[發明專利]一種制備高熱值生物質燃氣的流化床熱解裝置

在審

• 申請號: 201810140964.4
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108192671A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 林進猛;姜輝;胡洪
• 申請（專利權）人: 廣東國能中林實業有限公司
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/60;C10J3/72
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

本發明公開了一種制備高熱值生物質燃氣的流化床熱解裝置，包括流化床、旋風分離器、換熱器和進料器，進料器用于將破碎干燥后的生物質物料送至流化床內，旋風分離器的入口與流化床的頂部相連通，換熱器設置在流化床內的密相區段，換熱器通過熱交換為生物質物料提供熱解所需熱量，還包括增壓風機和生物質氣燃燒器，旋風分離器的排氣口與增壓風機的進氣口相連接，增壓風機的出氣口與燃燒器的進氣口相連接，燃燒器的熱煙氣出口與換熱器的熱介質入口相連接。與現有技術相比，本發明利用自身產燃氣滿足爐內熱裂解所需熱量，相比利用外加燃料和電能的熱解方式，降低了運行成本。

技術領域

本發明涉及一種制備高熱值生物質燃氣的流化床熱解裝置。

背景技術

生物質固體廢棄物資源豐富，大力開發生物質固體廢棄物資源化利用利用，有助于改善我國以化石燃料為主的能源結構，既能減少硫化物和氮氧化物的排放，又可緩解溫室效應。生物質熱解氣化技術實現了低品位生物質轉化為高品質燃氣，可以在很多領域替代煤、石油等化石能源。生物質氣化是更高效的生物質能源利用技術，其基本原理是生物質在較高的溫度(700～900℃)下，與氣化劑(如空氣、氧氣或水蒸氣)發生不充分氧化反應生成以一氧化碳、氫氣和甲烷為主要成分的可燃氣體。生物質燃氣可用于發電、供熱、民用廚房用氣、制氫、液態燃料等。但生物質氣化技術也存在一些瓶頸，一個突出問題體現在：目前普遍使用的氣化劑為空氣，雖然氣化成本低，但生物質燃氣中因氮氣含量過高，使得燃氣熱值較低，作為燃料使用時，燃燒溫度不高，熱利用效率較低；作為工業合成氣等原料使用時，氣體純度不夠，往往還需考慮氣體分離提純裝置，設備投資和運行費用較高，因此，熱值偏低的問題大大影響了生物質氣化技術的廣泛發展。

使用其他氣化劑得到的生物質燃氣組分、熱值不同，技術成熟度和經濟性也不同。以富氧或除純氧作為氣化劑時，反應溫度高，反應速度快，焦油含量低，熱值高(可達到2500kCal/Nm3)，但制氧成本高，經濟性較差。以水蒸氣作為氣化劑時，燃氣質量好，氫氣含量高，產生的也是中熱值氣(4200kCal/Nm3)，或者以空氣和水蒸氣共同作為氣化劑時，其熱值也能達到2500kCal/Nm3以上，但系統中需要配備蒸汽發生器和過熱設備，還需要外供熱源，系統獨立性差，技術復雜，運行成本較高。氫氣氣化是由氫氣同碳及水發生反應生成大量的甲烷的過程，其反應條件苛刻，需要在高溫高壓且具有氫源的條件下進行，可產生熱值5800kCal/Nm3左右的高熱值氣，目前基本無實際案例。

因此，需要以氣化劑和氣化熱源為技術突破點，來解決降低制備成本與提高生物質燃氣品質的矛盾。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供了一種制備高熱值生物質燃氣的流化床熱解裝置，利用裝置自身所產燃氣作為熱源和氣化劑，其處理效率高、工藝簡單，且同時兼顧經濟性和系統運行可靠性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種制備高熱值生物質燃氣的流化床熱解裝置，包括流化床、旋風分離器、換熱器和進料器，進料器用于將破碎干燥后的生物質物料送至流化床內，旋風分離器的入口與流化床的頂部相連通，換熱器設置在流化床內的密相區段，換熱器通過熱交換為生物質物料提供熱解所需熱量，還包括增壓風機和生物質氣燃燒器，旋風分離器的排氣口與增壓風機的進氣口相連接，增壓風機的出氣口與燃燒器的進氣口相連接，燃燒器的熱煙氣出口與換熱器的熱介質入口相連接。

本發明的作用原理：將流化床熱裂解產生的燃氣作為系統熱源，經燃燒器燃燒后產生高溫煙氣，再將高溫煙氣送進爐內的換熱器，通過熱交換為生物質物料提供熱解所需熱量，即系統利用自身產燃氣滿足爐內熱裂解所需熱量，相比利用外加燃料和電能的熱解方式，降低了運行成本。

作為本發明的一種改進，所述進料器為螺旋進料器，螺旋進料器的進料斗處設有大傾角進料器，大傾角進料器用于將破碎干燥后的生物質物料送至螺旋進料器的進料斗。