[發明專利]生物質合成氣冷卻、洗滌工藝及系統

有效

• 申請號: 201110449513.7
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102559289A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 張巖豐;劉文焱;夏明貴;張亮
• 申請（專利權）人: 武漢凱迪工程技術研究總院有限公司
• 主分類號: C10K1/04
• 分類號: C10K1/04;C10K1/06;C10K1/08;C10K1/02;C10K1/00;F24H1/20;F28D15/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 周艷紅

技術領域

本發明涉及新能源領域中生物質能的利用，具體地指一種生物質合成氣冷卻、洗滌工藝及系統。

背景技術

隨著化石燃料的逐漸枯竭，生物質可再生清潔能源的開發利用受到普遍關注，并處于快速發展之中。生物質制氣、制油是新能源開發領域的重要研究課題。

同煤制氣一樣，生物質制氣也須經歷冷卻、洗滌的凈化過程。現階段，有關生物質氣化方法的研究較多，并取得了大量成果，但是關于生物質合成氣冷卻、洗滌方面的研究較少，多沿用傳統煤制氣冷卻、洗滌的老辦法。

煤制氣冷卻不外乎爐內、爐外或內外組合的方式。

爐內水冷時，氣化爐結構復雜，爐體尺寸大，壁面易掛渣，水側易結垢，存在爆管或穿孔漏水的隱患；爐內氣冷時，用氣量大，且混合氣的體積增大較多，進而增大了后續設備的尺寸，主流程及循環煤制氣流程電耗高。

爐外完全水激冷的方式，能夠直接將合成氣的溫度降至200～300℃，但完全水激冷方式僅適于特定的化工合成用，有較大的局限性。

采用輻射式余熱鍋爐來冷卻高溫合成氣，要求該余熱鍋爐有較大的凝渣受熱面，并需配備特別的清灰裝置，會增加設備投資。

煤制氣除塵、除焦的方法也有很多，如沉降、過濾、旋風除塵、電除塵、水洗或文丘里除塵等。不同的方式，除塵效果和阻力消耗差別也較大。

同樣地，不同的原料及氣化工藝，合成氣的特性也不盡相同，要達到先進的凈化指標和經濟指標，應采用有針對性的工藝方法和系統配置。而傳統煤制氣的處理方法，其系統復雜、流程長、能耗高、效率低、穩定性和經濟性差，對于生物質合成氣的凈化處理，并不實用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是提供一種生物質合成氣冷卻、洗滌工藝及系統，其工藝流暢、系統簡捷，而能耗低、效率高。

為解決上述技術問題，本發明提供的一種生物質合成氣冷卻、洗滌工藝，是針對溫度為1000～1100℃、粉塵含量小于20g/Nm³、焦油含量小于3g/Nm³的生物質合成氣的處理工藝，它包括如下步驟：

1)將合成氣送入激冷塔激冷凝渣；

2)將激冷凝渣后的合成氣送入余熱鍋爐進行余熱回收利用，并使合成氣中的重質焦油凝結；

3)經余熱鍋爐后的合成氣送入洗滌冷卻塔進行除塵、降溫；

4)經洗滌冷卻塔除塵、降溫后的合成氣送入電除塵器進行深度除塵、除焦油。

上述技術方案的所述步驟1)中，經激冷塔激冷后的合成氣溫度為780～820℃。

上述技術方案的所述步驟1)中，合成氣通過水冷煙道裝置進行初步冷卻后送入激冷塔。

上述技術方案的所述步驟2)中，余熱回收利用分為高溫段和低溫段兩段進行；高溫段采用水管式余熱鍋爐，出口合成氣溫度控制在400～450℃；低溫段采用熱管式余熱鍋爐，出口合成氣溫度控制在200℃以下。

進一步地，所述高溫段的余熱蒸汽壓力為1.6MPa以上；所述低溫段的余熱蒸汽壓力為0.5～1.6MPa。

更進一步地，所述步驟1)中，激冷塔采用水冷式激冷塔，合成氣通過水冷煙道裝置進行初步冷卻后送入水冷式激冷塔；所述水冷煙道裝置和水冷式激冷塔回收的余熱送入熱管式余熱鍋爐，進行汽水分離后，水循環使用。

上述技術方案的所述步驟3)中，洗滌冷卻塔將合成氣降溫至40～45℃。

本發明提供的一種生物質合成氣冷卻、洗滌系統，包括與高溫熱解生物質氣化爐相連的激冷塔，激冷塔依次通過合成氣管道連接余熱鍋爐、洗滌冷卻塔和電除塵器。

上述技術方案中，所述高溫熱解生物質氣化爐與激冷塔通過水冷煙道裝置連接。

進一步地，所述水冷煙道裝置包括水冷煙道及其受熱管；水冷煙道由進口水冷煙道、上彎頭水冷煙道、直水冷煙道、下彎頭水冷煙道和出口水冷煙道順次密封連接構成；受熱管周向排列，相鄰的受熱管之間通過鋼板條無縫連接構成環形水冷壁，環形水冷壁內腔構成上述的各段煙道。

更進一步地，所述的進口水冷煙道由進口環形集箱、進口環形水冷壁構成，其中進口環形水冷壁與所述上彎頭水冷煙道連通；進口環形集箱上設有冷卻介質進口管，用于導入冷卻介質，進口環形集箱還設有多個接管，接管與所述受熱管連通；所述出口水冷煙道與進口水冷煙道結構相同；所述水冷煙道的內側管壁上設有60～80mm厚的耐火層。

上述技術方案中，所述激冷塔為水冷式激冷塔。