[發明專利]生物質氣化系統及生物質氣化方法

在審

• 申請號: 201810168952.2
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108329953A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 崔潔;殷科;聶鑫蕊;茹斌;宛政;郭泗勇;曾志偉;強璐;管志俊
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10B53/00;C10B47/24
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;鄒玲

本發明公開一種生物質氣化系統及生物質氣化方法。該生物質氣化系統包括流化床熱解爐、第一分離器和流化床氣化爐；流化床熱解爐設有生物質入口、粗熱解氣出口和焦炭出口；第一分離器設有粗熱解氣入口、熱解氣出口和第一出灰口；流化床氣化爐設有焦炭入口、熱解氣入口、氣化劑入口、粗燃氣出口和廢渣出口，且熱解氣入口設有流化床氣化爐的上部；粗熱解氣出口與粗熱解氣入口連通；焦炭出口與焦炭入口連通；熱解氣出口與熱解氣入口連通。該生物質氣化方法，原料適應性廣、易于大型化、氣化效率高，能夠提高能量的利用率和燃氣的熱值，有效降低了燃氣中焦油的含量，實現了生物質的高效利用，應用前景十分廣闊。

技術領域

本發明涉及一種生物質氣化系統及生物質氣化方法。

背景技術

生物質能是綠色植物通過光合作用轉換和儲存下來的太陽能，是重要的可再生資源，也是人類最早主動利用的能源，在人類文明史中起到了重要的作用。至今，生物質能仍然是世界上消費量位居第四的一次能源，在我國農村和發展中國家得到廣泛應用。傳統生物質能利用方式主要是家用爐灶中的直接燃燒，是自然經濟生活方式的延續。現代生物質能技術包括熱化學轉換和生物化學轉換兩大類。其中熱化學轉換技術與化石燃料技術有很強大的兼容性，在許多方面可以替代化石燃料，實現可持續發展和低碳排放，為人們所重視。

隨著生物質能發電技術的大力發展，實現了對大量廢棄生物質能的利用。在我國電力短缺而生物質能源豐富的條件下，生物質發電有著廣闊的發展前景。目前，我國的生物質發電主要有直燃發電、氣化發電、沼氣發電等。其中氣化發電具有效率高、污染物少等特點被廣泛重視。生物質氣化是通過高溫使生物質燃料與氣化劑發生部分氧化，將生物質燃料轉換成高品質的氣體燃料。生物質燃料具有多孔性質并且揮發分含量高，反應活化能比煤低，易于氣化。與煤炭的氣化方式類似，已經發展了多種形式的生物質氣化裝置，主要有固定床氣化爐、流化床氣化爐、氣流床氣化爐、雙流化床氣化爐等。

中國實用新型專利文獻CN203741284U提出了一種生物質循環流化床氣化裝置，其包括流化床氣化爐、循環分離器、除塵分離器，流化床氣化爐與循環分離器組成生物質循環流化床，流化床氣化爐下部設有燃燒室，燃燒室頂部設有布風板及風帽，循環分離器底部的輸出端與流化床氣化爐下部的返料輸入口連接，循環分離器的煙氣輸出端與除塵分離器的進口連接，通過兩級分離達到除塵的作用。中國實用新型專利CN2325395Y提出了一種循環流化床生物質氣化裝置，其特點是進料裝置的加料器為L閥加料管，主要針對細小生物質顆粒的流化床氣化。以上兩項有關生物質氣化的循環流化床專利由于燃料的熱解、氣化均位于同一氣化爐內，高揮發分含量的生物質氣化效率較低，氣化溫度很難控制，焦油問題難以解決，導致操作不穩定。

中國發明專利CN104910986B提出了一種生物質雙流化床氣化制天然氣裝置及其工藝，其采用燃燒爐和氣化爐結合的方式，燃燒爐產生的熱量用來提供氣化爐內的熱解氣化，最終產生的含焦油氣化氣經過凈化提純裝置，分離出的焦油再返回燃燒爐進行燃燒供熱。該技術存在以下不足：1)系統復雜，焦油重返燃燒爐會導致燃燒爐的結焦問題，且熱載體和焦油重返燃燒爐的方式不同，增加了燃燒爐的設計難度；2)氣化爐效率較低，氣化氣焦油含量較高，給下游氣體凈化裝置增加了負擔。

中國專利文獻CN105542858A提出了一種低焦油生物質氣化發電系統，其特點是采用螺旋給料機加料至下吸式氣化爐，氣化爐內設計一個燃燒區，生物質料在螺旋給料機內進行熱解，熱解氣及焦油進入氣化爐的燃燒區進行燃燒。該技術可以有效的解決熱解氣中焦油問題，降低了氣化氣中的焦油含量，但采用循環流化床的燃燒灰對螺旋輸送機內的生物質料進行熱解的方案，操作復雜、熱解效率較低，且焦油對螺旋輸送機的穩定運行有很大影響。

由此可見，現有技術中的生物質氣化工藝均不能有效降低焦油含量、并提高氣化效率。因此，開發一種新型的生物質氣化工藝以有效降低焦油含量、并提高氣化效率，是目前亟須解決的技術問題。

發明內容