CN213866080U - 一种基于rsg工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的设备，其特征在于：包括标准醇族燃料R单元(1)、专用燃烧设备S单元(2)和强化燃烧工艺G单元(3)；标准醇族燃料R单元(1)由管道及槽罐列车或槽罐汽车运输，与专用燃烧设备S单元(2)连通，强化燃烧工艺G单元(3)由受热设备与专用燃烧设备S单元(2)相连通；所述标准醇族燃料R单元(1)承担煤炭转化成醇族液体燃料，所述专用燃烧设备S单元(2)承担专用燃烧设备配合受热装置支撑醇族燃料的燃烧，所述强化燃烧工艺G单元(3)承担热力强化燃烧工艺“耦合燃烧与受热装置”在化学能释放和转换的进程中。

Description

一种基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的设备

技术领域

本实用新型涉及原煤液化二次清洁能源与节能减排清洁热力燃烧技术领域，具体涉及基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法。

背景技术

中国富煤、贫油、少气，煤炭资源储量占全球第二、消费总量占全球50％、能源消费结构占比62％，截止2012年我国对外依存石油达到70％、天然气达到45％，清洁能源的匮乏已成为我国能源安全的隐患。我国水煤浆工程“煤液化燃料”二次能源在中小型工业锅窑炉热力燃烧中的问题：①物理方式未解决煤浆“硫、硅酸盐类”燃料污染问题；②传统燃烧技术仅指热燃仍须庞的大烟气处理系统弥补水煤浆组份的技术缺陷问题；③专用燃烧与受热装置运行环保问题，不能满足我国污染重点治理地区烟气排放指标“粉尘10mmg/Nm³、SO₂20mmg/Nm³、NO_X 50mmg/Nm³”基本的要求。

GB16663-1996《醇基液体燃料》设计工业甲醇材料勾兑调合二次清洁能源，在热力工业锅窑炉及民用餐饮灶具的中试结果，为我国替代柴汽油和淘汰原煤、水煤浆、生物质高污染性燃料做出了积极的贡献，已达到工程化应用技术水平；但是，若仍采用传统替代方式工程应用，必将延续热能效较低系统运行成本较高的通病，并对受热装置的碳钢系列金属造成腐蚀，使承压设备产生安全性隐患，单纯的工业级甲醇化工材料生产成本较高，并受化工市场影响价格波幅大，因此在热力燃烧领域应用仍然存在较大局限性；尽管我国当前不乏为解决醇基燃料低发热量问题采用添加多种增热剂的谬方：将废汽柴煤机油、焦油、轮胎油、地沟油等加入醇基燃料中提高发热量，针对烟气冷凝水腐蚀性问题采用硝酸、二茂铁、高锰酸钾、等添加入醇基燃料中提高化学反应速度，然而必将导致SO₂、NO_x、粉尘排放超标或丧失清洁燃料的经济性；因此，均无力承担我国原煤液化二次清洁能源在工业领域清洁热力燃烧的产业化重任。

为此，开发适应我国国情、且本土资源丰富、并物美价廉的煤炭二次清洁能源和及时研发安全节能、高效环保系统的先进清洁燃烧工艺技术，已是非常的必要，“RSG 工程”是我国煤液化“醇族燃料”清洁热力燃烧系统应用技术“多年实践沉淀技术”的简称，其理想目标是针对普通原煤清洁化的研发“标准清洁燃料、专用燃烧设备、强化燃烧工艺”以多学科的技术良性叠加，实现煤炭资源“安全、环保、高效、经济”增荷式削减热力燃烧污染；其技术宗旨是弥补我国国民经济快速发展所需部分清洁能源和加速生态环境修复系统化工程技术的科学化；RSG工程技术已在我国中小型工业锅窑炉、矿区供暖等热力燃烧领域进行了广泛的工程化实践与应用，旨为我国煤炭资源清洁化应用开创一种科学、先进的系统工程技术体系。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对水煤浆燃料与醇基燃料现役工程技术存在的上述不足，为煤炭资源清洁化应用开创一种科学、先进的产业化技术体系，提供一种原煤液化醇族燃料制备工艺及炉用醇族液体燃料，解决煤炭能源清洁性问题；一种醇族燃料专用燃烧和受热设备及工艺技术，解决燃烧安全、高效、稳定性问题；一种醇族燃料强化燃烧工艺技术，解决污控与热交换安全、稳定、高效、可靠、经济性问题。

本实用新型设计：一种原煤液化醇族燃料制备工艺及炉用醇族液体燃料，由原煤和有机物热解气化为“CO、H₂等”混合气体，物理方式脱除物料中“硅酸盐类”固态物质，混合气经洗浴分选，由“H₂S”气体合成硫磺，化学方式回收物料中“硫磺”物质，并制备粗合成气，由粗合成气经催化合成“醇族液体燃料”清洁能源，以技术叠加的形式，达到标准醇族燃料R单元在煤炭转化为系列醇族标准液体燃料产品生产过程中解决根本的能源清洁性、经济性的目标；一种醇族燃料专用燃烧和受热设备及工艺技术，由专业物流单位承担“醇族燃料运输”用户配置“醇族燃料专用储备”及炉前安全输送等装置、消防设施，确保运输、储备、使用环节的醇族燃料安全，由醇族燃料专用燃烧装置的醇族燃料专用程控器“接受编辑”适应受热装置多种工况要求的燃烧运作程序，实现专用燃烧设备的高适配性，由醇族燃料专用监控仪对醇族燃料燃烧火焰的工况进行二维逻辑模式的连续监控，现实燃烧火焰与检测输出信号的一致性，确保醇族燃料专用程控器发出命令的正确性、系统运作的安全性，由醇族燃料专用燃料泵支撑醇族燃料的“高压精细”雾化，实现醇族燃料预混合燃料流的高均匀性、更充分性，确保醇族燃料燃烧气流场的高稳定性，由醇族燃料专用配风器“三次风”形式配合燃料的“高压精细”雾化和悬浮式预混合强化燃烧与支撑预混合燃料流的助燃，实现燃料预混更充分、燃烧高速率，确保极高燃料燃烬率，以技术叠加的形式，达到专用燃烧设备S单元在配合受热装置支撑燃料燃烧与热能转换中解决关键的燃烧安全、高效、稳定性的目标；一种醇族燃料强化燃烧工艺技术，设计由强化燃烧工艺装置产生聚蓄诱发式能级跃迁效应，实现燃烧热能压缩至“红外线”电磁波段以“辐射”为主热交换，确保稳定的极高的燃料燃烬率，同时为高效的污控配合构建条件，由再入式烟气重整装置配合支撑强化燃烧的“辐射热能”激发贫氧游离富氧二次强化燃烧，实现燃料“粒子热电离”形成“离子鞘套”抑制与削减NO_X、CO₂，确保烟气超低排放参数的稳定性，由专用烟气冷凝装置支撑烟气多效冷凝空气热交换，实现烟气冷凝水集中排放，确保有效预防设备被腐蚀和进一步提高系统能效，达到强化燃烧工艺G单元的热力强化燃烧工艺“耦合燃烧与受热装置”在化学能释放和转换进程中解决核心的污控与热交换安全、稳定、高效、可靠、经济性的目标。

技术方案

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是提出基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法，包括标准醇族燃料R单元由管道及槽罐列车或槽罐汽车运输与专用燃烧设备S单元连通，益于燃料点对点的供应模式，强化燃烧工艺G单元由受热设备与专用燃烧设备S单元相连通，构成一种原煤液化清洁醇族燃料，专用设备安全可靠、高效燃烧醇族燃料，醇族燃料能量强化转换稳定高效、烟气超低排放的基本工艺技术结构。

优选的是，基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法，由标准醇族燃料R 单元承担煤炭转化成醇族液体燃料，解决“煤炭能源清洁性”问题，由专用燃烧设备 S单元承担专用燃烧设备配合受热装置支撑醇族燃料的燃烧，解决“醇族燃料燃烧安全、高效、稳定性”问题，由强化燃烧工艺G单元承担热力强化燃烧工艺“耦合燃烧与受热装置”在化学能释放和转换的进程中，解决“污控与热交换安全、稳定、高效、可靠、经济性”问题，一个典型的原煤液化清洁热力燃烧RSG工程技术可良性叠加工艺路线模式。

优选的是，所述标准醇族燃料R单元，包括一种原煤液化醇族燃料制备工艺及炉用醇族液体燃料，设有有机资源库、物料制备装置和与物料气化装置，由固体物料输送机构按序连通，构成固体有机物的储存、制备、输送、输入的单向通道；空分装置、物料气化装置和与炉渣处置系统，由气体、固体物料输送机构按序连通，构成氧气的制备、输入、炉渣输出的单向通道；物料气化装置、粗合成气CO变换装置、回收热装置、低温甲醇洗系统、压缩合成气缓冲装置和与醇族燃料合成装置的一次合成气入口，由气体物料输送机构按序连通，构成调节、输送合成气的单向通道；醇族燃料合成装置的循环合成气出口和循环合成气入口和与合成气循环装置，由气体物料输送机构连通，构成合成气循环调节、输入、输出的双向通道；回收热装置、低温甲醇洗系统、甲醇合成气硫磺回收装置、驰放气燃烧装置分别设有气体物料输送机构连通物料制备装置，用于输送H₂O+CO₂气体原料，所述低温甲醇洗系统设有一组单向输出的管道与甲醇合成气硫磺回收装置连通，用于输送H₂S气体，应用分流法燃烧H₂S气体，回收硫磺，所述甲醇合成气硫磺回收装置设有一组单向输出的管道与粗合成气CO变换装置连通，输送CO₂气体，益于利用系统自产CO₂气体，弥补CO变换

工艺部变换分平衡的需求，降低生产原料成本，构成典型的煤炭液化醇族液体燃料工艺技术结构。

进一步优选的是，醇族燃料合成装置设有二个合成气催化室，在一次合成气催化室内装填“耐温型醇族”催化剂，以利于提高催化速率和催化剂使用寿命，实现一次合成气醇化产能的增加，达到降低生产成本的目的；在循环合成气催化室内装填“耐硫型醇族”催化剂，以利于提高循环合成气选择性醇族多品种的催化性和抵御高硫组份合成气的催化剂二氧化硫中毒，实现循环合成气醇化产能的进一步增加，达到进一步降低生产成本的目的。

优选的是，醇族燃料出口由管道与生产区产品缓冲储备罐连通，益于生产环节的连续输送，再由管道及槽罐列车或槽罐汽车运输，益于使用环节的间歇式输送，与专用燃烧设备S单元的醇族燃料储存库燃料入口相连通，醇族燃料专用燃烧装置设为机电一体化集成装置，益于提高专用燃烧装置的稳定性，由管道与醇族燃料用户储备库连通，用于输送炉前应用的醇族燃料。

基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的专用燃烧设备S单元，包括一种醇族燃料专用燃烧和受热设备及工艺技术，设有醇族燃料储存库、醇族燃料配送库和与醇族燃料用户储备库由槽罐汽车运输连通；醇族燃料专用燃烧设备设计为机电一体化的集成装置，和与醇族燃料用户储备库连通的管道、通讯线路及动力电缆，由醇族燃料专用配风器的输出端与专用燃烧设备S单元的醇族燃料专用受热装置的热力入口相连通，构成一个典型的专用燃烧设备“预备耦合”燃烧醇族液体燃料工艺技术结构。

优选的是，所述醇族燃料专用燃烧装置，其在安全自控方面，设有醇族燃料专用程控器与本机集成一体，实现醇族燃料系列的理化参数配合受热装置工况要求，可编程形式输入可特殊运行的参数值，达到提高热力燃烧系统运作安全性、稳定性、可靠性，更广泛适应性；其在火焰安全检查方面，设有醇族燃料专用监控仪与本机集成一体，将燃烧火焰场探测的热电势值转化为量子束值输出，实现二维逻辑模式连续火焰“位置与有、无”的状态检测，达到随机燃烧火焰工况与检测输出信号一致性，由电缆将信号与醇族燃料专用程控器、醇族燃料专用监控仪连通，确保醇族燃料专用程控器发出安全命令的正确性；其在燃料雾化方面，设有醇族燃料专用燃料泵与本机集成一体，由容积式结构平衡“调量+高压输送的汽蚀效应”对专用雾化泵稳定性的不良影响，由仿生柔性过盈滑动配合与代谢形式自修复运动磨损技术，实现提高加载势能机件的运动密封性和使用寿命，达到输出醇族燃料介质的压力、流量、精确、稳定，并可调节的目的，提高专用燃烧设备运作的稳定性；其在助燃配风方面，设有醇族燃料专用配风器与本机集成一体，醇族燃料专用配风器的输出端与专用燃烧设备S单元的醇族燃料专用受热装置的热力入口相连通，设有由一次风与燃料雾化角度切向混合构成预混合燃料流、二次风与预混合火焰切向混合并造成螺旋涡流参与助燃强化燃烧、三次风与游离于涡流边界的燃料粒子混合，须强化燃烧室配合方可高温激发贫氧游离富氧二次强化燃烧，实现二次强化燃烧，达到不仅提高燃料燃烬率，同时还为超低排放或近零排放构建外再入效应的鞘套内衬的目的，为受热装置污控创建耦合的基础结构条件。

基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的强化燃烧工艺G单元，包括一种醇族燃料强化燃烧工艺技术，设有醇族燃料专用燃烧装置与醇族燃料专用受热装置的各种输入连通，用于输送物料；醇族燃料专用受热装置的受热装置燃烧室一端与醇族燃料专用燃烧装置的醇族燃料专用配风器连通用于接受燃烧热能、另一端与烟气冷凝装置连通，用于接受烟气；所述受热装置燃烧室的空间，与醇族燃料专用燃烧装置耦合设计，用于组织醇族燃料强化燃烧工艺基础结构，构成典型的强化燃烧工艺及容纳再入式烟气重整装置结构的空间。

优选的是，所述强化燃烧工艺在醇族燃料专用受热装置的耦合强化燃烧工艺方面，设有红外线辐射盔甲与醇族燃料专用受热装置中轴线平行安置，所述红外线辐射盔甲的尾端与受热装置燃烧室相通，首端与醇族燃料专用燃烧装置连通，内部空间形成辐射热能激发富氧二次强化燃烧的燃料粒子热电离形成离子鞘套的强化燃烧室燃料聚热燃烧的空间，实现盔甲本体蓄热能级达到跃迁后，以红外线波段辐射传递热能，达到对受热装置放热和构成燃料强化燃烧室的目的，以利提高燃料燃烬率和受热装置热能效，构成一个典型的RSG高温贫氧激励富氧增益效应的强化燃烧结构。

优选的是，所述强化燃烧工艺在醇族燃料专用受热装置的耦合醇族燃料专用燃烧装置污控方面，设有再入式烟气重整装置，用于削减NO_X值，所述红外线辐射盔甲的尾端与受热装置燃烧室相通，首端与醇族燃料专用燃烧装置连通，实现所述红外线波段辐射热能激发燃料富氧二次强化燃烧的燃料粒子热电离，达到趋向等离子态高速燃烧，形成离子鞘套的目的，构成典型的强化燃烧高温区结构，为污控创建高温物理反应的基础条件。

进一步优选的是，所述红外线辐射盔甲的首端周壁设有内再入重整通道，用于燃烧空间与输送超高温烟气，由其将受热装置燃烧室与强化燃烧室连通，作为气体可循环运动的通道，实现部分高温烟气由内再入重整通道进入强化燃烧室与鞘套混合被导入游离状态将NO_X分子亚解体，使其中部分氧分子参与活性更高的C、CO、H₂化合物游离状态燃烧，达到N₂O₃的氧共价键亚断裂时，及时被其他分子或原子亚束缚，竞争反应变成新的物质，如C原子从新结合变成CO₂、N₂O的目的，为污控创建化学反应的场所，形成增荷式抑制和削减烟气污染物。

进一步优选的是，所述红外线辐射盔甲的外周壁与受热装置燃烧室的内周壁设有适当空间，构成高温烟气再入重整通道，由重整烟气输送管与醇族燃料专用燃烧装置连通，输送部分高温循环烟气，实现高温循环烟气参与燃料流的预混合，达到强化燃烧室内低α值的高效燃烧和抑污及重整式削减的目的，提高助燃剂利用率，并减少烟气热损失。

优选的是，所述专用烟气冷凝装置的首端与受热装置燃烧室相通，尾端直接排空或与醇族燃料专用受热装置的烟囱连接，设有蜂窝式空气冷凝束管支撑烟气与空气的热交换，实现烟气冷凝水的集中排放，达到削减白烟羽、预防设备被腐蚀和进一步提高系统能效的目的，形成增效性根治烟气污染物、并解决冷凝水腐蚀受热装置的问题。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提出《基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法》的一种煤液化醇族燃料制备工艺及炉用醇族液体燃料，由标准醇族燃料R单元解决根本的能源清洁性问题，煤制醇化工技术工艺路线生产低碳醇族CH₄O～C₄H₁₀O清洁液体燃料，可广泛的适应我国90％的原煤品种，其叠加催化专有技术和混合醇催化工艺，可提高催化产率＞30％，同比甲醇可降低产品生产成本＞20％，其醇族产品标准发热量为20.93MJ ≈5000kcal/kg～29.30MJ≈7000kcal/kg，完全可以满足工业领域锅窑炉“热力火焰燃烧”用清洁液体燃料技术指标要求；一种醇族燃料专用燃烧和受热设备及工艺技术，由专用燃烧设备S单元解决关键的燃烧安全、高效、稳定性问题，专用程控器可编程支撑醇族燃料专用燃料泵与受热装置特殊运行参数值同步，促进燃料燃烬率可达到＞99％；二维逻辑模式连续监控火焰，确保燃烧程控的正确、安全、稳定；三次风专用配风器与受热装置耦合连接，配合强化燃烧工艺构建超低排放或近零排放的结构，该专用燃烧和受热系列设备产品设计规格可达到2100MW/h，完全可以满足工业领域锅窑炉热力火焰燃烧专用设备关键技术要求；一种醇族燃料强化燃烧工艺技术，由强化燃烧工艺G单元解决核心的污控与热交换安全、稳定、高效、可靠、经济性问题，红外线辐射盔甲实现能级跃的辐射传递热能，促进系统能效达到＞93％；强化燃烧室耦合专用燃烧装置再入烟气与鞘套混合游离状态燃烧，促进烟气初始浓度排放达到粉尘≤ 10mg/Nm³、SO₂≤20mg/Nm³、NO_X≤30mg超低排放的指标，完全可以满足当前世界各地热力火焰燃烧极端保护核心指标的要求。

附图说明

图1为本实用新型基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法工艺原理流程图；

图2为本实用新型标准醇族燃料R单元工艺的醇族燃料合成装置剖面示意图；

图3为本实用新型强化燃烧工艺G单元的醇族燃料专用受热装置剖面示意图；

图中：1.标准醇族燃料R单元2.专用燃烧设备S单元3.强化燃烧工艺G单元4. 有机资源库5.空分装置6.物料制备装置7.物料气化装置8.粗合成气CO变换装置9. 回收热装置10.炉渣处置系统11.低温甲醇洗系统12.甲醇合成气硫磺回收装置13.压缩合成气缓冲装置14.醇族燃料合成装置15.合成气循环装置16.驰放气燃烧装置17. 醇族燃料储存库18.醇族燃料配送库19.醇族燃料用户储备库20.醇族燃料专用燃烧装置21.醇族燃料专用程控器22.醇族燃料专用监控仪23.醇族燃料专用燃料泵24.醇族燃料专用配风器25.醇族燃料专用受热装置26.再入式烟气重整装置27.强化燃烧工艺装置28.烟气冷凝装置29.一次合成气入口30.一次合成气催化室31.混醇稳定仓 32.醇族燃料出口33.循环合成气入口34.循环合成气催化室35.循环合成气出口36. 受热装置燃烧室37.强化燃烧室38.红外线辐射盔甲39.烟气再入重整通道40.内再入重整通道41.重整烟气输送管

具体实施方式：

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型技术方案，下面结合附图和一个实施案例，对本实用新型提出的基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法作进一步详细描述。

参阅图1，本实施例公开了基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法，包括标准醇族燃料R单元(1)将煤炭液化为工业领域可常用的低碳醇族CH₄O～C₄H₁₀O 清洁能源，由管道及槽罐列车或槽罐汽车运输与专用燃烧设备S单元(2)连通；专用燃烧设备S单元(2)应用针对醇族燃料特性的专用燃烧和受热设备提高燃料使用的安全性、燃烬率，并与强化燃烧工艺耦合，构建污控高温物理反应的条件；强化燃烧工艺G单元(3)由受热设备与专用燃烧设备S单元(2)相连通，用于针对醇族燃料特性的红外线辐射传递热能，提高受热装置热能效，并与专用燃烧装置耦合，构建污控高温化学反应的场所；构成的一种原煤液化清洁醇族燃料，专用设备安全可靠、高效燃烧醇族燃料，醇族燃料能量强化转换稳定高效、烟气超低排放的基本工艺技术结构，即典型的清洁热力燃烧RSG工程技术可良性叠加效应的工艺技术路线体系。

参阅图1、图2，所述标准醇族燃料R单元(1)应用原煤液化清洁热力燃烧RSG 工程技术工艺路线，承担煤炭转化成醇族液体燃料，解决“煤炭能源清洁性”问题，包括有机资源库(4)、物料制备装置(6)制备有机物固态材料与物料气化装置(7) 用于产生气态材料，由固体物料输送机构按序连通，构成固体有机物储存、制备、输送、输入的单向通道；空分装置(5)分离空气中O₂，物料气化装置(7)用于产生气态材料和分离煤炭有机物材料中硅酸盐类物质与炉渣处置系统(10)由气体、固体物料输送机构按序连通，构成氧气输入、炉渣输出的单向通道；物料气化装置(7)产生的粗合成气由粗合成气CO变换装置(8)进行气体组分调整，回收热装置(9)用于将CO变换产生的热能用于发电和提供物料制备所需的热能、低温甲醇洗系统(11) 用于分离硫化物、压缩合成气缓冲装置(13)用于产生势能与醇族燃料合成装置(14) 催化剂合成醇族燃料产品的一次合成气入口(29)由气体物料输送机构按序连通，构成输送合成气的单向通道；醇族燃料合成装置(14)的循环合成气出口(35)和循环合成气入口(33)与合成气循环装置(15)由气体物料输送机构连通，构成合成气循环输入、输出的双向通道，用于合成气的循环输送；回收热装置(9)、低温甲醇洗系统(11)、甲醇合成气硫磺回收装置(12)、驰放气燃烧装置(16)分别设有气体物料输送机构连通物料制备装置(6)，用于输送H₂O+CO₂气体原料。

其中，低温甲醇洗系统(11)设有二组单向输出的管道与粗合成气CO变换装置 (8)和物料制备装置(6)连通，用于输送CO₂和H₂O蒸汽气体，将过盈的CO₂和H₂O 气体送往物料制备装置(6)，用于物料气化装置进行CO₂+H₂O+C热解重整的处理，还另设有一组单向输出的管道与甲醇合成气硫磺回收装置(12)连通，用于输送H₂S气体。

其中，合成气循环装置(15)设有一组单向输出的管道与驰放气燃烧装置(16) 连通，用于输送吹扫混合气体；驰放气燃烧装置(16)设有单向输出的管道与粗合成气CO变换装置(8)和物料制备装置(6)连通，用于输送CO₂气体，将过盈的CO₂气体送往物料制备装置(6)，用于物料气化装置进行CO₂+H₂O+C热解重整的处理。

其中，醇族燃料合成装置(14)设有二个合成气催化室，在一次合成气催化室(30)内装填“耐温型醇族”催化剂，益于提高催化剂使用寿命、用于催化高温合成气合成醇族燃料产品，实现一次合成气醇化产能的增加；在循环合成气催化室(34)内装填“耐硫型醇族”催化剂，益于提高催化剂使用寿命、用于催化循环合成气合成醇族燃料产品，以利于提高循环合成气选择性醇族多品种的催化性和抵御高硫组份合成气的催化剂二氧化硫中毒，实现循环合成气醇化产能的进一步增加，益于醇族燃料合成装置(14)提高催化效率和产能，并降低生产成本。

其中，醇族燃料出口(32)由管道与生产区缓冲储备罐连通，再由管道及槽罐列车或槽罐汽车运输与专用燃烧设备S单元(2)的醇族燃料储存库(17)燃料入口相连通，益于大规模点对点的供应。

参阅图1，所述专用燃烧设备S单元(2)应用原煤液化清洁热力燃烧RSG工程技术工艺路线，由专用燃烧设备含受热装置承担解决醇族液体燃料清洁燃烧的安全、高效、稳定性问题，包括醇族燃料储存库(17)用于大规模储备醇族燃料、醇族燃料配送库(18)用于小规模储备醇族燃料与醇族燃料用户储备库(19)用于终端用户储备醇族燃料由槽罐汽车运输连通，益于分散性小规模点对点的供应；醇族燃料专用燃烧装置(20)用于醇族燃料的安全高效燃烧，设计为机电一体化集成装置，益于自动化控制，设有管道与醇族燃料用户储备库(19)连通。

其中，醇族燃料专用燃烧装置(20)在安全自控方面，设有醇族燃料专用程控器(21)与本机集成一体，益于燃烧机与集控中心的自动化程序通信；

其中，醇族燃料专用燃烧装置(20)在火焰安全检查方面，设有醇族燃料专用二维逻辑监控仪(22)与本机集成一体，益于保证燃烧系统火焰检测的可靠性、安全性；

其中，醇族燃料专用燃烧装置(20)在燃料雾化方面，设有醇族燃料专用燃料泵(23)与本机集成一体，益于保证醇族燃料雾化器工作压力的稳定性；

其中，醇族燃料专用燃烧装置(20)在助燃配风方面，设有醇族燃料专用配风器(24)与本机集成一体；醇族燃料专用配风器(24)的输出端与专用燃烧设备S单元 (2)的醇族燃料专用受热装置(25)的热力入口相连通，用于预混合燃料流的输入。

参阅图1、图3，所述强化燃烧工艺G单元(3)应用原煤液化清洁热力燃烧RSG 工程技术工艺路线，承担醇族液体燃料的红外线辐射传递热能、耦合燃烧装置解决醇族燃料能量强化转换、烟气污染物节能减排问题，包括醇族燃料专用燃烧装置(20) 的技术支持与醇族燃料专用受热装置(25)的各种输入连通；醇族燃料专用受热装置 (25)的受热装置燃烧室(36)一端与醇族燃料专用燃烧装置(20)的醇族燃料专用配风器(24)连通用于组织火焰形状、另一端与烟气冷凝装置(28)连通；所述受热装置燃烧室(36)的空间与醇族燃料专用燃烧装置(20)耦合设计，构成强化燃烧工艺(27)及容纳再入式烟气重整装置(26)结构的空间。

其中，再入式烟气重整装置(26)用于烟气的重整，设有红外线辐射盔甲(38) 用于构建强化燃烧室，所述红外线辐射盔甲(38)的首端设有内再入重整通道(40) 用于构成烟气重整场所，由其将受热装置燃烧室(36)与强化燃烧室(37)连通为气体可循环运动通道。

其中，醇族燃料专用受热装置(25)用于接受醇族燃料燃烧的化学热能，在强化燃烧工艺方面，本体内设有红外线辐射盔甲(38)与醇族燃料专用受热装置(25)中轴线平行安置，所述红外线辐射盔甲(38)的内空间，构成强化燃烧室(37)形成燃料聚热燃烧空间，实现盔甲本体蓄热能级达到跃迁后，以红外线波段辐射传递热能，达到对受热装置放热和构成燃料强化燃烧室。

其中，醇族燃料专用受热装置(25)在强化燃烧工艺方面，设有配合醇族燃料专用燃烧装置(20)污控方面的再入式烟气重整装置(26)，所述红外线辐射盔甲(38) 的尾端与受热装置燃烧室(36)相通，首端与醇族燃料专用燃烧装置(20)连通，构成红外线波段辐射热能激发贫氧游离富氧二次强化燃烧的燃料粒子热电离，达到趋向等离子态高速燃烧形成离子鞘套的目的，建立削减污染物的高温工具。

其中，所述红外线辐射盔甲(38)的首端周壁设有内再入重整通道(40)益于成套装置的生产，由其将受热装置燃烧室(36)与强化燃烧室(37)连通，作为气体可循环运动的通道，实现部分烟气由内再入重整通道(40)再入强化燃烧室(37)与鞘套混合被导入游离状态将NO_X分子亚解体进行N次燃烧，其中部分氧分子参与活性更高的C、CO、H₂游离状态燃烧，用于达到N₂O₃的氧共价键亚断裂时，被其他分子或原子亚束缚，竞争反应变成新的物质，如C原子从新结合变成CO₂、N₂O的目的。

其中，红外线辐射盔甲(38)的外周壁与受热装置燃烧室(36)的内周壁设有适当空间，构成烟气再入重整通道(39)由重整烟气输送管(41)与醇族燃料专用燃烧装置(20)连通，输送部分循环烟气，实现循环烟气参与燃料流的预混合，达到强化燃烧室(37)内低α值1.01的高效燃烧和抑污及重整式削减的目的。

其中，专用烟气冷凝装置(28)的首端与受热装置燃烧室(36)相通，尾端直接排空或与醇族燃料专用受热装置(25)的烟囱连接，设有蜂窝式空气冷凝束管支撑烟气与空气的热交换，实现烟气冷凝水的集中排放，达到削减白烟羽、预防设备被腐蚀和进一步提高系统能效的目的。

上述基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的运作过程如下：

标准醇族燃料R单元(1)固体有机物液化醇族液态燃料运作：

参阅图1所示，首端资源的渠道按序优选的应为露天煤矿、坑口矿区原煤和农垦区的有机物，分类输入有机资源库(4)，由固体物料输送机构计量、输送进入物料制备装置(6)例行制备；符合工艺要求的物料再由固体物料输送机构输入物料气化装置(7)热解气化；来自回收热装置(9)、低温甲醇洗系统(11)、甲醇合成气硫磺回收装置(12)、驰放气燃烧装置(16)的CO₂+H₂O二氧化碳和水蒸汽，作为部分气化剂送入物料气化装置(7)中与炽热的物料进行热解气化反应，生产粗混合气。

空分装置(5)制备的O₂氧气由气体物料输送机构导入物料气化装置(7)中，作为部分气化剂与送入物料气化装置(7)炽热的物料进行热解气化反应，热解后剩余的硅酸盐类混合固体物料，由固体物料输送机构输送入炉渣处置系统(10)之中，生产轻型建筑材料产品对社会市场销售，达到根除生产过程中炉渣的二次污染和废物的综合利用；该化学反应工段的第一目标是清除硅酸盐类物质，使下游清洁燃料产品在热力燃烧的烟气粉尘排放指标满足环保的要求。

来自物料气化装置(7)的粗混合气，由粗合成气CO变换装置(8)进行

工艺的变换，达到粗合成气的工艺参数平衡；粗合成气经过回收热装置(9) 置换部分热能，热功去发电和提供物料制备所需的热能、部分水蒸汽作为CO₂+H₂O+C 热解重整主力气化剂；所述粗合成气再由低温甲醇洗系统(11)脱除变换气中CO₂、 H₂S及有机硫杂质,同时脱除变换气中带入的饱和水,所述低温甲醇洗系统(11)设有一组单向输出的管道与甲醇合成气硫磺回收装置(12)连通，输送H₂S气体由分流法燃烧H₂S气体回收硫磺，合格的一次合成气输入压缩合成气缓冲装置(13)；所述的回收热装置(9)、低温甲醇洗系统(11)、甲醇合成气硫磺回收装置(12)运作中，过盈CO₂、H₂O气体均送往物料制备装置(6)，由物料气化装置进行CO₂+H₂O+C热解重整处理；该化学反应工段的第一目标是清除S有机硫类物质，使下游清洁燃料产品在热力燃烧的烟气SO₂排放指标满足环保的要求，实现在生产工艺环节降低原料成本，并提高燃料生产环节清洁性。

参阅图1、图2所示，来自压缩合成气缓冲装置(13)的一次合成气，由一次合成气入口(29)导入醇族燃料合成装置(14)与一次合成气催化室(30)内装填的“耐温型醇族”催化剂反应，合成醇族化合物集于混醇稳定仓(31)中，经一次催化而逃逸的合成气由合成气循环装置(15)将醇族燃料合成装置(14)的循环合成气出口(35) 和循环合成气入口(33)连通强制循环运动，循环合成气与循环合成气催化室(34) 内装填的“耐硫型醇族”催化剂反应，合成醇族化合物集于混醇稳定仓(31)中，以利提高合成速率，该化学反应工段的第一目标是提高醇族物料合成速率、提高产能、降低生产的成本。上述固体有机物液化醇族液态燃料的例行路线，一个典型的清洁热力燃烧RSG工程技术可良性叠加效应的工艺技术路线之一。

混醇稳定仓(31)中的醇族物料由醇族燃料出口(32)经过管道送往生产区缓冲储备罐或专用燃烧设备S单元(2)的醇族燃料储存库(17)；远距离输送的再由管道及槽罐列车或槽罐汽车运输与专用燃烧设备S单元(2)的醇族燃料储存库(17) 燃料入口相连通，完成醇族燃料由生产区输送到使用区的运输。

专用燃烧设备S单元(2)专用醇族液态燃料燃烧设备运作：

参阅图1、图3所示，醇族燃料储存库(17)、醇族燃料配送库(18)与醇族燃料用户储备库(19)由槽罐汽车运输连通，输送到终端用户的储备库，醇族燃料按照相关要求储存于醇族燃料用户储备库(19)中备用；醇族燃料由专用输送机构输送至炉前与醇族燃料专用燃烧装置(20)连通，保证炉前醇族燃料的供应。

根据受热装置(25)类型与燃烧工艺技术参数要求，设定醇族燃料专用程控器(21)运作程序及相关参数，确保专用设备运作的稳定性。

根据受热装置(25)类型与燃烧工艺设定醇族燃料专用燃烧装置(20)在运作中火焰安全检查方面的具体参数，如设置醇族燃料专用监控仪(22)火焰根部安全延伸距离Xmm、火焰强度量子束安全自锁值X束，确保专用设备运作的安全性。

根据受热装置(25)类型与醇族燃料专用燃烧装置(20)负载要求的出力，设定醇族燃料专用燃烧装置(20)在燃料雾化方面的具体参数，如设置醇族燃料专用燃料泵(23)的输出压强值kgf/cm²、输出流量值L/h，确保专用设备运作雾化的均匀性和稳定性。

根据受热装置(25)类型与醇族燃料专用燃烧装置(20)负载出力和火焰形状的要求，设定醇族燃料专用燃烧装置(20)在助燃配风方面的具体参数，如设置醇族燃料专用配风器(24)的风速m/s、混合总流量Nm³/h，确保预混合的燃料流耦合受热装置产生设定的强化燃烧。上述专用醇族液态燃料燃烧设备的例行设置，是一个典型的清洁热力燃烧RSG工程技术可良性叠加效应的燃烧方法。

许可醇族燃料专用燃烧装置(20)启动，醇族燃料专用燃料泵(23)为醇族燃料介质加载势能由雾化器喷出，与醇族燃料专用配风器(24)加持的混合助燃剂预混合形成燃料流，所述燃料流被引火点燃，在醇族燃料专用配风器(24)的输出端与醇族燃料专用受热装置(25)热力入口的相连通作用下，按设定的参数值形成火焰形状，安全、稳定、连续燃烧，为终端用户产生化学能热源。

强化燃烧工艺G单元(3)醇族液态燃料强化燃烧运作：

参阅图1、图3，所述强化燃烧工艺G单元(3)包括醇族燃料专用燃烧装置(20) 的各项强化燃烧参数的支持与醇族燃料专用受热装置(25)的各种输入连通，构成一种清洁热力燃烧RSG工程技术可良性叠加效应的强化燃烧工艺结构；已为醇族燃料专用受热装置(25)的受热装置燃烧室(36)一端与醇族燃料专用燃烧装置(20)的醇族燃料专用配风器(24)连通，接受来自专用燃烧设备S单元(2)的醇族燃料专用配风器(24)加持燃烧火焰进入强化燃烧室(37)安全、稳定、连续放热。

醇族燃料专用受热装置(25)在强化燃烧工艺方面，本体内设有的红外线辐射盔甲(38)构成强化燃烧室(37)形成燃料聚热燃烧空间，所述燃烧火焰进入强化燃烧室(37)在稳定、连续放热，当盔甲本体蓄热能级达到跃迁后，将产生以红外线波段辐射传递热能给受热装置燃烧室(36)，达到对受热装置放热和构成预混合燃料的强化燃烧，构成一个典型的RSG高温贫氧激励富氧增益效应的强化燃烧结构，对受热装置中的水介质释放热能，所述水介质产生的水蒸气用于下游的生产。

在强化燃烧室(37)被一次强化燃烧后的烟气，全部进入受热装置燃烧室(36) 进行烟气对流热交换，其中一部分由烟气再入重整通道(39)进行二次强化燃烧和对醇族燃料专用受热装置(25)对流放热后，作为外再入烟气介质。

来自烟气再入重整通道(39)的部分烟气由重整烟气输送管(41)输送给醇族燃料专用燃烧装置(20)，耦合预混合燃料流促进红外线波段辐射热能，激发富氧二次强化燃烧的燃料粒子热电离，达到趋向等离子态高速燃烧形成离子鞘套，为烟气重整构建了高温物理条件。

来自烟气再入重整通道(39)的部分烟气，由所述红外线辐射盔甲(38)首端周壁设有的内再入重整通道(40)进入强化燃烧室(37)与离子鞘套混合、实现内再入重整，烟气被高温鞘套导入游离状态将NO_X分子亚解体、可进行N次循环强化燃烧，使其中部分氧分子参与活性更高的C、CO、H₂游离状态燃烧，达到N₂O₃的氧共价键亚断裂时，被其他分子或原子亚束缚，竞争反应变成新的物质，例如C原子从新结合变成CO₂、N₂O，实现对NO_X的抑制和部分重整。

来自烟气再入重整通道(39)的部分烟气由重整烟气输送管(41)输送部分循环烟气给醇族燃料专用燃烧装置(20)，配合预混合燃料流促进高温激励贫氧游离富氧强化燃烧，循环烟气参与燃料流的预混合，达到强化燃烧室(37)内低α值1.01时，仍然可实现贫氧高效的强化燃烧，达到了更大化降低助燃剂耗量、减少烟气排量和抑制NO_X合成量。

来自受热装置燃烧室(36)的全部烟气，由专用烟气冷凝装置(28)设有的蜂窝式空气冷凝束管支撑烟气与空气的热交换，实现烟气冷凝水的集中排放，达到了削减白烟羽、预防设备被腐蚀和进一步提高系统能效的目的，所述专用烟气冷凝装置(28) 的尾端与醇族燃料专用受热装置(25)的烟囱连接或直接排空，该排放的烟气初始浓度可以达到粉尘≤10mg/Nm³、SO₂≤20mg/Nm³、NO_X≤30mg超低排放的指标，实现了完全优于当前世界各地热力火焰燃烧极端保护的核心要求。

应该理解的是，所述实施例的实施方式是仅为说明本实用新型工艺流程设备结构与强化燃烧技术原理而采用的示例性一种实施方式，因而本实用新型并不局限于此：

例如一种标准醇族燃料R单元(1)固体有机物液化醇族液态燃料，气化用原材料还可以是生物质包括农业、林业有机废弃物、城镇生活有机废弃物，石油焦粉、煤矸石、油叶岩等。

醇族燃料产品也可以合成高碳醇族的燃料产品；还可以调合为容积式脉冲动力燃烧用的清洁燃料；也可以直接用于民间餐饮的灶具等行业。

由此，我们应该理解对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质原理的情况下，还可以做出多种的变型和改进，然而，这些变型和改进均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的设备，其特征在于：包括标准醇族燃料R单元(1)、专用燃烧设备S单元(2)和强化燃烧工艺G单元(3)；标准醇族燃料R单元(1)由管道及槽罐列车或槽罐汽车运输，与专用燃烧设备S单元(2)连通，强化燃烧工艺G单元(3)由受热设备与专用燃烧设备S单元(2)相连通；

所述标准醇族燃料R单元(1)包括：有机资源库(4)、物料制备装置(6)与物料气化装置(7)由固体物料输送机构按序连通，空分装置(5)、物料气化装置(7)与炉渣处置系统(10)由气体、固体物料输送机构按序连通，物料气化装置(7)、粗合成气CO变换装置(8)、回收热装置(9)、低温甲醇洗系统(11)、压缩合成气缓冲装置(13)与醇族燃料合成装置(14)的一次合成气入口(29)由气体物料输送机构按序连通，设有醇族燃料合成装置(14)的循环合成气出口(35)和循环合成气入口(33)与合成气循环装置(15)由气体物料输送机构连通，构成合成气循环输入、输出的双向通道,回收热装置(9)、低温甲醇洗系统(11)、甲醇合成气硫磺回收装置(12)、驰放气燃烧装置(16)分别由设有的气体物料输送机构连通物料制备装置(6)输送H₂O+CO₂气体原料；

所述专用燃烧设备S单元(2)包括：醇族燃料储存库(17)、醇族燃料配送库(18)与醇族燃料用户储备库(19)由槽罐汽车运输连通，醇族燃料专用燃烧装置(20)设为机电一体化集成装置由管道与醇族燃料用户储备库(19)连通；

所述强化燃烧工艺G单元(3)设有醇族燃料专用燃烧装置(20)与醇族燃料专用受热装置(25)的受热装置燃烧室(36)一端与醇族燃料专用燃烧装置(20)的醇族燃料专用配风器(24)连通、另一端与烟气冷凝装置(28)连通，所述受热装置燃烧室(36)的空间与醇族燃料专用燃烧装置(20)耦合设计，构成强化燃烧工艺(27)及容纳再入式烟气重整装置(26)结构的空间。

2.根据权利要求1所述的基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的设备，其特征在于：所述醇族燃料合成装置(14)设有分为二个合成气催化室，在其一次合成气催化室(30)内装填“耐温型醇族”催化剂，在其循环合成气催化室(34)内装填“耐硫型醇族”催化剂。

3.根据权利要求1或2所述的基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的设备，其特征在于：所述醇族燃料专用燃烧装置(20)设有醇族燃料专用程控器(21)、醇族燃料专用监控仪(22)、醇族燃料专用燃料泵(23)、醇族燃料专用配风器(24)与本机集成一体，由醇族燃料专用配风器(24)的输出端和专用燃烧设备S单元(2)的醇族燃料专用受热装置(25)的热力入口相连通。

4.根据权利要求3所述的基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的设备，其特征在于：所述醇族燃料专用监控仪(22)设有二维逻辑模式传感器检测火焰的“位置与有、无”状态，由电缆将信号与醇族燃料专用程控器(21)、醇族燃料专用监控仪(22)连通。

5.根据权利要求4所述的基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的设备，其特征在于：所述强化燃烧工艺(27)设有红外线辐射盔甲(38)与醇族燃料专用受热装置(25)中轴线平行安置，红外线辐射盔甲(38)的尾端与受热装置燃烧室(36)相通，首端与醇族燃料专用燃烧装置(20)连通，内部空间形成辐射热能激发富氧二次强化燃烧的燃料粒子热电离形成离子鞘套的强化燃烧室(37)燃料聚热燃烧的空间。

6.根据权利要求5所述的基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的设备，其特征在于：所述红外线辐射盔甲(38)的首端周壁设有内再入重整通道(40)，将受热装置燃烧室(36)与强化燃烧室(37)连通，作为部分高温烟气由内再入重整通道(40)再入强化燃烧室(37)与鞘套混合被导入游离状态气体可循环运动的通道。

7.根据权利要求6所述的基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的设备，其特征在于：所述再入式烟气重整装置(26)设有红外线辐射盔甲(38)的外周壁与受热装置燃烧室(36)的内周壁设有适当空间，构成高温烟气再入重整通道(39)由重整烟气输送管(41)与醇族燃料专用燃烧装置(20)连通，构成高温循环烟气参与燃料流的预混合、强化燃烧室(37)内低α值的高效燃烧和抑污及重整式削减的循环烟气输送通道。

8.根据权利要求7所述的基于RSG工程效应的煤液化工艺与热力燃烧方法的设备，其特征在于所述专用烟气冷凝装置(28)的首端与受热装置燃烧室(36)相通，设有蜂窝式空气冷凝束管支撑烟气与空气的热交换烟气冷凝水集中排放，尾端直接排空或与烟囱连接。

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