[發明專利]制備合成氣的系統和方法

在審

• 申請號: 202110281633.4
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113025384A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 畢大鵬;元寧;袁蘋;胡振中;張建勝
• 申請（專利權）人: 清華大學山西清潔能源研究院;清華大學
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10L1/32;B01J19/18
• 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: 肖陽

本發明公開了一種制備合成氣的系統和方法，其中，制備合成氣的系統包括：水熱碳化反應器、磨煤機和氣化爐，所述水熱碳化反應器具有生物質入口、水熱碳化液體出口和水熱碳漿體出口；所述磨煤機具有粒煤入口、水熱碳漿體入口、添加劑入口和混合漿體出口，所述水熱碳漿體入口與所述水熱碳漿體出口相連；所述氣化爐具有混合漿體入口、空氣入口、水蒸汽入口、合成氣出口和灰渣出口，所述混合漿體入口與所述混合漿體出口相連。采用本申請的系統不僅解決了生物質成漿性差的問題，而且實現了生物質的資源化和減量化處理。

技術領域

本發明屬于煤氣化領域，具體涉及一種制備合成氣的系統和方法。

背景技術

我國生物質原料豐富，但是利用率低，且國家對生物質處理的要求非常嚴格。目前，生物質資源與煤共氣化的大部分工藝是將生物質直接制成漿體與煤粉摻混制成水煤漿，但其缺陷是由于生物質中含有大量的纖維素、木質素，導致生物質和煤共制漿的成漿濃度不高，不利于生物質煤漿的工業化應用。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種制備合成氣的系統和方法，采用本申請的系統不僅解決了生物質成漿性差的問題，而且實現了生物質的資源化和減量化處理。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種制備合成氣的系統。根據本發明的實施例，所述系統包括：

水熱碳化反應器，所述水熱碳化反應器具有生物質入口、水熱碳化液體出口和水熱碳漿體出口；

磨煤機，所述磨煤機具有粒煤入口、水熱碳漿體入口、添加劑入口和混合漿體出口，所述水熱碳漿體入口與所述水熱碳漿體出口相連；

氣化爐，所述氣化爐具有混合漿體入口、空氣入口、水蒸汽入口、合成氣出口和灰渣出口，所述混合漿體入口與所述混合漿體出口相連。

根據本發明實施例的制備合成氣的系統，通過將生物質供給至水熱碳化反應器中進行水熱碳化反應，水熱碳化過程中生物質發生脫羧、脫水等反應，含氧官能團減少，含碳量增加，同時使生物質內在水分釋放出來，降低了含水率，從而可以解決生物質本身成漿性差的問題，然后將水熱反應過程得到的水熱碳漿體供給至磨煤機中與粒煤和添加劑進行研磨，既利用水熱碳漿體中的水分制成混合漿體，省去了漿狀產物進行高壓脫水的環節，同時節省制漿清水的使用，最后將得到的混合漿體供給至氣化爐中與空氣和水蒸汽進行氣化反應制備合成氣。由此，采用本申請的系統不僅解決了生物質成漿性差的問題，而且實現了生物質的資源化和減量化處理。

另外，根據本發明上述實施例的制備合成氣的系統還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，所述水熱碳化反應器內設有攪拌裝置，所述攪拌裝置包括攪拌軸和攪拌槳，所述攪拌槳沿所述攪拌軸的高度方向間隔布置，并且上下相鄰的所述攪拌漿交錯分布。由此，使得水熱碳化反應更加均勻。

在本發明的一些實施例中，上述系統進一步包括：煤料斗，所述煤料斗內設有格柵，并且所述煤料斗設有塊煤入口和煤顆粒出口；破碎機，所述破碎機具有煤顆粒入口和粒煤出口，所述煤顆粒入口與所述煤顆粒出口相連，所述粒煤出口與所述粒煤入口相連。

在本發明的一些實施例中，上述系統進一步包括：稱量給料器，所述稱量給料器分別與所述煤顆粒出口和所述煤顆粒入口相連。

在本發明的一些實施例中，上述系統進一步包括：水熱碳漿體輸送泵，所述水熱碳漿體輸送泵分別與所述水熱碳漿體出口和所述水熱碳漿體入口相連。

在本發明的一些實施例中，上述系統進一步包括：煤漿槽，所述煤漿槽分別與所述混合漿體出口和所述混合漿體入口相連。

在本發明的一些實施例中，上述系統進一步包括：混合漿體輸送泵，所述混合漿體輸送泵分別與所述煤漿槽和所述混合漿體入口相連。

在本發明的一些實施例中，所述氣化爐為氣流床氣化爐。