[發明專利]一種基于氣化的生物質轉化系統及方法

在審

• 申請號: 202010181504.3
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111303942A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 梅艷陽;張世鵬;王華;溫小萍;張新民;龐樹聲
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00;C10J3/72
• 代理公司: 北京遠創理想知識產權代理事務所(普通合伙) 11513
• 代理人: 張素妍

本發明提供一種基于氣化的生物質轉化系統，包括：烘焙爐、氣固分離裝置、氣化爐、燃燒爐；其中，烘焙爐連通外部余熱煙氣、氣固分離裝置，氣固分離裝置還連通燃燒爐、氣化爐；燃燒爐還連通外部。本發明還提供一種基于氣化的生物質轉化方法，包括步驟：烘焙爐利用余熱煙氣對生物質原料烘焙；烘焙產生的氣體與固體由氣固分離裝置分離；分離得到的氣體產物輸送至燃燒爐，得到的固體輸送至氣化爐；氣化爐在高溫煙氣的作用下對固體氣化分解，產生的揮發分被輸送至燃燒爐，將生成的氣化焦作為最終產品。本發明所述基于氣化的生物質轉化系統及方法具有能耗小、成本低、清潔度高且產品品質更好等特點，可廣泛應用于生物質轉化領域。

技術領域

本發明涉及生物能源技術，特別是涉及一種基于氣化的生物質轉化系統及方法。

背景技術

眾所周知，生物質原料主要來自農林廢棄物、水生植物、能源作物等，分布廣泛、儲量巨大。中國清潔能源開采資源量為21.48億噸標煤，其中生物質資源量占到一半以上。因此，開發利用我國豐富的生物質能源，緩解我國能源短缺及環境污染壓力，具有重要的意義。第15次世界能源大會已經將生物質氣化技術確定為優先開發的新能源技術之一。

實際生產中，生物質自身具有的種類復雜、水分含量高、氧含量高、低能量密度、可磨性和均勻性差等缺點約束了生物質能源的廣泛應用。目前，烘焙預處理可以解決生物質儲存、運輸、破碎等方面的問題，以對其熱利用，比如，熱解、氣化，產生積極地影響。但是，生物質轉化技術過程仍然存在環境污染、節能效果差、轉化產品品質較低。

由此可見，在現有技術中，生物質轉化技術中存在環境污染、節能效果差、轉化產品品質較低等問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種能耗小、成本低、清潔度高且產品品質更好的基于氣化的生物質轉化系統及方法。

為了達到上述目的，本發明提出的第一種技術方案為：

一種基于氣化的生物質轉化系統，包括：烘焙爐、氣固分離裝置、氣化爐、燃燒爐、第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥；其中，

烘焙爐第一輸入端通過第一控制閥連通來自外部的余熱煙氣，烘焙爐第二輸入端輸入生物質原料，烘焙爐輸出端連通氣固分離裝置輸入端；氣固分離裝置第一輸出端連通燃燒爐第一輸入端，氣固分離裝置第二輸出端連通氣化爐第一輸入端；氣化爐第二輸入端通過第二控制閥連通燃燒爐第一輸出端，氣化爐第一輸出端連通燃燒爐第二輸入端，氣化爐第二輸出端輸出氣化焦；燃燒爐第三輸入端通入外部燃料，燃燒爐第二輸出端通過第三控制閥連通外部。

綜上所述，本發明所述基于氣化的生物質轉化系統利用外部余熱煙氣對生物質原料進行烘焙后，由氣固分離裝置對烘焙產生的氣體產物、固體產物進行分離后，氣體產物作為燃燒爐的一種燃料，固體產物進入氣化爐進行氣化；燃燒爐產生的高溫煙氣作為氣化爐對固體產物進行氣化分解時的熱源與氣化劑，氣化分解后生成揮發分氣體與氣化焦，揮發分氣體被輸送至燃燒爐，作為燃燒爐的第二種燃料；氣化焦作為最終產品可以制作高品質活性炭產品，也可以作為改良土壤的改良劑。為了防止燃燒爐中氣體產物與揮發分不足以滿足整個系統的燃料需求，還可以根據實際需要由外部通入第三種燃燒爐的燃料。實際應用中，燃燒爐產生的高溫煙氣也可能超過氣化爐本身對熱量和氣化劑的需求，故可將多余的高溫煙氣輸送至系統外部，以發電或供熱。由此可見，本發明所述基于氣化的生物質轉化系統整體形成了一個閉環系統，系統內部產生的附屬產品被循環利用，節能降耗效率獲得了較大的提高；而且，整個過程中沒有氣體排出，減少了二氧化碳的排放，不會污染環境。另外，本發明所述基于氣化的生物質轉化系統結構比較簡單，故其成本也比較低。本發明所述基于氣化的生物質轉化系統為生物質能利用技術發展提供強有力的技術支持。

為了達到上述目的，本發明提出的第二種技術方案為：

一種基于氣化的生物質轉化方法，包括如下步驟：