1014241、一种由固体燃料生产可燃烧气体的方法，该方法包括步骤：a)在裂解炉中热解一部分所述燃料以产生所述的可燃烧气体和含碳物质；b)将由裂解炉得到的含碳物质提供给空气喷射炉，并将另一部分固体燃料加到该炉中以燃烧含碳物质和所述的另一部分固体燃料产生包括热燃料气体和灰粒的燃烧产物；c)将燃烧产物分离成多股物流，其中一股物流含有粗灰，另一股物流含有燃料气体和细灰；和d)将来自所述物流的灰送入裂解炉。2、根据权利要求1的方法，其还包括将另一种燃料加到空气喷射炉中燃烧的步骤。3、根据权利要求2的方法，其中将另一种燃料加到空气喷射炉中燃烧的步骤是使用高硫含量的燃料进行的，使得空气喷射炉燃烧过程中产生的硫化合物被捕获。4、根据权利要求1的方法，其还包括干燥所述固体燃料的步骤。5、根据权利要求4的方法，其中干燥燃料的步骤是通过使用来自所述物流的燃料气体和细灰来进行的。6、根据权利要求5的方法，其还包括细灰和气体与干燥的固体燃料分离的步骤。7、根据权利要求6的方法，其中将部分固体燃料提供给裂解炉的步骤是通过将已从中分离出了细灰和气体的所述的干燥固体燃料提供给裂解炉来进行的。8、根据权利要求7的方法，其中将所述的另一部分固体燃料加入到加热炉的步骤是通过将已从中分离出了细灰和气体的另一部分干燥的固体燃料加入到加热炉中来进行的。9、根据权利要求1的方法，其还包括利用所述的可燃烧气体来产生动力的步骤。10、根据权利要求9的方法，其中产生动力的步骤是通过将可燃烧气体加到锅炉的燃烧室燃烧并由水产生蒸汽来进行的，所述的蒸汽驱动连接到发电机上的蒸汽透平来发电。11...

【专利技术属性】
技术研发人员：D戈德曼，E亚菲，B辛尼亚凯维思，B多龙，LY布龙尼基，
申请(专利权)人：奥马特有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]