[發明專利]生物質氣化的裝置以及生物質氣化的方法

有效

• 申請號: 201610061384.7
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105505470B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 趙延兵;李史;吳道洪
• 申請（專利權）人: 神霧科技集團股份有限公司
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/72;C10J3/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 李志東

技術領域

本發明屬于化工領域，具體而言，涉及生物質氣化的裝置以及生物質氣化的方法。

背景技術

生物質能源是世界第四大能源，儲量僅次于煤炭、石油和天然氣，同時也是儲量最為豐富的可再生能源。中國是農業大國，生物質資源非常豐富，僅農業而言，每年有7億噸以上農業廢棄物產生，相當于2.5億噸原油。然而，生物質能源的利用效率并不高，每年有大量的農作物秸稈田地直接焚燒，不僅造成空氣污染、能源浪費，還具有極大的安全隱患。由此可見，生物質能源的開發利用具有極其重要的意義。生物質氣化是以生物質為原料，以空氣、氧氣、水蒸氣、氫氣中的一種或幾種為氣化介質，通過高溫熱化學反應，將其可燃部分轉化為燃氣的過程。生物質氣化技術是將生物質能源高效利用的最有效的方法之一。

然而，目前生物質氣化的裝置以及生物質氣化的方法仍有待改進。

發明內容

本發明旨在至少一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

本發明是基于發明人的下列發現而完成的：

目前的生物質氣化裝置，存在氣化產物焦油含量高、飛灰較多且易堵塞管路以及燃氣顯熱高導致能量損失等問題。發明人經過深入研究發現，這主要是由于目前生物質氣化裝置中，上吸式固定床氣化爐的燃氣出口設于氣化爐頂部，熱解段產生的焦油大部分由燃氣出口排出，導致氣化產物中焦油含量較高；而下吸式固定床氣化爐則由于燃氣出口位于氣化爐底部，氣化燃氣經過氧化段和還原段，導致位于裝置下方的燃氣出口處排出的氣化產物溫度較高且飛灰雜質含量高，無法直接利用，從而造成大量燃氣顯熱流失，導致能量利用率較低。此外，目前的上吸式固定床氣化爐以及下吸式固定床氣化爐由于結構設計方面的缺陷，常常導致生物質氣化裝置的氣化過程中產生焦油、飛灰多易堵塞管路等問題。

有鑒于此，在本發明的第一方面，本發明提出了一種生物質氣化的裝置。根據本發明的實施例，該裝置包括：上吸式固定床氣化爐，所述上吸式固定床氣化爐包括第一本體，所述第一本體中限定出第一氣化空間用于對所述生物質進行氣化以便獲得氣化產物和高溫炭，并且所述第一本體上設置有第一生物質進口、第一氣化產物出口、第一氣化產物進口和燃氣出口；下吸式固定床氣化爐，所述下吸式固定床氣化爐包括第二本體，所述第二本體中限定出第二氣化空間用于對所述生物質進行氣化以便獲得氣化產物和高溫炭，并且所述第二本體上設置有第二生物質進口、第二氣化產物出口以及第二氣化產物進口；其中，所述第一生物質進口和所述第二生物質進口分別用于向所述第一氣化空間和所述第二氣化空間中供給生物質；所述第一氣化產物出口與所述第二氣化產物進口相連，用于將所述第一氣化空間中的所述氣化產物輸送至所述第二氣化空間中；所述第二氣化產物出口與所述第一氣化產物進口相連，用于將所述第二氣化空間中的所述氣化產物輸送至所述第一氣化空間中；以及燃氣出口，所述燃氣出口用于將氣化燃氣排出所述上吸式固定床氣化爐；以及在豎直方向上，所述第二氣化產物進口的位置高于所述第二氣化產物出口的位置，所述第一氣化產物進口的位置高于所述第一氣化產物出口的位置；所述第一氣化產物進口的位置與所述第一氣化產物出口的位置的高度差為所述第一本體高度的三分之一至二分之一。由此，將上吸式固定床氣化爐與下吸式固定床氣化爐相結合，進而提高該裝置的生物質氣化效果，降低產物中焦油含量，回收氣化產物中的顯熱并減少氣化產物中的飛灰含量，從而提高該氣化裝置的氣化處理效率。此外，可以將氣化產物從該裝置的適當位置排出一個固定床氣化爐并進入另一個固定床氣化爐，從而保證了該裝置兩個氣化爐有效地結合，進而提高該裝置的氣化處理效率。

根據本發明的實施例，該裝置在豎直方向上，所述第一氣化空間自上而下依次限定出第一干燥段、第一熱解段、第一還原段、第一氧化段，其中，所述第一氣化產物出口設置在所述第一還原段的側壁上；以及所述第一氣化產物進口設置在所述第一干燥段的側壁上。由此，可以將第一氣化空間中處理后的氣體持續通入第二氣化空間處理，從而可以將兩個氣化空間進行有效結合，進而提高該裝置的氣化處理效率。

根據本發明的實施例，該裝置在豎直方向上，第二氣化空間自上而下依次限定出第二干燥段、第二熱解段、第二氧化段、第二還原段，其中，所述第二氣化產物出口設置在所述第二還原段的側壁上；以及所述第二氣化產物進口設置在所述第二干燥段的側壁上。由此，可以將第二氣化空間中處理后的氣體持續通入第一氣化空間處理，從而可以將兩個氣化空間進行有效結合，進而提高該裝置的氣化處理效率。