CN107434984B - 一种燃料气制备方法和燃料气制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃料气制备方法和燃料气制备装置，该种燃料气制备方法包括步骤：将粉状固体燃料和气化剂送入制气炉的制气室进行反应，生成高温可燃气体及高温灰渣；将反应生成的高温可燃气体及高温灰渣经过第一换热器回收一部分的热量；将经过第一换热器后的含灰渣的可燃气体送入分离装置，以脱除可燃气体中的灰渣颗粒，经过分离的可燃气体从分离装置的可燃气体出口排出，灰渣颗粒进入分离装置的灰渣收集仓，进而从灰渣出口排出；将从分离装置排出的可燃气体送入第二换热器回收热量。本发明能有效回收高温可燃气体的显热，提高系统热利用效率，解决第二换热器内的积灰、磨损问题，进而提高灰渣中残余的碳利用率。

Description

一种燃料气制备方法和燃料气制备装置

技术领域

本发明涉及煤及其它矿物质或生物质等固体燃料的气化技术，尤其涉及一种具有热量回收功能的燃料气制备方法和制备装置。

背景技术

以煤或其它矿物质、生物质燃料为原料的气化技术一般是通过气化介质与燃料在高温下发生不完全燃烧反应，使燃料中的碳、氢等元素转化成CO和H₂为主的可燃气体，在此过程中10～20％的燃料化学热将以高温可燃气体和灰渣的显热的形式释放出来，采用换热器的方法回收这部分热量产生高品质蒸汽，可降低系统运行成本。但由于固体燃料剩余的灰渣导致换热器在实际应用过程中存在积灰、磨损等问题，影响装置的稳定性及热回收效率。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料气制备方法和制备装置，解决因固体灰渣累积造成的换热器运行稳定性差及换热效率下降的问题。

本发明的另一目的在于提供一种燃料气制备方法和制备装置，以解决现有技术中高温可燃气体和高温灰渣的热量回收效率低的问题。

本发明的再一目的在于提供一种燃料气制备方法和制备装置，以回收灰渣中残余的碳，提高燃料利用率。

为了解决上述问题，该种燃料气制备方法包括以下步骤：

S1：将粉状固体燃料和气化剂送入制气炉的制气室进行反应，生成高温可燃气体及高温灰渣；

S2：将反应生成的高温可燃气体及高温灰渣经过第一换热器回收一部分的热量，使得可燃气体温度降低至600℃～800℃；

S3：将经过第一换热器后的含灰渣的可燃气体送入分离装置，以脱除可燃气体中的灰渣颗粒，经过分离的可燃气体从分离装置的可燃气体出口排出，灰渣颗粒进入分离装置的灰渣收集仓，进而从灰渣出口排出；

S4：将从分离装置排出的可燃气体送入第二换热器回收热量，其中，从第二换热器排出的可燃气体的温度为100℃～400℃。

优选地，在所述步骤S3中，所述分离装置还包括有换热结构，以使含灰渣的可燃气体经过该分离装置后温度降低0～300℃。

优选地，在所述步骤S3之后还包括步骤：

S31：将所述灰渣收集仓中收集的灰渣输送回制气炉的制气室，以将灰渣中残留的碳回收利用。

优选地，在所述步骤S3中，所述分离装置采用干法收集灰渣，以将从灰渣收集仓排出的干燥灰渣颗粒经由锁斗变压装置输送至固体燃料供料系统，并且经由该固体燃料供料系统供应至所述制气室内。

优选地，在所述步骤S3中，所述分离装置采用湿法收集灰渣，以将从灰渣收集仓排出的含灰渣颗粒的液态浆体经由渣浆泵输送至所述制气室内。

优选地，所述分离装置可以采用串联设置的第一级分离器组和第二级分离器组，每一级分离器组包括并联设置的多个分离器。

优选地，所述分离装置可以采用离心式、水洗式、过滤式分离方法中的一种或多种。

本发明还涉及一种燃料气制备装置，其包括：制气炉，其内设有制气室和第一换热器，该制气室和第一换热器连通，该第一换热器与设置在所述制气炉上的冷却介质入口和冷却介质出口连接，可燃气体经过所述第一换热器后从制气炉可燃气体出口排出；分离装置，该分离装置的入口与所述制气炉可燃气体出口通过管路连接，分离后的可燃气体从该分离装置的可燃气体出口排出；以及第二换热器，该第二换热器的入口与所述分离装置可燃气体出口通过管路连接，完成换热后的可燃气体经由该第二换热器可燃气体出口排出；所述第一换热器内部的换热结构为单层或多层的膜式壁空心筒结构；所述第二换热器内部设置有至少一组换热结构，所述换热结构为管束结构、膜式壁结构或夹套结构。

优选地，所述分离装置为离心式气固分离器，其中设有灰渣收集仓和灰渣出口，所述分离装置的周壁设有换热结构，所述换热结构设有分离器冷却介质入口和分离器冷却介质出口；所述灰渣出口依次连接灰渣锁斗和灰渣储仓；所述灰渣锁斗和所述灰渣储仓构成锁斗变压装置；所述灰渣储仓连接到固体燃料供料系统，所述固体燃料供料系统连接制气炉固体燃料入口，向所述制气炉内供应固体燃料。

优选地，所述分离装置采用两级串联的高温旋风分离器，第一级分离器的入口与制气炉可燃气体出口连接，第一级分离器的可燃气体出口与第二级分离器的入口连接，第二级分离器的可燃气体出口与第二换热器的入口连接；所述第一级分离器和第二级分离器均设有灰渣收集仓和灰渣出口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用分离装置除去可燃气体中的灰渣颗粒得到洁净的可燃气体，大幅减少了进入第二换热器的可燃气体中的灰渣颗粒含量，减少了第二换热器内的积灰、磨损问题，提高了设备的稳定性和热回收效率；采用第一换热器以及分离装置、第二换热器所设置的换热结构有效回收高温可燃气体的显热，提高系统热利用效率；分离装置分离出的灰渣可重新用于气化，回收其中残余的碳，提高燃料利用率。

附图说明

下文将结合附图对本发明的示例性实施例进行更为详细的说明。为清楚起见，不同附图中相同的部件以相同标号示出。需要说明的是，附图仅起到示意作用，其并不必然按照比例绘制。在附图中：

图1为本发明中的燃料气制备装置的一种实施方案的示意图；

图2为本发明中的燃料气制备装置的另一种实施方案的示意图。

具体实施方式

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。

在下文中，将参照附图描述根据本发明示例性实施方案的燃料气制备装置和制备方法。

为了解决因固体灰渣累积造成的换热器运行稳定性差及换热效率下降的问题，本发明提供了一种燃料气制备方法，该燃料气制备方法包括以下步骤：

步骤S1：将粉状固体燃料和气化剂送入制气炉的制气室进行反应，生成1200～1600℃的高温可燃气体及高温灰渣。步骤S2：使反应生成的高温可燃气体及高温灰渣经过第一换热器回收部分热量，可燃气体温度降低600～800℃。步骤S3：将经过第一换热器后的含灰渣的可燃气体送入分离装置，脱除可燃气体中的灰渣颗粒，可燃气体从分离装置的可燃气体出口排出，灰渣颗粒进入分离装置的灰渣收集仓，进而从灰渣出口排出。步骤S4：将分离装置排出的可燃气体送入第二换热器回收热量，第二换热器排出的可燃气体的温度为100～400℃。该温度由后续工艺系统要求决定，可选范围为100～400℃，优选范围为200～350℃，更优选的范围为300～350℃。由于进入第二换热器的可燃气体已经通过分离装置去除了大部分灰渣颗粒，所以不会造成第二换热器内的灰渣堆积，不会影响换热器运行稳定性及换热效率。

第一换热器和第二换热器均采用现有技术，但两者的结构不同，由于第一换热器工作在高温环境下，第一换热器的换热结构可为单层或多层的膜式壁空心筒结构，即第一换热器设置有多层同心筒形式的膜式水冷壁，其采用的换热结构不会产生灰渣颗粒堆积而影响使用的问题。而第二换热器工作在较低温度下，第二换热器具有一组或数组串联的换热管束，其换热结构容易产生灰渣颗粒堆积而影响使用的问题。

为了解决现有技术中高温可燃气体和高温灰渣的热量回收效率低的问题，根据本发明的一种示例性实施方案，在步骤S3中，所述分离装置还可以设置有换热结构，换热结构可以采用现有技术中常用的冷却壁结构，即在分离装置的周壁上设置换热管，通过换热管中的冷却介质进行换热，通常冷却介质采用水，用于产生饱和蒸汽和/或过热蒸汽，控制换热结构的换热量，使得含灰渣的可燃气体经过所述分离装置后温度降低0～300℃。

现有技术的制气炉中，在制气室的周壁也设置有换热结构，能够通过换热结构控制制气室内的反应温度。本发明的燃料气制备方法通过第一换热器、分离装置和第二换热器的换热功能，可以回收80～90％的高温可燃气体和灰渣的显热，提高了燃料气制备装置的热利用率。

可选择的一种示例性实施方案中，可以利用连接制气炉、分离装置及第二换热器之间的管路来回收部分热量，即连接管路采用具有换热结构的耐高压管道，也就是在耐高压管道的周壁上设有换热结构，换热结构具有冷却介质进口和冷却介质出口。这样可以进一步提高燃料气制备装置的热利用率。

为了回收灰渣中残余的碳，提高燃料利用率，可以对分离装置分离出的灰渣颗粒进行循环利用，把分离出的灰渣颗粒再送回到制气室中参加反应。因此，根据本发明的一种示例性实施方案，在步骤S3之后还包括步骤S31：将灰渣收集仓中收集的灰渣输送回制气室，将其中残留的碳回收利用。根据分离装置收集灰渣颗粒的方式不同，分为干法收集和湿法收集(均为现有技术)，从而可以设置不同的回收利用方法，分别描述如下：

在步骤S3中，所述分离装置采用干法收集灰渣，将从灰渣收集仓排出的干燥灰渣颗粒经由锁斗变压装置输送至固体燃料供料系统，经固体燃料供料系统供应到制气室内。因为制气室内为高压环境，因此从灰渣收集仓排出的干燥灰渣颗粒还具有一定的压力，而固体燃料供料系统是将常压下的固体燃料粉末加压后送入制气室，因此需要将灰渣收集仓排出的干燥灰渣颗粒的压力降低到常压后供应给固体燃料供料系统。锁斗变压装置为现有技术，其作用就是为了降低从灰渣收集仓排出的干燥灰渣颗粒的压力。或者，在一个可替代的实施方案中，将从灰渣收集仓排出的干燥灰渣颗粒直接经由气固输送泵输送到制气室内。气固输送泵为现有技术，用于输送气体和固体颗粒的混合体，具有加压作用，将从灰渣收集仓排出的干燥灰渣颗粒的压力增加到与制气室内的压力相当，直接通过制气室上的进料口输入进去，不再通过固体燃料供料系统。

在步骤S3中，所述分离装置采用湿法收集灰渣，将从灰渣收集仓排出的含灰渣颗粒的液态浆体经由渣浆泵输送到制气室内。例如采用水收集，灰渣收集仓中的灰渣颗粒与液体混合形成浆体状态并以浆体状态从所述灰渣出口排出。灰渣出口连接渣浆泵，制气室设有渣浆喷嘴，渣浆泵连接渣浆喷嘴，向制气室内喷射渣浆。

本发明还提供了一种燃料气制备装置，用于如上所述的一种或数种实施方案的燃料气制备方法，参见图1和图2，所述制备装置包括制气炉1、分离装置以及第二换热器5。制气炉1可以采用现有技术，其内设有制气室2和第一换热器3，制气室出口23与第一换热器入口31连接，所述第一换热器3与设置在所述制气炉1上的冷却介质入口34和冷却介质出口35连接。粉末状的固体燃料和气化剂在所述制气室2内反应生成混合有灰渣颗粒的可燃气体，没有混合入可燃气体的残余高温灰渣可以是熔融态、半熔融态以及固态，可燃气体从制气炉可燃气体出口13排出，残余的灰渣最后排出制气炉1。分离装置具有入口和可燃气体出口，分离装置入口与所述制气炉可燃气体出口13通过管路连接，可燃气体进入所述分离装置中，通过分离装置的分离作用使可燃气体与灰渣颗粒气固分离，去除可燃气体的大部分灰渣颗粒，分离后的可燃气体从分离器可燃气体出口排出，分离出的灰渣颗粒留存在分离装置底部进而从灰渣出口排出。第二换热器入口51与所述分离器可燃气体出口通过管路连接，可燃气体在第二换热器5内与冷却介质进行热交换，回收可燃气体的热量，完成换热后的可燃气体经第二换热器可燃气体出口52排出。由于进入第二换热器5的可燃气体已经去除了大部分灰渣颗粒，所以不会造成第二换热器内的灰渣堆积，不会影响换热器运行稳定性及换热效率。

其中的分离装置可采用现有的离心式、水洗式、过滤式等分离器中的一种或多种；而且，分离装置可采用一组或多组分离器并联的方式，每组分离器又可采用一级或多级串联的方式，在此不再赘述。不管采用何种方式的过滤装置，其分离效率应该保证为50％～99.9％，优选范围为80％～99.9％，分离装置出口的可燃气体(即进入第二换热器入口处的可燃气体)中的灰渣颗粒粒径<30μm，优选范围为<10μm。

进一步地，制气炉1还包括渣池14，所述制气室2设置在所述第一换热器3的上方，所述渣池14设置在所述第一换热器的下方。所述渣池14分别与设置在所述制气炉1上的渣池水入口11和排渣口12连通；所述制气室2分别与设置在所述制气炉1上的固体燃料入口21和气化剂入口22连通。第一换热器3的换热结构可为单层或多层的膜式壁空心筒结构，即第一换热器设置有多层同心筒形式的膜式水冷壁。

反应生成的高温可燃气体及高温灰渣经过第一换热器回收一部分热量，同时也脱除一部分灰渣颗粒，颗粒较大的灰渣经过第一换热器后落入制气炉1底部的渣池14，较小颗粒的灰渣与高温可燃气体混合从制气炉出口13排出。

采用现有技术的制气炉1中，制气室2的周壁还设有冷却装置(换热结构)26，冷却装置26即现有技术中具有换热功能的换热结构，所述冷却装置26分别与设置在所述制气炉1上的制气室冷却介质入口24和制气室冷却介质出口25连接。

进一步地，所述分离装置的周壁也可以设有冷却装置，所述冷却装置设有分离器冷却介质入口和分离器冷却介质出口。

通过第一换热器、制气室2、分离装置和第二换热器的换热功能，可回收80％～90％的高温可燃气体和灰渣的显热，提高了燃料气制备装置的热利用率。

进一步地，连接所述制气炉1、所述分离装置及所述第二换热器之间的管路可以采用具有换热结构的耐高压管道，即在所述耐高压管道的周壁上设有换热结构，所述换热结构具有冷却介质进口和冷却介质出口。可以进一步提高燃料气制备装置的热利用率。

根据本发明的一种示例性实施方案，其中的分离装置设有灰渣收集仓和灰渣出口，所述分离装置采用干法收集灰渣，所述灰渣收集仓中的灰渣颗粒呈干燥状态并以干燥颗粒状态从所述灰渣出口排出。所述灰渣出口依次连接灰渣锁斗81和灰渣储仓82。所述灰渣储仓连接到固体燃料供料系统6，也可以替代地采用气固输送泵输送到固体燃料供料系统6，所述固体燃料供料系统6连接制气炉固体燃料入口21，向所述制气炉1内供应固体燃料。或者直接将回收的灰渣颗粒输送到制气室2，只需在制气室2上增加一个入口，优选采用喷嘴。

根据本发明的另一种示例性实施方案，其中的分离装置设有灰渣收集仓和灰渣出口，所述分离装置采用湿法收集灰渣颗粒，例如采用水收集，所述灰渣收集仓中的灰渣颗粒与液体混合形成浆体状态并以浆体状态从所述灰渣出口排出。所述灰渣出口连接渣浆泵9，所述制气室2设有渣浆喷嘴，所述渣浆泵连接所述渣浆喷嘴，向所述制气室2内喷射渣浆。

作为本发明的一种优选实施方案，如图1所示，燃料气制备装置包括制气炉1、分离器4和第二换热器5。制气炉1内部分为上部的制气室2、下部的第一换热器3和底部的渣池14。制气炉的顶部设有固体燃料入口21、气化剂入口22，制气炉侧壁设有可燃气体出口13、渣池水入口11、制气室冷却介质入口24、制气室冷却介质出口25、第一换热器冷却介质入口34、第一换热器冷却介质出口35，制气炉底部设有排渣口12。

制气室2由换热结构26围成的空腔构成，换热结构26与制气室冷却介质入口24和制气室冷却介质出口25相连。制气室出口23与第一换热器入口31相连。第一换热器3内部设置有多层同心筒形式的膜式水冷壁，第一换热器3的底部设有第一换热器出口33。制气炉可燃气体出口13与分离器入口41相连。分离器4为离心式气固分离器，具有位于顶部的可燃气体出口42、位于下部的分离器灰渣收集仓46和位于底部的灰渣出口43。灰渣出口43依次连接灰渣锁斗81和灰渣储仓82；所述灰渣储仓82连接到固体燃料供料系统6，分离器4的腔体由换热结构围成，具有冷却介质入口44和冷却介质出口45。采用离心式分离器时，可大幅减少系统的水耗。

分离器出口42与第二换热器5的入口51相连。第二换热器5具有一组或数组串联的换热管束，相应地，第二换热器5具有一个或数个冷却介质入口53及一个或数个冷却介质出口54。第二换热器5底部具有可燃气体出口52。

根据本实施方案提供的燃料气制备方法包括以下步骤：

第一步，将粉状固体燃料和气化剂送入制气炉制气室进行反应。具体过程为：将粉状固体燃料(粒径<1mm，中位径为20～500μm)通过制气炉供料系统6由制气炉固体燃料入口21送入制气室2，同时将气化剂通过气化剂入口22以30～150m/s的速度送入制气室2，固体燃料颗粒与气化剂强烈掺混并发生氧化还原反应，生成1200～1600℃的高温可燃气体及高温灰渣通过制气室出口23排出。

第二步，由制气室出口23排出的高温可燃气及高温灰渣经第一换热器入口31进入第一换热器3，在多层同心筒形式的膜式水冷壁间流动并换热，温度下降600～800℃，同时大颗粒的灰渣在重力作用下与可燃气分离，落入渣池14的水浴中，后经排渣口12排出，降温后的可燃气体携带较小颗粒的灰渣通过制气炉可燃气体出口13排出；第一换热器的冷却介质水吸收热量，产生饱和蒸汽和/或过热蒸汽。

第三步，携带较小颗粒灰渣的可燃气体由分离器入口41进入分离器4，经过一级高效旋风分离，分离效率为50～99.9％，可燃气体中残余的灰渣颗粒粒径<30μm，优选地，分离效率为90～95％，可燃气体中残余的灰渣颗粒粒径<10μm；分离器冷却结构中的冷却介质水吸收热量，产生饱和蒸汽和/或过热蒸汽；可燃气体温度降低0～300℃，优选地，温度降低100～300℃；携带少量细小灰渣颗粒的可燃气体由分离器可燃气体出口42排出。

第四步，分离器分离出的灰渣颗粒经分离器灰渣出口43排出，并送入制气炉供料系统6，输送回制气室，其中残余的碳进行氧化还原反应。从分离器灰渣出口43排出的干燥灰渣颗粒进入灰渣锁斗81进行变压，再进入灰渣储仓82，由气力输送至制气炉供料系统6，与粉状固体燃料一起进入制气炉制气室2进行气化反应。

第五步，从分离器可燃气体出口42排出的可燃气体由第二换热器入口51进入第二换热器5，依次流经多组串联的换热管束，温度降低300～400℃；换热管束中的冷却介质水吸收热量，产生饱和蒸汽和过热蒸汽；完成换热后的可燃气体经第二换热器可燃气体出口52排出。

在上述方法中，第一换热器、分离器和第二换热器可回收80～90％的高温可燃气体和灰渣的显热，提高了燃料气制备装置的热利用率；第一换热器和分离器脱除了可燃气体中的90％以上的灰渣颗粒，有效减少了第二换热器管束的积灰、结渣和磨损问题，提高了装置的可靠性和运行率；分离器分离出的含碳灰渣重新进入制气室气化，提高了燃料的利用率。

本发明的另一种优选实施方案，如图2所示，与图1中的实施方案不同的是，分离器采用两级串联的高温旋风分离器，第一级分离器4的入口41与制气炉可燃气体出口13通过管路连接，第一级分离器4的可燃气体出口42与第二级分离器7的入口71通过管路连接，第二级分离器7的可燃气体出口72与所述第二换热器5的入口51通过管路连接。分离器的分离效率达到90～99.9％，分离后可燃气体中的灰渣颗粒直径<10μm，适用于制气室操作温度较低、固体燃料中灰含量较高、产生的灰渣颗粒粒径较小的情况。第二个不同点是，分离器选用湿法收集灰渣，分离器底部的灰渣收集仓46和76均为水浴灰渣收集仓。分离器的灰渣出口均通过管道与渣浆泵9连接，即第一级分离器4的灰渣出口43和第二级分离器7的灰渣出口73均与所述渣浆泵9连接。由渣浆泵9提供的压力输送至制气炉渣浆入口27，并喷入制气室2进行气化反应。本发明中的各个设备之间采用高温连接管道(即带有冷却功能的耐高压管道)来进行连接。

由上所述，本发明采用分离装置除去可燃气体中的灰渣颗粒得到洁净的可燃气体，大幅减少了进入第二换热器的可燃气体中的灰渣颗粒含量，减少了第二换热器内的积灰、磨损问题，提高了设备的稳定性和热回收效率；采用第一换热器以及分离装置、第二换热器所设置的换热结构有效回收高温可燃气体的显热，提高系统热利用效率；分离装置分离出的灰渣可重新用于气化，回收其中残余的碳，提高燃料利用率。

本说明书的上述对燃料气制备装置和制备方法的描述只是为了示例，并不排除其它的替换手段与方式，只要技术上可以应用于上述燃料气制备装置和制备方法，产生有意义的效果，都可以应用，不必一一赘述。

本发明的发明构思包括多个具体的实施方案，不同的实施方案各有技术上或应用上的侧重，不同的实施方案可以组合搭配，以满足不同的应用场景，解决不同的应用需求。因此，下述对具体实施方案的描述不应理解为对本发明意欲保护的技术方案的限定。

前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (10)

1.一种燃料气制备装置，其特征在于包括：

制气炉，其内设有制气室和第一换热器，该制气室和第一换热器连通，该第一换热器与设置在所述制气炉上的冷却介质入口和冷却介质出口连接，第一换热器使得可燃气体温度降低至600℃～800℃，可燃气体经过所述第一换热器后从制气炉可燃气体出口排出，制气炉包括位于顶部的固体燃料入口和气化剂入口，位于上部的制气室，位于下部的第一换热器和位于底部的渣池；

分离装置，该分离装置的入口与所述制气炉可燃气体出口通过管路连接，分离后的可燃气体从该分离装置的可燃气体出口排出；以及

第二换热器，该第二换热器的入口与所述分离装置可燃气体出口通过管路连接，完成换热后的可燃气体经由该第二换热器可燃气体出口排出，第二换热器排出的可燃气体的温度为300～350℃；

所述第一换热器内部的换热结构为单层或多层的膜式壁空心筒结构；所述第二换热器内部设置有至少一组换热结构，所述换热结构为管束结构，所述分离装置采用两级串联的高温旋风分离器，第一级分离器的入口与制气炉可燃气体出口连接，第一级分离器的可燃气体出口与第二级分离器的入口连接，第二级分离器的可燃气体出口与第二换热器的入口连接。

2.根据权利要求1所述的燃料气制备装置，其特征在于：所述分离装置为离心式气固分离器，其中设有灰渣收集仓和灰渣出口，所述分离装置的周壁设有换热结构，所述换热结构设有分离器冷却介质入口和分离器冷却介质出口；

所述灰渣出口依次连接灰渣锁斗和灰渣储仓；所述灰渣锁斗和所述灰渣储仓构成锁斗变压装置；所述灰渣储仓连接到固体燃料供料系统，所述固体燃料供料系统连接制气炉固体燃料入口，向所述制气炉内供应固体燃料。

3.根据权利要求1所述的燃料气制备装置，其特征在于，所述第一级分离器和第二级分离器均设有灰渣收集仓和灰渣出口。

4.一种使用根据权利要求1至3中任一项所述的燃料气制备装置的燃料气制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：将粉状固体燃料和气化剂送入制气炉的制气室进行反应，生成高温可燃气体及高温灰渣；

S2：将反应生成的高温可燃气体及高温灰渣经过第一换热器回收一部分的热量，使得可燃气体温度降低至600℃～800℃；

S3：将经过第一换热器后的含灰渣的可燃气体送入分离装置，以脱除可燃气体中的灰渣颗粒，经过分离的可燃气体从分离装置的可燃气体出口排出，灰渣颗粒进入分离装置的灰渣收集仓，进而从灰渣出口排出；

S4：将从分离装置排出的可燃气体送入第二换热器回收热量，其中，从第二换热器排出的可燃气体的温度为300～350℃。

5.根据权利要求4所述的燃料气制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述分离装置还包括有换热结构，以使含灰渣的可燃气体经过该分离装置后温度降低0～300℃。

6.根据权利要求4或5所述的燃料气制备方法，其特征在于：在所述步骤S3之后还包括步骤：

S31：将所述灰渣收集仓中收集的灰渣输送回制气炉的制气室，以将灰渣中残留的碳回收利用。

7.根据权利要求6所述的燃料气制备方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述分离装置采用干法收集灰渣，以将从灰渣收集仓排出的干燥灰渣颗粒经由锁斗变压装置输送至固体燃料供料系统，并且经由该固体燃料供料系统供应至所述制气室内。

8.根据权利要求6所述的燃料气制备方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述分离装置采用湿法收集灰渣，以将从灰渣收集仓排出的含灰渣颗粒的液态浆体经由渣浆泵输送至所述制气室内。

9.根据权利要求6所述的燃料气制备方法，其特征在于：所述分离装置采用串联设置的第一级分离器组和第二级分离器组，每一级分离器组包括并联设置的多个分离器。

10.根据权利要求6所述的燃料气制备方法，其特征在于：所述分离装置采用离心式、水洗式、过滤式分离方法中的一种或多种。