[發明專利]一種煤與生物質共氣化制備合成氣系統及工藝

有效

• 申請號: 201310362969.9
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103450948A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王樹眾;吳志強;趙軍;陳林;孟海魚
• 申請（專利權）人: 廣東順德西安交通大學研究院;西安交通大學
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/72
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種煤與生物質共氣化制備合成氣系統，其特征在于，包括進料裝置（1）、氣化爐本體（2）和氣化介質發生裝置（5）；氣化爐本體（2）由下部密相區和上部稀相區組成，在密相區的底部布置有多風室布風裝置（3），多風室布風裝置（3）由兩個或多個相互封閉的環形風室組成，其上布置有圓錐形的傾斜布風板；多風室布風裝置（3）與氣化介質發生裝置（5）出口相連結；進料裝置（1）與氣化爐本體（2）在密相區與稀相區的結合部連接；在多風室布風裝置（3）與氣化爐本體（1）之間的出渣口連接有出渣裝置（4）；稀相區上部側壁設有合成氣出口；氣化介質發生裝置（5）包括富氧制備裝置和/或水蒸氣發生裝置；多風室布風裝置（3）采用圓錐形或倒圓錐形布風方式。

2.根據權利要求1所述的一種煤與生物質共氣化制備合成氣系統，其特征在于，多風室布風裝置（3）由兩個緊密連接且內部空間相互獨立的第一風室（32）和第二風室（33）組成；第一風室（32）和第二風室（33）為環形互相嵌套。

3.根據權利要求2所述的一種煤與生物質共氣化制備合成氣系統，其特征在于，布風板上安裝有多個定向風帽（31），所述定向風帽（31）由一個一端封閉的圓管加工而成，在靠近封閉端的管壁側面有兩個出風孔，在同一水平面內，兩個出風孔相互呈40～120°夾角布置；定向風帽（31）在布風板上呈中心對稱分布，其出風孔沿布風板圓周方向呈順時針或逆時針布置，其兩個出風孔中心線的角平分線與布風板圓周切線外側方向有10～40°的夾角，使氣化爐本體（2）底層床料能夠沿螺旋線由中心向外側運動。

4.根據權利要求1所述的一種煤與生物質共氣化制備合成氣系統，其特征在于，富氧制備裝置采用膜分離制氧或變壓吸附制氧。

5.根據權利要求1所述的一種煤與生物質共氣化制備合成氣系統，其特征在于，進料裝置（1）的入口連接有糧倉；所述糧倉，用于存儲預處理后的生物質與煤的混合物。

6.根據權利要求5所述的一種煤與生物質共氣化制備合成氣系統，其特征在于，所述生物質為木質纖維素類生物質或城市生活垃圾；所述木質纖維素類生物質為農業秸稈類廢棄物、農作物加工廢棄物、木材及林產品加工廢棄物中的一種或幾種；所述煤為褐煤或煙煤中一種或兩種。

7.根據權利要求6所述的一種煤與生物質共氣化制備合成氣系統，其特征在于，對于木質纖維素類生物質，所述預處理為在隔絕空氣、溫度范圍為200-350℃，處理時間為60-200min，然后破碎至3-8mm；對于城市生活垃圾，所述預處理為破袋、將渣土類物質篩分后破碎至5-10mm。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的煤與生物質共氣化制備合成氣系統制備合成氣的工藝，其特征在于，包括以下步驟：

1）對生物質進行預處理；

2）然后將預處理后的生物質輸運至料倉與粒徑為5-10mm的煤粉以1:3～3:1的質量比例混合均勻形成混合物后進入氣化爐本體（2）；

3）氣化介質發生裝置（5）產生氣化介質從氣化爐底部的多風室布風裝置（3）進入氣化爐本體（2）內與生物質與煤粉的混合物反應生成合成氣；

其中，對于生物質為木質纖維素類生物質的情況：步驟1）中所述預處理為：在隔絕空氣、溫度范圍為200-350℃，烘焙處理時間為60-200min，烘焙后破碎至3-8mm；步驟3）中氣化介質發生裝置（5）中富氧制備裝置產生的富氧從中心風室進入氣化爐本體（2）內，富氧濃度為25%-31%，氣化當量比為0.15-0.30；水蒸氣發生裝置產生的水蒸氣從邊緣風室進入氣化爐本體（2）內，氣化爐本體（2）內水蒸氣與混合物的質量比為0.15-0.8：1；

對于生物質為城市生活垃圾類生物質的情況：步驟1）中所述預處理為破袋、將渣土類物質篩分后破碎至5-10mm；步驟3）中氣化介質發生裝置（5）中富氧制備裝置產生的富氧從氣化爐底部的第二風室（33）和第一風室（32）的布風板進入氣化爐本體（2）內，富氧濃度為25%-31%，氣化爐本體（2）內氣化當量比為0.15-0.35。

9.根據權利要求8所述的一種煤與生物質共氣化制備合成氣工藝，其特征在于：步驟2）中生物質與煤粉以1:1的質量比混合。