[發明專利]生物質快速熱解及熱解氣燃燒煙氣脫硝耦合方法與裝置

有效

• 申請號: 202110310378.1
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112892206B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 江霞;王邦達;袁遠平;陳文華;馬生貴;常玉龍
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/56;C10B53/02;C10B57/00;C10G1/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 張小麗

本發明公開了一種生物質快速熱解及熱解氣燃燒煙氣脫硝耦合方法與裝置，屬于生物質能源清潔利用技術領域。本發明為實現生物質熱解過程中熱解氣和熱解殘渣的耦合利用，提供了一種生物質熱解及熱解氣燃燒煙氣脫硝耦合方法，包括：生物質經熱解，得熱解殘渣和含油氣體；熱解殘渣制得脫硝催化劑；含油氣體得熱解氣和熱解油；部分熱解氣燃燒所得煙氣返回熱解單元，為生物質熱解供熱，得換熱煙氣；換熱煙氣與另一部分熱解氣混合后，經脫硝催化劑脫硝。本發明將生物質熱解、熱解殘渣基催化劑和熱解氣燃燒煙氣脫硝進行耦合，實現了生物質高效能源轉化、自產能量回用及污染物超低排放。

技術領域

本發明屬于生物質能源清潔利用技術領域，具體涉及一種生物質快速熱解及熱解氣燃燒煙氣脫硝耦合方法與裝置。

背景技術

廢棄生物質熱解氣化或液化制備燃氣或燃油是極具應用潛力的大規模資源化利用途徑。熱解分質轉化后產生的熱解氣含有CO、H₂、CH₄等可燃成分，若將其燃燒熱量利用于生物質熱解，可顯著降低能耗成本；然而，熱解氣燃燒后產生的煙氣含有大量NO_x，其為主要的大氣污染物之一，導致臭氧、霧霾等嚴重環境問題，因此對熱解氣燃燒煙氣脫硝也是生物質清潔利用的重要內容。

SCR(選擇性催化還原)是目前最為成熟的煙氣脫硝技術之一，在催化劑作用下通過NH₃、CO、H₂、CH₄等還原劑選擇性地將NO_x還原成N₂和H₂O，具有高效穩定的特點。然而，對SCR脫硝裝置投資運行通常需要穩定的還原劑和催化劑供應，導致運行成本較高。

CN1415891A公開了一種用生物質熱解氣再燃脫硝的燃燒方法及其裝置，該方法利用從煤粉爐尾部煙道來的部分熱煙氣進入熱解氣化爐內使其中生物質熱解氣化；熱解氣噴入煤粉爐還原區進行脫硝。雖然該方法利用生物質熱解氣體進行脫硝，但其根本是將生物質作為外加原料進行氣化，且僅利用熱解氣脫硝功能處理煤粉燃燒煙氣。

CN110616076A公開了一種制備活性炭熱解氣耦合生物質直燃脫硝的系統和方法，通過將生物質原料進行炭化產生熱解氣，再將熱解氣進行燃燒后，一部分進行換熱供熱解，一部分與換熱后的熱解氣進行脫硝。然而，熱解氣燃燒后，其中的可燃性還原組分完全消耗，無法作為還原劑進行SCR脫硝。

CN107022363A公開了一種連續式生物質熱解氣逆流回用炭氣聯產設備，利用生物質高溫熱解氣與生物質原料進行逆流換熱為生物質熱解提供內部熱源，并通過生物質熱解氣的部分燃燒，為其余熱解氣的高溫裂解和前端生物質的連續熱解提供熱源。但其僅利用熱解氣燃燒提供熱能回用，未對燃燒煙氣進行脫硝處理。

發明內容

本發明為實現生物質熱解過程中熱解氣和熱解殘渣的耦合利用，提供了一種生物質快速熱解及熱解氣燃燒煙氣脫硝耦合方法，其包括以下步驟：

A、生物質在熱解單元內進行熱解，然后經旋分單元，得熱解殘渣和含油氣體；

B、以熱解殘渣制備載體，負載活性組分，得到脫硝催化劑；含油氣體經過冷凝單元，得到熱解氣和熱解油；

C、大部分熱解氣進入燃燒單元，燃燒所得煙氣返回熱解單元，為生物質熱解供熱，得換熱煙氣；換熱煙氣與另一部分熱解氣混合后，進入含有步驟B所得脫硝催化劑的脫硝單元內脫硝。

其中，上述生物質快速熱解及熱解氣燃燒煙氣脫硝耦合方法，步驟A中，所述生物質為秸稈、谷殼、果殼、紙類、木屑、竹屑、酒糟、污泥、枯枝落葉、棉麻織物、畜禽糞便、生活垃圾或中藥渣中的至少一種。

其中，上述生物質快速熱解及熱解氣燃燒煙氣脫硝耦合方法，步驟A中，熱解溫度為400～900℃，物料在熱解過程停留時間＜30s。

其中，上述生物質快速熱解及熱解氣燃燒煙氣脫硝耦合方法，步驟B中，熱解殘渣制備所得載體為炭基、硅基或炭硅復合載體。