專利名稱：生物質(zhì)異形循環(huán)流化床氣化工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明提供生物質(zhì)異形循環(huán)流化床氣化工藝，屬于生物質(zhì)能源領域。
2.
背景技術：
中國可用的固體生物質(zhì)數(shù)量巨大，主要以農(nóng)業(yè)廢棄物和木材廢物為主。生物質(zhì)分布分散，收集和運輸困難，在中國目前的條件下，難以采用大規(guī)模燃燒技術。生物質(zhì)氣化技術是二十世紀出現(xiàn)的利用生物質(zhì)作為能源的一種新技術。生物質(zhì)(以農(nóng)作物秸桿為主)氣化是生物質(zhì)熱化學轉換的一種技術，其基本原理是在不完全燃燒條件下，將生物質(zhì)原料加熱，使具有較高分子量的有機碳氫化合物鏈裂解，變成較低分子量的CO、H2、CH4等可燃氣體，是一種常用的生物質(zhì)能轉換途徑。生物質(zhì)氣化能 量轉換效率高，設備簡單，易操作，不受地區(qū)、燃料種類和氣候的限制。生物質(zhì)經(jīng)氣化生成的可燃氣，可廣泛用于炊事、采暖和作物烘干，還可以用作內(nèi)燃機、熱氣機等動力裝置的燃料，輸出電力或動力，提高了生物質(zhì)的能源品位和利用效率。生物質(zhì)氣化技術按氣化爐技術可分為固定床氣化技術、流化床氣化技術及攜帶床氣化技術。固定床氣化技術設備結構簡單，運行成本低，生物質(zhì)轉化率高達98%以上，但焦油較多、難處理，適合用于小規(guī)模氣化；流化床氣化技術能夠用于大、中規(guī)模氣化，操作負荷變化大，焦油含量低，但設備結構相對復雜，操作費用較大，氣體熱值低；攜帶床操作溫度高、無焦油生成、氣體后續(xù)處理難度低，但熱值低、設備投資大。生物質(zhì)氣化的產(chǎn)品因為規(guī)模效應最適合用作燃氣，急需開發(fā)轉化率高、熱值高、無焦油，且能有效利用生物質(zhì)硅和鉀資源的生物質(zhì)氣化技術和設備。
3.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有生物質(zhì)氣化技術存在的不足而提供一種生物質(zhì)異形循環(huán)流化床氣化工藝，燃氣熱值高、不含焦油、不產(chǎn)生酚水，處理規(guī)模大，合理的利用了生物質(zhì)的硅和鉀資源。本發(fā)明的技術方案本發(fā)明的目的是通過將先生物質(zhì)臨氫熱解，再粗顆粒循環(huán)回湍流流化床半焦氣化、細顆粒外排作為硅鉀肥，既解決了生物質(zhì)氣化熱值低、焦油難處理、規(guī)模小難題，又合理的利用了生物質(zhì)的硅和鉀資源，得到無焦油、高含甲烷的燃氣。其特征是將小于5_的生物質(zhì)和少量熱載體送入異形循環(huán)流化床下中部的攜帶反應器中與氣化氣和循環(huán)灰混合向上提升進行臨氫熱解，經(jīng)過兩級氣固分離，第一級氣固分離的高溫粗半焦和循環(huán)灰返回異形循環(huán)流化床底部的湍流流化床，與氧化劑和水蒸氣在800 1100°C下反應，生成氣化氣，與循環(huán)灰一起向上流動形成物料循環(huán)；第二級氣固分離的高溫細灰作為硅鉀肥外送，氣體作為產(chǎn)品氣外送。本發(fā)明將實施例來詳細敘述本發(fā)明的特點。4.


附圖為本發(fā)明生物質(zhì)異形循環(huán)流化床氣化的工藝示意圖。附圖的圖面說明如下I、異形循環(huán)流化床2、氣體分布器3、進氣管4、生物質(zhì)加料口 5、一級氣固分離器6、返料口 7、二級氣固分離器8、硅鉀肥出口 9、燃氣出口 10、湍流流化床11、攜帶反應器下面結合附圖和實施例來詳述本發(fā)明的工藝特點。
5.
具體實施例方式實施例I,將小于5_的生物質(zhì)和少量熱載體從生物質(zhì)進料口(4)送入異形循環(huán)流 化床(I)下中部的攜帶反應器(11)中與氣化氣和循環(huán)灰混合向上提升進行臨氫熱解，經(jīng)過兩級氣固分離，第一級氣固器(5)分離的高溫粗半焦和循環(huán)灰返回異形循環(huán)流化床(I)底部的湍流流化床(10)，與通過進氣管(3)加入的空氣和水蒸氣在氣體分布器(2)上在800 1100°C下反應，生成氣化氣，與循環(huán)灰一起向上流動形成物料循環(huán)；第二級氣固器(7)分離的高溫細灰從硅鉀肥出口(8)作為硅鉀肥外送，氣體從燃氣出口(9)作為產(chǎn)品氣外送。實施例2,將小于5_的生物質(zhì)和少量熱載體從生物質(zhì)進料口(4)送入異形循環(huán)流化床(I)下中部的攜帶反應器(11)中與氣化氣和循環(huán)灰混合向上提升進行臨氫熱解，經(jīng)過兩級氣固分離，第一級氣固器(5)分離的高溫粗半焦和循環(huán)灰返回異形循環(huán)流化床(I)底部的湍流流化床(10 )，與通過進氣管(3 )加入的氧氣和水蒸氣在氣體分布器(2 )上在800 1100°C下反應，生成氣化氣，與循環(huán)灰一起向上流動形成物料循環(huán)；第二級氣固器(7)分離的高溫細灰從硅鉀肥出口(8)作為硅鉀肥外送，氣體從燃氣出口(9)作為產(chǎn)品氣外送。實施例3，將實施例I中的氧氣換為富氧空氣，其他相同。本發(fā)明所提供的生物質(zhì)異形循環(huán)流化床氣化工藝，依據(jù)生物質(zhì)的反應特性實現(xiàn)了生物質(zhì)不同條件下分階段熱解氣化，氧耗低、氣化效率高、合理的利用了生物質(zhì)的硅和鉀資源生產(chǎn)了農(nóng)業(yè)急需的硅鉀肥；燃氣富含甲烷熱值高，消除氣化過程的焦油，不產(chǎn)生酚水；氣化強度和規(guī)模大，設備體積小，鋼材耗量低，固定投資大大降低，排灰過程簡單。
權利要求
1.生物質(zhì)異形循環(huán)流化床氣化工藝，其技術特征是將小于5mm的生物質(zhì)和少量熱載體送入異形循環(huán)流化床下中部的攜帶反應器中與氣化氣和循環(huán)灰混合向上提升進行臨氫熱解，經(jīng)過兩級氣固分離，第一級氣固分離的高溫粗半焦和循環(huán)灰返回異形循環(huán)流化床底部的湍流流化床，與氧化劑和水蒸氣在800 1100°C下反應，生成氣化氣，與循環(huán)灰一起向上流動形成物料循環(huán)；第二級氣固分離的高溫細灰作為硅鉀肥外送，氣體作為產(chǎn)品氣外送。
2.根據(jù)權利要求I所提述的生物質(zhì)異形循環(huán)流化床氣化工藝，其特征在于氧化劑為氧氣、空氣和富氧空氣。
全文摘要
本發(fā)明提供生物質(zhì)異形循環(huán)流化床氣化工藝。將小于5mm的生物質(zhì)和少量熱載體送入異形循環(huán)流化床的攜帶反應器中與氣化氣和循環(huán)灰混合向上提升進行臨氫熱解，經(jīng)過兩級氣固分離，第一級氣固分離的高溫粗半焦和循環(huán)灰返回異形循環(huán)流化床底部的湍流流化床，與氧化劑和水蒸氣在800～1100℃下反應，生成氣化煤氣，與循環(huán)灰一起向上流動形成物料循環(huán)；第二級氣固分離的高溫細灰作為硅鉀肥外送，既解決了生物質(zhì)氣化熱值低、焦油難處理、規(guī)模小難題，又合理的利用了生物質(zhì)的硅和鉀資源，得到無焦油、高含甲烷的燃氣。
文檔編號C05D11/00GK102942965SQ201210466610
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權日2012年11月16日
發(fā)明者田原宇, 喬英云 申請人:中國石油大學(華東)