CN103773403A - 低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解装置及方法。该装置包括流化床热解反应器（3）、两级高效旋风分离器及其一级旋风分离器（4），一级下降管（6），二级旋风分离器（5），二级下降管（7）、双通入两向气动返料阀（8）、第一旋风燃烧器（12）、第二旋风燃烧器（11）。该方法包括如下步骤，固体燃料在流化床热解反应器（3）内热解，产生的低温热解烟气（b）在串联的一级旋风分离器4和二级旋风分离器（5）进行净化，分离出的固体残炭落入下降管进入同一气动返料阀（8）。本发明采系统简单，且对流化床热解反应器内热解温度可控。

Description

低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解装置及方法

技术领域

本发明具体涉及一种低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解方法及装置。属于能源制备的技术领域。

背景技术

随着世界经济的快速发展，化石燃料日益短缺，能源危机和环境污染问题日益严峻，发展对于现有低品质燃料和新能源燃料的高效利用方法变得十分迫切。实现低热值、一定粘性的低品质固体燃料如劣质煤、煤矸石、煤泥、油页岩、污水污泥等的高效、环保、低成本的利用，对于缓解严峻的能源危机和环境问题具有重要意义。

由于具有低热值、一定粘性等特性，这些固体燃料直接用做燃煤的煤质利用率低，且燃烧过程容易带来废气、煤粉灰等严重的环境污染，因此，通过热解法对具有低热值、一定粘性的固体燃料进行处理，利用其中有机物的热稳定性差的特性，在无氧或缺氧的条件下对其加热干馏，使有机物产生裂解，经过冷凝后产生利用价值较高的燃气、燃油及固体半焦等，这些热解产物都具有易储存、易运输及方便使用等特点，可实现低值固体燃料的合理应用，减少环境问题。

长期以来，国内外科研机构开展了大量不同固体燃料热解的研发工作，典型的工艺技术包括回转炉、移动床、气流床和流化床等。回转炉热解工艺主要有美国Toscoal（多思科煤）工艺，主要用于低阶煤提质；加拿大的ATP（阿尔伯塔塔修克）工艺主要用于热解油页岩。移动床热解工艺主要有前苏联的3TX(ETCh)-175（煤热解多联产工艺）工艺，德国的LR（褐煤热解提质工艺）工艺等工艺。采用气流床的有美国的Garrett（西方研究公司热解法）工艺。采用流化床工艺的有美国的COED（低压、多段、流化床煤干馏工艺）技术，澳大利亚的流化床快速热解工艺等。

国内典型热解工艺技术包括，大连理工大学开发的DG工艺（固体热载体褐煤低温干馏技术），煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院开发的多段回转炉（MRF）温和气化工艺，浙江大学循环流化床煤分级转化多联产技术，开发了固体燃料双流化床热解气化分级转化装置及方法（CN102191088A）。中国科学院过程所发明了一种固体燃料的多段分级热解气化装置及方法（CN102465043A），采用多层流化床，将上床层热解产物通过溢流管和分布板进入下层进行热交换，从而发生热解反应，该工艺的热解产物中的热解半焦，在下行过程中容易产生粘结，从而堵塞下行通道，阻止反应进行。陕西华祥能源科技集团游侠公司（CN101921627A）发明了流化床粉煤气化与固体热载体热解耦合气油联产装置及方法，采用高温半焦作为热载体，对于系统磨损严重，对于流化床内粉煤的能量直接进行高温气化，未进行能量的分级利用，以新鲜煤与燃烧过的半焦进行混合，产生的焦油重质焦油较多，对于热载体与新煤的搅拌也耗费了较多的能量。

煤热解工艺起步较早，但至今多处于中试或工业示范阶段，未能实现商业化应用，其主要原因在于：（1）需要通过额外的燃料燃烧进行供热，整个系统过程热效率低；（2）系统复杂，难以实现装置方法和长时间稳定运行；（3）旋风分离器对于热解副产物，如循环灰、残炭等脱除效率较低，难以得到清洁的热解燃气或燃油产物；（4）焦油中的重质焦油含量高，易在旋风分离器等处粘结使系统难以稳定运行。因此，开发具有自主产权的固体燃料的热解技术，实现固体燃料热解工业化应用具有重要意义。

发明内容

技术问题：本发明针对现有技术的不足，本发明提出一种低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解装置及方法。该方法和装置将固体燃料进行分级差温热解，使固体燃料在流化床热解反应器中进行两级差温低温热解，产生低温烟气进行两级旋风除尘，保证了热解油的品质和产率，同时，将固体残炭在旋风燃烧器中进行高温热解，产生的不同温度的高温烟气作为向流化床热解反应器的热解供热的热载体和流化风。该方法和装置提高了轻质焦油的产量，实现较为简单，系统运行稳定，具有较高的过程系统热效率。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解装置，该装置包括流化床热解反应器、两级高效旋风分离器及其一级旋风分离器，一级下降管，二级旋风分离器，二级下降管、双通入两向气动返料阀、第一旋风燃烧器、第二旋风燃烧器；

流化床热解反应器出口与一级旋风分离器串连，流化床热解反应器自下而上分别为一级低温热解段、二级低温热解段，其中，在二级低温热解段底部设有二级高温热解烟气入口，在流化床热解反应器底部设有一级高温烟气入口，惰性流化风入口；二级低温热解段的出口串联一级旋风分离器，一级旋风分离器的上部出口连接二级旋风分离器，一级旋风分离器的底部接有一级下降管，二级旋风分离器的底部接有二级下降管，一级下降管和二级下降管共同接入气动返料阀，气动返料阀的右侧连接第一返料阀斜管左侧连接第二返料阀斜管，第一返料阀斜管连接第一级旋风燃烧器，第二返料阀斜管连接第二级旋风燃烧器，第一级旋风燃烧器的气体出口与一级高温烟气入口相连，第二级旋风燃烧器的气体出口与二级高温烟气入口相连。

优选的，该装置中流化床热解反应器的高度为H，床径为D；来自第一级旋风燃烧器的一级高温烟气与惰性流化风共同通入流化床反应器的风室，来自第二级旋风燃烧器的二级高温烟气由二级高温烟气入口处通入，二级高温烟气入口位于流化床热解反应器2/5H处；

该装置中两级旋风分离器均采用高效旋风分离器，下降管分别通入同一气动返料阀中，一级旋风分离器与二级旋风分离器的筒体直径比D₀₁/D₀₂=1.06，二级旋风分离器的入口与一级旋风分离器气体出口的高度差为H_d，H_d/D₀₁=1.9；二级下降管接入气动返料阀的角度为β为40°，一级下降管、二级下降管直径分别为d₁、d₂，d₁=d₂=d=6/10D，床径为D；一级下降管、二级下降管共同接入返料阀进料室，一级下降管接入口外边与返料阀进料室边壁距离L_d1=4/3d₁，二级下降管接入口外边与返料阀进料室边壁的距离L_d2=4/3d₂。

优选的，一级下降管直径d₁=d，气动返料阀为长宽D_f=L_f=3d，高H_f=2.5d的两室返料阀，由返料阀隔板分为返料阀进料室和返料阀返料室，返料阀隔板高度为h_g=1/2H_f，；返料阀返料室底部设有返料阀返料风一入口，返料阀返料风二入口，返料阀返料风三入口，返料阀进料室底部设有返料阀流化风入口；

气动返料阀下方布置带有风帽的布风板，返料阀进料室和返料阀返料室的布风板的风帽为均列两排，开孔率为15%；返料阀返料室下方一字排列的三个风室，即使第一风室、第二风室、第三风室，三个风室大小相等，宽度为分别为d_f1=d_f2=d_f3=1/3D_f，每个风室底部设有一个风口，分别为返料阀返料风一入口，返料阀返料风二入口，返料阀返料风三入口；返料阀进料室为单一风室，风室底部设有返料阀流化风入口；一级下降管二级下降管通入气动返料阀的深度为d_s=1/2h_g；气动返料阀左右两侧分别通过第一返料斜管、第二返料斜管连接第一级旋风燃烧器、第二级旋风燃烧器，第一返料斜管、第二返料斜管与气动返料阀的夹角α₁=α₂=35°；进入第一级旋风燃烧器和第二级旋风燃烧器的返料管直径分别为d₀₁d₀₂，且d₀₁=2/3d₀₂=2/3d。

本发明还提供了一种低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解方法，该方法包括如下步骤，

固体燃料在流化床热解反应器内热解，产生的低温热解烟气在串联的一级旋风分离器和二级旋风分离器进行净化，分离出的固体残炭落入下降管进入同一气动返料阀；通过调节返料阀流化风和返料阀第一返料风、返料阀第二返料风和返料阀第三返料风，将一级残炭、二级残炭分别送入第一旋风燃烧器、第二旋风燃烧器进行不同温度的高温热解，生成800-900℃的一级高温烟气和900-1100℃的二级高温烟气，分别通过流化床热解反应器底部风室和二级高温烟气入口通入，分别对流化床热解反应器内一级低温热解段、二级低温热解段的固体燃料进行差温热解,一级高温烟气与惰性流化风在流化床热解反应器的风室内进行混合后进入流化床热解反应器内，使固体燃料在流化床热解反应器下部即一级低温热解段进行温度为400-550℃的低温热解;固体燃料在一级低温热解段热解并流化上升，进入二级低温热解段;在二级低温热解段的二级高温烟气入口通入二级高温烟气，二级高温烟气由第二级旋风燃烧器进行高温热解产生，继续向固体燃料热解提供热量，使得流化床热解反应器内二级低温热解段内的固体燃料在550-650℃的温度范围内进行二级低温热解。

优选的，一级低温热解段的流化风量65%由一级高温烟气提供，35%由惰性流化风提供；通过调节气动返料阀返料阀第一返料风、返料阀第二返料风和返料阀第三返料风的风量，对气动返料阀通过第一返料阀斜管进入第一级旋风燃烧器的一级返炭的量进行控制;调节第一级旋风燃烧器内的二级旋风热解风、火焰强度和固体残炭量，控制一级高温烟气n的温度为800-900℃。

优选的，通过调节气动返料阀返料阀第一返料风、返料阀第二返料风和返料阀第三返料风的风量，对进入第二级旋风燃烧器内燃烧的二级返炭的量进行控制，调节二级旋风热解风和火焰强度，控制第二级旋风燃烧器热解生成的二级高温烟气的温度在900-1100℃;二级高温烟气的烟气量为一级高温烟气量的50%。

优选的，流化床热解反应器内固体通量为20-60m³/h，加料速率为10-50kg/h，固体燃料的筛选粒度为10mm以下，水分含量为5-25%。

优选的，流化床热解反应器3的高度为H，一级低温热解段为风室至2/5H处，二级低温热解段为2/5H处至流化床热解反应器顶部。

有益效果：

与传统固体燃料流化床热解装置相比，本发明具有以下的特色及优点：

（1）本发明采用分级差温热解，在流化床热解反应器内实现低温差温热解。将一级低温热解段的温度控制在400-550℃，二级低温热解段温度控制在550-650℃，保证了固体颗粒在中低温区的停留时间，有效降低了高温下的二次裂解反应，产生的热解油中轻质油的比例提高了20%，提高了热解产物的品质。

（2）本发明采用分级差温热解，在旋风燃烧器内实现固体残炭高温热解。采用两级旋风燃烧器分别对固体残炭进行高温热解，生成两路分别为的800-900℃、900-1100℃的热解气分别通入流化床热解反应器风室和二级高温烟气入口，分别为对一级低温热解段、二级低温热解段的固体燃料反应温度进行控制，一般操作条件下无需外加热系统，系统设计较普通流化床热解系统简单。本发明采用分级差温热解，分别进行对固体燃料进行了低温和高温热解，保证了固体燃料充分热解，同时降低了固体排渣中碳的含量，提高了系统的热效率。

（3）本发明采用两级可控旋风分离系统，高温热解气体进入旋风系统后，可以充分脱除热解气中的固体残炭部分，脱除效率较传统旋风分离系统有了大幅提高，降低了进入冷凝系统的气体温度，降低了进入冷凝气体的炭含量，提高了进入冷凝系统气体的纯度，可以最大限度的提高分离效率，对于直径0.1mm以上的颗粒，分离效率可大于99.5%，适应不同工况下的分离需求。

（4）本发明采用具有两个独立布风系统的两室气动返料阀，通过调节流化风和返料风的大小，控制进入第一、第二级旋风燃烧室的固体残炭量。通过调节两级旋风燃烧器内的风量和火焰强度，对输出的两级热解气的温度和风量进行调节，进而实现对流化床热解反应器内两个差温热解阶段的温度控制。

附图说明

图1为本发明提出的高灰粘性固体燃料的流化床分级差温热解方法及装置示意图。

图2为流化床热解尺寸结构示意图。

图3为两级旋风分离器尺寸结构示意图。

图4为本发明提出的气动返料器的主视图。

图5为本发明提出的气动返料器的右视图。

图6为本发明提出的气动返料器的俯视图。

图7为本发明实施例流化床分级差温热解污泥制油的系统流程图。

其中有：固体燃料料仓1，螺旋给料机2，流化床热解反应器3，一级低温热解段301，二级低温热解段302，二级高温烟气入口31，一级高温烟气入口32，惰性流化风入口33，一级旋风分离器4，一级下降管6，二级旋风分离器5，二级下降管7，气动返料阀8，返料阀进料室8a，返料阀返料室8b，返料阀隔板81，返料阀返料风一入口801，返料阀返料风二入口802，返料阀返料风三入口803，返料阀流化风入口804，第一风室811，第二风室812，第三风室813，布风板82，第二返料阀斜管9，第一返料阀斜管10，第二级旋风燃烧器11，第一级旋风燃烧器12，第一级空气换热器13，第二级喷淋冷却塔14，第二级热解油回收阀141，第二级热解油回收罐142，第二级冷却循环泵143，第三级间接冷凝器15，第三级热解油回收阀151，第三级热解油回收罐152，第三级冷凝循环泵153，活性炭吸附床16，惰性流化风a，低温热解烟气b，一级除尘热解气c，二级除尘热解气d，一级固体残炭e，二级固体残炭f，二级返炭g，一级返炭h，返料阀流化风i，返料阀第一返料风j₁，返料阀第二返料风j₂，返料阀第三返料风j₃，一级高温烟气n，二级高温烟气m，一级旋风热解风n₀，二级旋风热解风m₀，换热空气p，热空气o。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。

参见图1-5,本发明提供的低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解装置，该装置包括流化床热解反应器3、两级高效旋风分离器及其一级旋风分离器4，一级下降管6，二级旋风分离器5，二级下降管7、双通入两向气动返料阀8、第一旋风燃烧器12、第二旋风燃烧器11。

流化床热解反应器3出口与一级旋风分离器4串连，流化床热解反应器3自下而上分别为一级低温热解段301、二级低温热解段302，其中，在二级低温热解段底部设有二级高温热解烟气入口31，在流化床热解反应器3底部设有一级高温烟气入口32，惰性流化风入口33；二级低温热解段302的出口串联一级旋风分离器4，一级旋风分离器4的上部出口连接二级旋风分离器5，一级旋风分离器4的底部接有一级下降管6，二级旋风分离器5的底部接有二级下降管7，一级下降管6和二级下降管7共同接入气动返料阀8，气动返料阀8的右侧连接第一返料阀斜管10左侧连接第二返料阀斜管9，第一返料阀斜管10连接第一级旋风燃烧器12，第二返料阀斜管9连接第二级旋风燃烧器11，第一级旋风燃烧器12的气体出口与一级高温烟气入口32相连，第二级旋风燃烧器11的气体出口与二级高温烟气入口31相连。

该装置中流化床热解反应器3的高度为H，床径为D；来自第一级旋风燃烧器12的一级高温烟气n与惰性流化风a共同通入流化床反应器3的风室，来自第二级旋风燃烧器11的二级高温烟气m由二级高温烟气入口31处通入，二级高温烟气入口31位于流化床热解反应器32/5H处。

该装置中两级旋风分离器均采用高效旋风分离器，下降管分别通入同一气动返料阀8中，一级旋风分离器6与二级旋风分离器7的筒体直径比D₀₁/D₀₂=1.06，二级旋风分离器7的入口与一级旋风分离器8气体出口的高度差为H_d，H_d/D₀₁=1.9；二级下降管7接入气动返料阀8的角度为β为40°，一级下降管6、二级下降管7直径分别为d₁、d₂，d₁=d₂=d=6/10D，床径为D；一级下降管6、二级下降管7共同接入返料阀进料室8a，一级下降管6接入口外边与返料阀进料室8a边壁距离L_d1=4/3d₁，二级下降管7接入口外边与返料阀进料室8a边壁的距离L_d2=4/3d₂。

一级下降管6直径d₁=d，气动返料阀8为长宽D_f=L_f=3d，高H_f=2.5d的两室返料阀，由返料阀隔板81分为返料阀进料室8a和返料阀返料室8b，返料阀隔板81高度为h_g=1/2H_f，；返料阀返料室8b底部设有返料阀返料风一入口801，返料阀返料风二入口802，返料阀返料风三入口803，返料阀进料室8a底部设有返料阀流化风入口804；气动返料阀8下方布置带有风帽的布风板82，返料阀进料室8a和返料阀返料室8b的布风板82的风帽为均列两排，开孔率为15%；返料阀返料室8b下方一字排列的三个风室，即使第一风室811、第二风室812、第三风室813，三个风室大小相等，宽度为分别为d_f1=d_f2=d_f3=1/3D_f，每个风室底部设有一个风口，分别为返料阀返料风一入口801，返料阀返料风二入口802，返料阀返料风三入口803；返料阀进料室8a为单一风室，风室底部设有返料阀流化风入口804；一级下降管6，二级下降管7通入气动返料阀8的深度为d_s=1/2h_g；气动返料阀8左右两侧分别通过第一返料斜管10、第二返料斜管9连接第一级旋风燃烧器11、第二级旋风燃烧器12，第一返料斜管10、第二返料斜管9与气动返料阀8的夹角α₁=α₂=35°；进入第一级旋风燃烧器11和第二级旋风燃烧器12的返料管直径分别为d₀₁d₀₂，且d₀₁=2/3d₀₂=2/3d。

本发明还提供了一种低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解方法，该方法包括如下步骤，

固体燃料在流化床热解反应器3内热解，产生的低温热解烟气b在串联的一级旋风分离器4和二级旋风分离器5进行净化，分离出的固体残炭落入下降管进入同一气动返料阀8；通过调节返料阀流化风i和返料阀第一返料风j₁、返料阀第二返料风j₂和返料阀第三返料风j₃，将一级残炭h、二级残炭g分别送入第一旋风燃烧器11、第二旋风燃烧器12进行不同温度的高温热解，生成800-900℃的一级高温烟气和900-1100℃的二级高温烟气，分别通过流化床热解反应器3底部风室和二级高温烟气入口31通入，分别对流化床热解反应器3内一级低温热解段301、二级低温热解段302的固体燃料进行差温热解,一级高温烟气n与惰性流化风a在流化床热解反应器3的风室内进行混合后进入流化床热解反应器3内，使固体燃料在流化床热解反应器3下部即一级低温热解段301进行温度为400-550℃的低温热解;固体燃料在一级低温热解段301热解并流化上升，进入二级低温热解段302;在二级低温热解段302的二级高温烟气入口31通入二级高温烟气m，二级高温烟气m由第二级旋风燃烧器11进行高温热解产生，继续向固体燃料热解提供热量，使得流化床热解反应器3内二级低温热解段302内的固体燃料在550-650℃的温度范围内进行二级低温热解。

一级低温热解段301的流化风量65%由一级高温烟气n提供，35%由惰性流化风提供;通过调节气动返料阀8返料阀第一返料风j₁、返料阀第二返料风j₂和返料阀第三返料风j₃的风量，对气动返料阀8通过第一返料阀斜管10进入第一级旋风燃烧器12的一级返炭h的量进行控制;调节第一级旋风燃烧器12内的二级旋风热解风n₀、火焰强度和固体残炭量，控制一级高温烟气n的温度为800-900℃。

通过调节气动返料阀8返料阀第一返料风j₁、返料阀第二返料风j₂和返料阀第三返料风j₃的风量，对进入第二级旋风燃烧器11内燃烧的二级返炭g的量进行控制，调节二级旋风热解风m₀和火焰强度，控制第二级旋风燃烧器11热解生成的二级高温烟气m的温度在900-1100℃;二级高温烟气m的烟气量为一级高温烟气量的50%。

流化床热解反应器3内固体通量为20-60m³/h，加料速率为10-50kg/h，固体燃料的筛选粒度为10mm以下，水分含量为5-25%。

流化床热解反应器3的高度为H，一级低温热解段301为风室至2/5H处，二级低温热解段302为2/5H处至流化床热解反应器3顶部。

图5所示的流化床分级差温热解污泥制油的系统流程图是本发明的实施例。其中，A部分为固体燃料的流化床分级差温热解装置，B为多级冷凝系统。

热解反应在高6m，内径100mm的流化床热解反应器3中进行。首次加入料仓1的污泥，在热解前先在干燥装置干燥至含水率约10%左右的颗粒，通过螺旋给料器2进入流化床热解反应器3，加料速度为10kg/h。向流化床热解反应器3风室通入预热惰性流化风a，流化风量为20m³/h，将污泥进行低温热解。

生成的低温热解烟气b通过一级旋风分离器4进行一次除尘，一次分离的固体残炭脱除效率可达99%以上，分离出的污泥热解残炭通过一级下降管6进入气动返料阀进料室8a内。一级除尘热解气c进入二级旋风分离器5内进行二次除尘，二次除尘热解气d进入多级冷凝系统，污泥热解残炭通过二级下降管7进入返料阀进料室8a。

向返料阀进料室8内通入返料阀流化风i，使进入返料阀进料室8a内的污泥残炭流化，通过调节返料阀流化风i的量，调节进入返料阀返料室8b内污泥残炭量。向第一风室812、第二风室813、第三风室814分别通入返料阀第一返料风j₁、返料阀第二返料风j₂和返料阀第三返料风j₃，调节返料阀第一返料风j₁、返料阀第二返料风j_和返料阀第三返料风j₃的风量大小关系，调节进入第一旋风燃烧器12和第二旋风燃烧器11内污泥残炭量。

进入第一旋风燃烧器12的一级返炭h进行高温热解，反应生成一级高温烟气n，通过调节一级旋风热解气n₀的风量和火焰强度，一级返炭h的量，使生成的一级高温烟气n的温度在800-900℃。一级高温烟气n和惰性流化风a共同进入流化床反应器3的风室，一级低温热解段的流化风量65%由一级高温烟气提供，35%由惰性流化风提供，对污泥进行一级低温热解，保证流化床热解反应器3内一级低温热解段的热解温度为400-550℃。污泥在一级低温热解段进行一级低温热解，并继续流化上升至二级低温热解段301，二级低温热解段302的侧面设有二级高温烟气入口31，第二旋风燃烧器11反应生成二级高温烟气m进入二级高温烟气入口31，对二级低温热解段内的污泥进行二级低温热解。通过调节二级旋风热解气m₀的风量和火焰强度，二级返炭g的量，使生成的二级高温烟气m的温度在900-1100℃，二级高温烟气m的烟气量为一级高温烟气量的50%。保证流化床热解反应器3内一级低温热解段的温度为550-650℃。第一、第二旋风燃烧器的反应残渣k，l排出收集可用其他用途。

二级除尘热解气d经旋风除尘后进入冷凝系统，冷凝系统采用三级冷凝，实现了能量的分级利用，降低了系统的耗能。热解气通过第一级冷凝通过管道经过空气换热器13，对二级除尘热解气d进行初步降温。从空气换热器13降温的热解气进入冷凝塔14进行直接冷凝，确保冷凝器出口的温度达到工艺需要（20-30℃），将热解油收入第二级热解油回收罐142。第三级冷凝器15采用冷却水间接冷凝，通过控制冷却水循环泵153的循环水量和水温，达到冷凝效果10℃，将热解油收入第三级热解油回收罐15。不可凝结气体通过活性炭吸附床16后排空。

Claims (8)

1.一种低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解装置，其特征在于：该装置包括流化床热解反应器（3）、两级高效旋风分离器及其一级旋风分离器（4），一级下降管（6），二级旋风分离器（5），二级下降管（7）、双通入两向气动返料阀（8）、第一旋风燃烧器（12）、第二旋风燃烧器（11）；

流化床热解反应器（3）出口与一级旋风分离器（4）串连，流化床热解反应器（3）自下而上分别为一级低温热解段（301）、二级低温热解段（302），其中，在二级低温热解段（302）底部设有二级高温热解烟气入口（31），在流化床热解反应器（3）底部设有一级高温烟气入口（32），惰性流化风入口（33）；二级低温热解段（302）的出口串联一级旋风分离器（4），一级旋风分离器（4）的上部出口连接二级旋风分离器（5），一级旋风分离器（4）的底部接有一级下降管（6），二级旋风分离器（5）的底部接有二级下降管（7），一级下降管（6）和二级下降管（7）共同接入气动返料阀（8），气动返料阀（8）的右侧连接第一返料阀斜管（10）左侧连接第二返料阀斜管（9），第一返料阀斜管（10）连接第一级旋风燃烧器（12），第二返料阀斜管（9）连接第二级旋风燃烧器（11），第一级旋风燃烧器（12）的气体出口与一级高温烟气入口（32）相连，第二级旋风燃烧器（11）的气体出口与二级高温烟气入口（31）相连。

2.根据权利要求1所述的低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解装置，其特征在于：该装置中流化床热解反应器（3）的高度为H，床径为D；来自第一级旋风燃烧器（12）的一级高温烟气（n）与惰性流化风（a）共同通入流化床反应器（3）的风室，来自第二级旋风燃烧器（11）的二级高温烟气（m）由二级高温烟气入口（31）处通入，二级高温烟气入口（31）位于流化床热解反应器（3）2/5H处；

该装置中两级旋风分离器均采用高效旋风分离器，下降管分别通入同一气动返料阀（8）中，一级旋风分离器（6）与二级旋风分离器（7）的筒体直径比D₀₁/D₀₂=1.06，二级旋风分离器（7）的入口与一级旋风分离器（8）气体出口的高度差为H_d，H_d/D₀₁=1.9；二级下降管（7）接入气动返料阀（8）的角度为β为40°，一级下降管（6）、二级下降管（7）直径分别为d₁、d₂，d₁=d₂=d=6/10D，床径为D；一级下降管（6）、二级下降管（7）共同接入返料阀进料室（8a），一级下降管（6）接入口外边与返料阀进料室（8a）边壁距离L_d1=4/3d₁，二级下降管（7）接入口外边与返料阀进料室（8a）边壁的距离L_d2=4/3d₂。

3.根据权利要求1所述的低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解装置，其特征在于：一级下降管（6）直径d₁=d，气动返料阀（8）为长宽D_f=L_f=3d，高H_f=2.5d的两室返料阀，由返料阀隔板（81）分为返料阀进料室（8a）和返料阀返料室（8b），返料阀隔板（81）高度为h_g=1/2H_f，；返料阀返料室（8b）底部设有返料阀返料风一入口（801），返料阀返料风二入口（802），返料阀返料风三入口（803），返料阀进料室（8a）底部设有返料阀流化风入口（804）；

气动返料阀（8）下方布置带有风帽的布风板（82），返料阀进料室（8a）和返料阀返料室（8b）的布风板（82）的风帽为均列两排，开孔率为15%；返料阀返料室（8b）下方一字排列的三个风室，即使第一风室（811）、第二风室（812）、第三风室（813），三个风室大小相等，宽度为分别为d_f1=d_f2=d_f3=1/3D_f，每个风室底部设有一个风口，分别为返料阀返料风一入口（801），返料阀返料风二入口（802），返料阀返料风三入口（803）；返料阀进料室（8a）为单一风室，风室底部设有返料阀流化风入口（804）；一级下降管（6）二级下降管（7）通入气动返料阀（8）的深度为d_s=1/2h_g；气动返料阀（8）左右两侧分别通过第一返料斜管（10）、第二返料斜管（9）连接第一级旋风燃烧器（11）、第二级旋风燃烧器（12），第一返料斜管（10）、第二返料斜管（9）与气动返料阀（8）的夹角α₁=α₂=35°；进入第一级旋风燃烧器（11）和第二级旋风燃烧器（12）的返料管直径分别为d₀₁d₀₂，且d₀₁=2/3d₀₂=2/3d。

4.一种低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解方法，其特征在于：该方法包括如下步骤，

固体燃料在流化床热解反应器（3）内热解，产生的低温热解烟气（b）在串联的一级旋风分离器4和二级旋风分离器（5）进行净化，分离出的固体残炭落入下降管进入同一气动返料阀（8）；通过调节返料阀流化风（i）和返料阀第一返料风（j₁）、返料阀第二返料风（j₂）和返料阀第三返料风（j₃），将一级残炭（h）、二级残炭（g）分别送入第一旋风燃烧器（11）、第二旋风燃烧器（12）进行不同温度的高温热解，生成800-900℃的一级高温烟气和900-1100℃的二级高温烟气，分别通过流化床热解反应器（3）底部风室和二级高温烟气入口（31）通入，分别对流化床热解反应器（3）内一级低温热解段（301）、二级低温热解段（302）的固体燃料进行差温热解,一级高温烟气（n）与惰性流化风（a）在流化床热解反应器（3）的风室内进行混合后进入流化床热解反应器（3）内，使固体燃料在流化床热解反应器（3）下部即一级低温热解段（301）进行温度为400-550℃的低温热解；固体燃料在一级低温热解段（301）热解并流化上升，进入二级低温热解段（302）；在二级低温热解段（302）的二级高温烟气入口（31）通入二级高温烟气（m），二级高温烟气（m）由第二级旋风燃烧器（11）进行高温热解产生，继续向固体燃料热解提供热量，使得流化床热解反应器（3）内二级低温热解段（302）内的固体燃料在550-650℃的温度范围内进行二级低温热解。

5.根据权利要求4所述的低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解方法，其特征在于：一级低温热解段（301）的流化风量65%由一级高温烟气（n）提供，35%由惰性流化风提供；通过调节气动返料阀（8）返料阀第一返料风（j₁）、返料阀第二返料风（j₂）和返料阀第三返料风（j₃）的风量，对气动返料阀（8）通过第一返料阀斜管（10）进入第一级旋风燃烧器（12）的一级返炭（h）的量进行控制；调节第一级旋风燃烧器（12）内的二级旋风热解风（n₀）、火焰强度和固体残炭量，控制一级高温烟气（n）的温度为800-900℃。

6.根据权利要求4所述的低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解方法，其特征在于：通过调节气动返料阀（8）返料阀第一返料风（j₁）、返料阀第二返料风（j₂）和返料阀第三返料风（j₃）的风量，对进入第二级旋风燃烧器（11）内燃烧的二级返炭（g）的量进行控制，调节二级旋风热解风（m₀）和火焰强度，控制第二级旋风燃烧器（11）热解生成的二级高温烟气（m）的温度在900-1100℃;二级高温烟气（m）的烟气量为一级高温烟气量的50%。

7.根据权利要求4所述的低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解方法，其特征在于：流化床热解反应器（3）内固体通量为20-60m³/h，加料速率为10-50kg/h，固体燃料的筛选粒度为10mm以下，水分含量为5-25%。

8.根据权利要求4所述的低热值粘性固体燃料的流化床分级差温热解方法，其特征在于：流化床热解反应器（3）的高度为H，一级低温热解段（301）为风室至2/5H处，二级低温热解段（302）为2/5H处至流化床热解反应器（3）顶部。

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