具体实施方式

下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在的实施例范围之中。

实施例1

如图1-图6所示，本实施例为一种合成气生成装置100，用于生活垃圾的高温气化并生成合成气，合成气生成装置100包括流化床气化炉1及气固分离器；流化床气化炉1用于生活垃圾的高温气化并生成合成气，流化床气化炉1的顶部设有出气口16，流化床气化炉1的下部设有半焦氧化区101，半焦氧化区101的温度高于1300℃；气固分离器用于将合成气中的固体颗粒分离；气固分离器具有进气口及下料口，气固分离器的进气口与流化床气化炉1的出气口16相连通，气固分离器的下料口与半焦氧化区101连通。在本实施例中，通过采用以上结构，利用气固分离器将合成气中包括飞灰的固体颗粒分离出来，并将该固体颗粒输送至半焦氧化区101，利用半焦氧化区101内高于1300℃的高温，将固体颗粒熔融软化并与炉渣粘合，从而实现对固体颗粒的固化，也实现了对飞灰的固化，避免了飞灰进入合成气内；同时，也实现了合成气的净化。

作为一种实施方式，合成气生成装置100还可以包括气体分布板9、排渣管21及第一进气管11；气体分布板9设置在半焦氧化区101的底部，气体分布板9为倒锥形，气体分布板9的大端与流化床气化炉1的侧壁相连接；排渣管21的一端与气体分布板9的小端相连接，排渣管21的另一端向下延伸至合成气生成装置100的底板的外侧；第一进气管11设置在排渣管21内部，第一进气管11的轴线与排渣管21的轴线重合，第一进气管11用于通入氧化剂及燃料气，第一进气管11的端部设有喷嘴12，氧化剂及燃料气经喷嘴12喷入半焦氧化区101内燃烧，以使半焦氧化区101的温度高于1300℃。本实施例通过设置第一进气管11，有利于燃料气在半焦氧化区101内稳定、剧烈的燃烧，从而有利于半焦氧化区101的温度高于1300℃。

如图1及2所示，图中显示了第一进气管11及喷嘴12的示意图。辅助燃料气管道22内通入辅助燃料气，氧气蒸汽管道23内通入氧气蒸汽。辅助燃料气进口1201位于喷嘴12的中心，氧化剂进口1202位于喷嘴12的外侧。

作为一种具体的实施方式，如图1所示，气固分离器还可以包括第一级气固分离器2及第二级气固分离器3，第一级气固分离器2用于分离合成气中粒径较大的固体颗粒，第一级气固分离器2的总的分离效率的范围为65-75％，dp50为100-200微米，dp50也叫中位粒径。第一级气固分离器2的进气口与流化床气化炉1的出气口16相连通，第一级气固分离器2的出气口16与第二级气固分离器3的进气口相连通；第一级气固分离器2的下料口通过第一管道14与流化床气化炉1的半焦入口相连通，半焦入口设置在流化床气化炉1的侧壁；第二级气固分离器3用于分离合成气中粒径较小的固体颗粒，第二级气固分离器3的总的分离效率大于99％，dp50为10-20微米；第二级气固分离器3的下料口通过第二管道15与半焦氧化区101的细粉进口13相连通，细粉进口13与气体分布板9相连接，细粉进口13的轴线与气体分布板9的轴线相交。本实施例利用第一级气固分离器2实现了粒径较大的固体颗粒的分离，利用第二级气固分离器3实现了粒径较小的固体颗粒的分离，有利于提高合成气中的固体颗粒分离的效率，有利于降低生产成本。另外，通过将第二级气固分离器3的下料口通过第二管道15与半焦氧化区101的细粉进口13相连通，并且细粉进口13的轴线与气体分布板9的轴线相交，使得粒径较小的固体颗粒能够有效的被熔融软化并与炉渣粘合，特别是对于飞灰等固体颗粒，效果更加明显。

作为一种具体的实施方式，第一级气固分离器2可以如图3及图4所示，第一级气固分离器2可以采用惯性分离器。惯性分离器基于气固的惯性不同从而实现气固分离。含有固体颗粒的合成气先在水平方向进入第一级气固分离器进气口201，然后转90°向下进入第一级气固分离器筒体202。其中的固体颗粒向下进入第一级气固分离器下料口204，其余被净化的合成气上升进入第一级气固分离器出气口203。

第二级气固分离器3可以如图5及图6所示，第二级气固分离器3可以选为旋风分离器。旋风分离器靠气流切向引入造成的旋转运动，使的具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面，从而实现了气固分离。本实施例的旋风分离器结构简单、操作弹性大、效率较高、管理维修方便，价格低廉。适用于捕集直径5～10μm以上的粉尘。在本实施例中，含有固体颗粒的合成气沿切向由第二级气固分离器进气口301进入第二级气固分离器筒体302，固体颗粒在离心力的作用下，顺着第二级气固分离器筒体302的内壁进入第二级气固分离器下料口304，被净化的合成气上升进入第二级气固分离器出气口303。

作为一种较佳的实施方式，第一管道14内的固体颗粒还可以包括半焦；第二管道15内的固体颗粒可以包括飞灰。

在本实施例中，如图1所示，第一管道14上还设有返料器26，返料器26用于将第一管道14内的固体颗粒输送至半焦氧化区101内。本实施例利用返料器26，有利于第一管道14内的固体颗粒快速的进入半焦氧化区101内。在其他实施例中，第一管道14内的固体颗粒也可以输送至半焦气化区102内，通入半焦气化区102的固体颗粒还可以达到稳定床层的效果。

第二管道15上还设有飞灰进口25及吹送气进口24；飞灰进口25用于通入飞灰；吹送气进口24用于通入气流，以带动第二管道15内的飞灰进入半焦氧化区101。第二管道15通过吹送管27与半焦氧化区101相连通。本实施例利用飞灰进口25，使得本合成气生成装置100能够处理外界的飞灰，比如：飞灰进口25与除尘器相连接，从而能够实现对除尘器中飞灰的处理，本实施例提高了本设备的使用范围。利用吹送气进口24，有利于飞灰快速、高效的进入半焦氧化区101，避免管道堵塞。

半焦氧化区101的侧壁还设有辅助固体燃料进口5，辅助固体燃料进口5用于向半焦氧化区101内输送固体燃料，固体燃料包括焦炭和/或兰炭。本实施例利用辅助固体燃料进口5，实现了固体燃料的添加，特别是当垃圾的热值较低，不能满足流化床气化炉1的反应温度时，更加需要利用辅助固体燃料进口5添加固体燃料。

作为一种较佳的实施方式，流化床气化炉1还具有高温热解气化区103，高温热解气化区103位于流化床气化炉1的上部，高温热解气化区103的温度的范围为950℃-1000℃。本实施例利用高温热解气化区103，并将高温热解气化区103的温度的范围设定为950℃-1000℃，有利于焦油的热解，避免了焦油对气固分离器的损伤。

在本实施例中，如图1所示，高温热解气化区103的侧壁设有垃圾进料口6及第二进气管7，第二进气管7用于通入氧气和/或蒸汽。本实施例利用垃圾进料口6，有利于控制垃圾的进入速度。利用第二进气管7，可以根据高温热解气化区103的实际需要，增加或减少氧气的量，有利于控制高温热解气化区103的反应。

具体地，垃圾进料口6设置在第二进气管7的下方；垃圾进料口6的数量为多个，第二进气管7的数量为多个。

作为一种较佳的实施方式，流化床气化炉1还具有半焦气化区102，半焦气化区102位于半焦氧化区101与高温热解气化区103之间，半焦气化区102的温度的范围为950℃-1000℃。本实施例有利于提高焦油的热解气化效率。

在本实施例中，如图1所示，流化床气化炉1还具有气室10，气室10位于气体分布板9与流化床气化炉1的底板之间。具体地，气室10的侧壁设有第三进气管4，第三进气管4用于通入蒸汽及辅助燃料气。

作为一种实施方式，流化床气化炉1的反应区从下到上包括半焦氧化区101、半焦气化区102和垃圾高温热解气化区103。气流化床气化炉1所生成的合成气主要包括H₂、CO、CH₄、CO₂和H₂O。生活垃圾经过筛分和破碎，通过流化床气化炉1的垃圾进料口6进入垃圾高温热解气化区103,并与流化床气化炉1下部生成的高温气体发生剧烈的化学反应，流化床气化炉1顶部的出气口16的温度由第二进气管7的进氧量控制，维持流化床气化炉1的出口合成气的温度在950℃～1000℃之间。在垃圾高温热解气化区103未反应的大的固体颗粒受重力的作用，进入流化床气化炉1的下部密相段继续进行反应，较细的固体颗粒随流化床气化炉1的顶部出气口16的高温合成气进入第一级气固分离器2。被第一级气固分离器2捕集的固体颗粒通过第一管道14、返料器26和半焦进口8进入流化床气化炉1的半焦气化区102。被第二级气固分离器3捕集的更细的固体颗粒以及合成气生成装置100的下游的除尘器捕集的飞灰，通过第二管道15、吹送管27和细粉进口13进入流化床气化炉1的半焦氧化区101，并与从喷嘴12来的氧气、燃料气混合，从而发生剧烈的氧化反应。半焦氧化区101的反应温度在1300℃以上。反应后的细粉和飞灰颗粒发生熔融软化并与炉渣粘合，与炉渣一起通过排渣管21排出气化炉。当垃圾热值较低不能满足流化床气化炉1的反应温度时，需要用辅助固体燃料。辅助固体燃料通过进料口进入流化床气化炉1的下部密相段的半焦气化区102，与密相段的物料充分混合并发生剧烈的化学反应，半焦气化区102的反应温度控制在950℃～1000℃之间，反应后生成炉渣。炉渣通过排渣管21排出流化床气化炉1。蒸汽和辅助燃料气进入气室10后，通过分布板进入流化床气化炉1的反应区。

在其他实施例中，合成气生成装置100还可以设置用于检测半焦氧化区101、半焦气化区102、高温热解气化区103、气室10、气固分离器等位置的温度的多个温度检测口，以及用于检测流化床气化炉1的密相段高度的压差检测口。另外，在流化床气化炉1的底部、流化床气化炉1的出气口16、气固分离器的出口以及其他物料管线上均可以设置压力检测口。通过这些检测手段，当处理的生活垃圾的特性发生波动时，有利于及时的调节辅助燃料量、氧气和蒸汽的入炉量，确保流化床气化炉的稳定运行。

实施例2

如图7所示，本实施例为一种生活垃圾高温气化生产合成气的方法，生活垃圾高温气化生产合成气的方法使用如实施例1中的合成气生成装置100，合成气生成装置100参考图1-图6，生活垃圾高温气化生产合成气的方法包括以下步骤：

S10：将半焦氧化区101的温度加热至1300℃以上；

S20：将气固分离器分离出的固体颗粒通入半焦氧化区101；

S30：固体颗粒被烧结固化，并被排出流化床气化炉1。

本实施例利用半焦氧化区101内高于1300℃的高温，利用气固分离器将合成气中包括飞灰的固体颗粒分离出来，并将该固体颗粒输送至半焦氧化区101，从而使得固体颗粒熔融软化并与炉渣粘合，也实现了对飞灰的固化，避免了飞灰进入合成气内；同时，也实现了合成气的净化。

作为一种较佳的实施方式，气固分离器包括第一级气固分离器2及第二级气固分离器3，第一级气固分离器2的总的分离效率的范围为65-75％，dp50为100-200微米；第二级气固分离器3的总的分离效率大于99％，dp50为10-20微米；步骤S20还包括，先将合成气通入第一级气固分离器2，再将第一级气固分离器2净化后的合成气通入第二级气固分离器3。本实施例利用第一级气固分离器2实现了粒径较大的固体颗粒的分离，利用第二级气固分离器3实现了粒径较小的固体颗粒的分离，有利于提高合成气中的固体颗粒分离的效率，有利于降低生产成本。

在其他实施例中，流化床气化炉1还可以具有高温热解气化区103，生活垃圾高温气化生产合成气的方法还包括以下步骤：

将流化床气化炉1内顶部的温度加热至950℃-1000℃；

合成气中的焦油在流化床气化炉1内热解气化。

本实施例将高温热解气化区103的温度的范围设定为950℃-1000℃，实现了焦油的热解，避免了焦油对气固分离器的损伤。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。