[發明專利]富氧燃燒鍋爐低溫煙氣制取生物質高熱值氣化氣的系統

有效

• 申請號: 201510022061.2
• 申請日: 2015-01-16
• 公開（公告）號: CN104629808B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 胡松;徐博洋;汪一;向軍;蘇勝;江龍;孫路石;何立模
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C10J3/54
• 分類號: C10J3/54;C10J3/56;C10J3/82;C10J3/84
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 梁鵬

技術領域

本發明屬于生物質氣化制取高熱值氣化氣領域，更具體地，涉及一種用富氧燃燒鍋爐低溫煙氣制取高熱值生物質氣化氣的設備。

背景技術

生物質氣化技術，作為生物質能熱化學利用方式的一種，是利用氧氣、二氧化碳、空氣、水蒸氣或這些氣體的混合氣作為氣化劑(即，氣化介質)，在高溫下用熱化學手段將低品位的固態生物質燃料轉化成清潔的高品位氣體燃料。生成的生物質氣化氣燃燒后只生成水和二氧化碳，清潔無污染，環境友好。

由于目前的生物質氣化技術大多需要通入部分高溫氧氣或空氣以提供氣化過程所需熱量，需要額外的對原料氣體預先加熱，造成了生物質氣化過程效率偏低；并且，由于原料氣體中含有部分不參與氣化反應的雜質氣體(如氮氣等)，使得生成的氣化氣熱值偏低、經濟性差，阻礙了生物質氣化技術的推廣與應用。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明的目的在于提供一種用富氧燃燒鍋爐煙氣制取生物質氣化氣的系統和方法，其中通過對生物質氣化系統關鍵氣化介質、氣體輸入輸出方式、物料傳輸方式、以及關鍵組件的結構及其連接方式等進行改進，與現有技術相比能夠有效解決生物質氣化成本高、氣化氣熱值偏低的問題，并且通過對參與生物質氣化的氣化介質的組成進行調整，能夠達到進一步調整氣化氣組成、提高氣化氣性能的技術效果。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種用富氧燃燒鍋爐煙氣制取生物質氣化氣的系統，其特征在于，包括循環流化床氣化器、旋風分離器；其中：

所述循環流化床氣化器具有進料口，該進料口用于將生物質物料輸入至所述循環流化床氣化器；所述循環流化床氣化器還設置有進氣口，該進氣口用于輸入氣化介質；所述循環流化床氣化器用于在所述氣化介質的作用下將所述生物質物料氣化得到氣化氣；所述氣化介質是溫度為120℃～140℃的富氧燃燒鍋爐低溫煙氣，或者是由包含有氧氣、溫度為120℃～140℃的富氧燃燒鍋爐低溫煙氣混合得到的混合氣體；

所述旋風分離器與所述循環流化床氣化器連接，用于分離所述氣化氣。

作為本發明的進一步優選，所述氣化介質中氧氣的體積百分比濃度滿足當量比ER在0.20～0.28的范圍內。

作為本發明的進一步優選，所述循環流化床氣化器的進氣口前還設置有氣體混合器，該氣體混合器與所述循環流化床氣化器的進氣口連接，用于混合所述氧氣與低溫煙氣，從而調整所述混合氣體中氧氣的濃度。

作為本發明的進一步優選，所述氣體混合器還設置有外部氣體進口，用于混合所述氧氣、富氧燃燒鍋爐低溫煙氣和外部氣體，從而得到混合有外部氣體的氣化介質，進而調整所述氣化氣的組成成分；所述外部氣體優選為以下氣體的至少一種：水蒸氣、二氧化碳。

作為本發明的進一步優選，所述生物質物料的粒徑不超過50mm。

作為本發明的進一步優選，所述循環流化床氣化器的進料口通有所述氣化介質，便于所述生物質物料的傳輸。

作為本發明的進一步優選，所述旋風分離器還與噴淋塔連接，該噴淋塔用于除去所述氣化氣中的焦油；所述噴淋塔分別與污水處理裝置和風機連接，所述氣化氣經過所述風機被傳輸至儲氣柜。

本發明的另一目的在于提供一種用富氧燃燒鍋爐煙氣制取生物質氣化氣的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將粒徑不超過50mm的生物質物料送入到循環流化床氣化器中；

(2)將氣化介質通入到所述循環流化床氣化器中；接著，加熱所述循環流化床氣化器使所述生物質物料與所述氣化介質發生反應得到生物質氣化氣；所述氣化介質是溫度為120℃～140℃的富氧燃燒鍋爐低溫煙氣，或者是由包含有氧氣、溫度為120℃～140℃的富氧燃燒鍋爐低溫煙氣混合得到的混合氣體。

作為本發明的進一步優選，其特征在于，所述步驟(2)的氣化介質中氧氣的體積百分比濃度滿足當量比ER在0.20～0.28的范圍內。

通過本發明所構思的以上技術方案，與現有技術相比，具有以下有益效果：

1.將生物質氣化系統與富氧燃燒鍋爐系統配合使用，采用富氧燃燒鍋爐的低溫煙氣作為生物質氣化反應的氣化介質，既提高了富氧燃燒鍋爐系統的能量利用效率，又提高了生物質氣化氣的品質，使整體熱能的利用效率提高、降低了生產成本。