[发明专利]一种功能性气化生产系统

说明书

一种功能性气化生产系统，包括回转式功能性气化窑、后处理单元，回转式功能性气化窑的窑尾端设置物料入口，回转式功能性气化窑的窑头端设置物料出口，回转式功能性气化窑的窑头端设置燃烧装置或者连接单设的燃烧室，回转式功能性气化窑的窑尾端设置气化气体出口，气化气体出口连接后处理单元；燃烧装置或燃烧室内以含碳物料和氧气为燃料进行燃烧，燃烧产生的包括氢气和一氧化碳的高温烟气，高温烟气在回转式功能性气化窑内加热物料进行煅烧、还原、液化或焙烧反应。本发明利用超临界气体输送含碳燃料，为化工生产提供热量的同时，同时实现由含碳燃料气化获得一氧化碳与氢气的多功能气化制氢过程，参与供热的后气化气体进行余热发电或预热分解。

技术领域

本发明涉及化工生产领域，具体的说是一种功能性气化生产系统。

背景技术

炉窑是用耐火材料制作的用于煅烧物料或烧成制品的设备，一般用在生产水泥、石灰、焙烧、煅烧矿石和块状物料等领域。石灰石在炉窑内煅烧生产生石灰，传统的生产工艺是将石灰石和燃料装入石灰窑的窑膛，首先预热到850℃开始分解，之后到1200℃完成煅烧，最后再经过冷却，卸出石灰窑外，即煅烧过程可分为预热带、煅烧带和冷却带。

现有应用比较普遍的石灰窑为竖窑，竖窑的利用系数在50%以下，耗能高、生产效率低。因此出现了一些生产效率高的竖窑，如蓄热式双膛石灰窑，采用两个炉膛交替工作煅烧石灰石，其中一个竖窑工作时，另一个竖窑利用与工作竖窑连通的通道引入热量对窑体内的物料进行预热，从一定程度上提高了生产效率，但是其能耗并未降低，而且还增大了占地面积。

另一方面，以石灰石和碳基燃料为原料的电石生产主要在电石炉设备内进行，电石炉的容量很小，炉型是开放式的，副产品CO在炉面上燃烧，生成CO₂白白的浪费，使电石行业称为一个高耗能、高污染的行业。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种节约能源、热效率高的功能性气化生产系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种功能性气化生产系统，包括回转式功能性气化窑、后处理单元，所述回转式功能性气化窑的窑尾端设置物料入口，回转式功能性气化窑的窑头端设置物料出口，回转式功能性气化窑的窑头端设置燃烧装置，或者回转式功能性气化窑的窑头端连接单设的燃烧室，回转式功能性气化窑的窑尾端设置气化气体出口，气化气体出口连接后处理单元；所述燃烧装置或燃烧室内以含碳物料和氧气为燃料进行燃烧，燃烧产生的包括氢气和一氧化碳的高温烟气，高温烟气在回转式功能性气化窑内加热物料进行煅烧、还原、液化或焙烧反应。

本发明的进一步改进在于：所述后处理单元包括连接在气化气体出口的旋风分离器，旋风分离器的气体出口连接余热发电单元、变换装置、以及气体分离装置，旋风分离器的固料出口收集灰渣备用。

本发明的进一步改进在于：所述旋风分离器与余热发电单元设置间壁预热分解窑，间壁预热分解窑包括耐材内筒和耐材外筒，耐材内筒内部形成中心窑膛，耐材内筒与耐材外筒之间形成间壁通道；间壁预热分解窑的窑尾端的间壁通道设置物料入口和气体收集口，间壁预热分解窑的窑头端的间壁通道设置物料出口；间壁预热分解窑的窑头端的中心窑膛连接旋风分离器的气体出口，间壁预热分解窑的窑尾端的耐材内筒连接余热发电单元。

本发明的进一步改进在于：所述回转式功能性气化窑为回转窑结构。

本发明的进一步改进在于：所述回转式功能性气化窑为具有同轴套装的耐材内筒与耐材外筒形成的间壁回转窑。

本发明的进一步改进在于：所述燃烧装置和燃烧器内含碳物料由压缩气体或超临界气体通过管道从原料地运输到生产系统，或者通过车辆从原料地运输到生产系统，在车辆的储料罐内充入压缩气体或超临界气体作为燃料的载体和保护气。