[實用新型]一種生物油與含烴原料混合氣化制備高品位合成氣的裝置

有效

• 申請號: 201220178941.0
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN202625832U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 陳新德;郭海軍;熊蓮;李尚貴;張海榮;謝羽娜
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C01B3/32
• 分類號: C01B3/32
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

技術領域

本實用新型涉及到一種有機廢棄物熱化學法制備合成氣的裝置，尤其是一種利用生物質熱解后所得生物油和含烴的混合原料，經混合氣化制備高品位合成氣的裝置。?

技術背景

能源與環境是實現人類社會可持續發展的最重要的兩大課題。當前87％能源需求以及化工原料來自不可再生的化石燃料，人類對于化石燃料的極大依賴，不僅對人類賴以生存的環境帶來了嚴重的污染，而且由于這種能源的匱乏，成為未來社會的潛在危機。合成氣是富含H₂、CO和少量CO₂的混合氣體，它可以作為中間體用于精制或合成各種高品質液體燃料和化工品。目前，合成氣主要是通過成熟的煤、天然氣和石油等化石燃料的氣化技術生產的，隨著這些資源的枯竭，發展有機廢棄物(農、林、工業)制備合成氣技術，對于促進經濟社會走可持續發展之路和保護人類賴以生存的地球生態環境具有重大戰略意義。?

生物質等有機廢棄物，因其大量、廣泛的存在，而且是一種環境友好的綠色能源越來越受到重視。目前，在我國農村，每年都有大量的農業秸稈、谷物殼皮被白白廢棄或自行腐爛，而在田間直接焚燒處理廢棄秸稈和稻谷殼皮，則是近年來出現的一種新的、越來越突出的環境污染現象。如果采用熱化學方法將生物質轉化為高品位合成氣，代替化石資源，不僅可以緩解我國(特別是農村)能源短缺的現狀，還可以減少污染，改善生態環境，使其成為最具吸引力的可再生能源。生物質熱化學法制備合成氣有兩種技術途徑：一是生物質直接氣化制?備合成氣；二是生物質先快速裂解為生物油，生物油再氣化制備合成氣。比較這兩種技術，無論從經濟還是技術方面，采用生物質快速熱裂解制生物油-生物油氣化兩步法制合成氣均顯現出了更為明顯的優勢：(1)液體生物油具有易收集、易存儲、易運輸的特點，可將其集中到某一地點進行氣化，這解決了生物質原料大規模收集、存儲和運輸的問題；(2)可以通過油泵實現帶壓連續進料，降低合成氣的后續合成工藝的能耗；(3)可以避免生物質高溫氣化灰分熔化所帶來的排渣問題，獲得比生物質氣化所得氣體品味更高的合成氣；(4)生物油氣化制備的氣體純凈，后續氣體變換的技術難度較小。因此，生物油氣化制備合成氣技術具有巨大的應用前景。?

除生物質外，我國每年有大量的含烴原料如廢機油產生于機械、化工和交通運輸等行業。據統計，截至2009年底，全國機動車保有量已超過1.86億輛，產生廢機油700萬t左右，對環境造成很大的污染壓力。目前，多數廢機油回收后用作燃料，這不僅造成了資源浪費，而且由于其中含有重金屬化合物，燃燒后進入自然環境中造成非常嚴重的污染。因此，從節能和環保的角度來講，如何對含烴原料廢機油進行有效的回收利用，已成為當前急需解決的問題。目前，國外許多石油公司都在研究和開發新的含烴原料廢機油回收技術，國內也在積極開展這方面的研究。迄今為止，具有代表性的技術有：(1)、酸-白土精制型；(2)、蒸餾-溶劑精制-白土精制型；(3)、蒸餾-溶劑精制-加氫精制型；(4)、脫金屬-固定床加氫精制型；(5)、懸浮床加氫處理-蒸餾-吸附精制型等廢油回收工藝。對于這些工藝，回收后的潤滑油餾分一般作為潤滑油基礎油使用，所以在工藝反應中避免潤滑油大分子的分解裂解是回收再生技術的關鍵。另外，為避免工藝中產生二次污染，使得工藝餾程越來越龐大復雜，不利于中小型企業的技術轉型和技術推廣改造。采用氣化技術，在一定的溫度條件下使廢機?油發生裂解和結構重組，由大分子裂解成小分子烴，進而轉化為合成氣，為廢機油的回收利用提供了一種新的方法。?

生物油含氧量高，熱值比石油燃料低，分子間作用力大，粘度大，pH值低，分子間受熱易于聚合，熱穩定性差。廢機油含碳量高，沸點高，具有良好的導熱性能，把廢機油用做生物油氣化的導熱劑，利用兩種物料的混合氣化，不僅可以改善生物油氣化的傳質傳熱條件，解決生物油氣化工藝中的結焦技術難題，而且可以提高合成氣的產率和品質。要實現生物油與含烴的廢機油的有效混合氣化，配制分散均勻、粒度較小的氣化油滴顆粒是關鍵。目前，乳化技術已被廣泛應用于生物油的精煉提質。通過添加一定的乳化劑和水，對生物油與汽油、柴油、煤油、廢機油或渣油等烴類原料的混合液進行乳化，形成油為連續相、水為分散相的油包水(water?in?oil)或水為連續相、油為分散相的水包油型態，使燃油的油滴顆粒變得細小而獲得更多氧氣助燃，提高燃燒性能，從而減少油耗、節約能源。與之同理，通過在生物油和廢機油等烴類原料混合液中，加入一定的乳化劑和水，也可獲得氣化反應性能優良的乳化液。?