專利名稱：：帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，涉及能源化工
技術領域：
；特別涉及生物質(zhì)的熱化學
技術領域：
；尤其涉及生物質(zhì)氣化技術的
技術領域：
；具體涉及帶余熱利用的生物質(zhì)氣流床氣化
技術領域：
。
背景技術：
：生物質(zhì)中的植物是通過光合作用吸收空氣中二氧化碳生成的有機物質(zhì)，其分布廣泛、可利用量大、并且是唯一可再生的含有碳氫組分和熱能的、可儲存的自然原料；利用生物質(zhì)進行能源利用和化工生產(chǎn)，具有C02零排放的特征。隨著傳統(tǒng)化石能源儲量的日益減少，以及由于使用化石能源帶來的環(huán)境污染問題，重視和發(fā)展可再生、環(huán)保能源已成為各國政府的共識。通過熱化學、生物化學等方法，能夠?qū)⑸镔|(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵉臍怏w或液體燃料，生產(chǎn)合成柴油/汽油、化工產(chǎn)品以及滿足電力需求等等，具有全面替代化石能源的潛力，將成為世界各國優(yōu)先發(fā)展的新能源。將生物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧崥怏w或液體燃料的方法很多，在這其中，生物質(zhì)氣化技術與其它技術相比能夠適應所有的生物質(zhì)種類，且具有工業(yè)化大型生產(chǎn)的能力。生物質(zhì)的氣化過程是一種熱化學過程，是生物質(zhì)原料與氣化劑(空氣、氧氣、水蒸氣、二氧化碳等)在高溫下發(fā)生化學反應，將固態(tài)的生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)變?yōu)橛商?、氫、氧等元素組成的氣體組分的混合氣體的過程，該混合氣體通常被稱為合成氣。氣化過程產(chǎn)生的合成氣的組成隨氣化時所用生物質(zhì)原料的性質(zhì)、氣化劑的類別、氣化過程的條件以及氣化爐的結構不同而不同。而滿足用于生產(chǎn)合成柴油/汽油、化工產(chǎn)品合成氣一即精制合成氣的氣化目標在于盡量減少原料和氧化劑(如氧氣等)的消耗量以及合成氣中的甲烷含量，并且沒有焦油產(chǎn)生，同時最大化系統(tǒng)的氣化效率、碳轉(zhuǎn)化率以及合成氣中有效成分(C0和H》的精制合成氣指的是采用氣化裝置氣化而直接得到的合成氣的混合物中C0和H2為主要組分，無焦油，(^4含量<0.5%。精制合成氣主要用于生產(chǎn)合成柴油/汽油、烯烴、烷烴、石腦油、潤滑油，以及作為燃料電池原料等等，適用于生產(chǎn)各種化工產(chǎn)品、以及各種超清潔油品的新能源利用，特別在可再生的生物質(zhì)能源利用領域，生物質(zhì)的精制氣化技術是生物質(zhì)化工產(chǎn)業(yè)、生物質(zhì)合成油新能源產(chǎn)業(yè)、具有工業(yè)化大型生產(chǎn)能力的關鍵氣化技術。目前，生物質(zhì)氣化所使用的氣化工藝方法及氣化爐大致可以分為三類固定床、流化床和氣流床氣化技術。固定床氣化生產(chǎn)的合成氣熱值較低，且含有大量焦油；流化床氣化對原料的性質(zhì)很敏感，運行溫度較低，出口合成氣中焦油含量較高。由于固定床和流化床一般都采用空氣作為氧化劑，以及氣化壓力一般為常壓，合成氣中含有大量的焦油，在后續(xù)設備中不得不安裝焦油裂解和凈化裝置，使得氣化工藝變得十分復雜?？偠灾?，這兩種氣化方法的核心問題是由于氣化平均溫度較低，一般氣化爐出口溫度都不能超過110(TC，而導致焦油產(chǎn)生和合成氣中的甲烷含量較高，都不能滿足生物質(zhì)高效氣化和生產(chǎn)精制合成氣的要求。氣流床的氣化溫度較高，爐內(nèi)溫度比較均勻，焦油在氣流床中全部裂解，C仏含量較少，同時氣流床具有很好的放大特性，特別適用于大型工業(yè)化的應用，是生物質(zhì)生產(chǎn)精制合成氣的最佳方式。但是，生物質(zhì)氣流床氣化也有以下四大核心問題需要解決第一，氣流床氣化對原料的粒徑有著嚴格的限制，進入氣流床的原料需要磨成超細的顆粒，然而按照現(xiàn)有的破碎或制粉技術，無法將含纖維較多的生物質(zhì)原料磨制成滿足氣流床運行所需的粒徑，這就導致了無法將生物質(zhì)原料直接用于氣流床氣化。第二，氣流床合成氣出口溫度都很高，一般都在130(TC以上，而合成氣的應用還需凈化或變換，這需要將合成氣的溫度降到25(TC左右，這段合成氣的余熱如果不能充分利用，將導致整個氣化系統(tǒng)的效率低下。第三，由于生物質(zhì)原料的堿金屬(K、Na)含量較高，它們在高溫時以氣態(tài)的形式存在，在合成氣的降溫過程中，在80(TC60(TC區(qū)間會凝結為固態(tài)而附著于換熱器管子壁面，引起受熱面管子的堿金屬腐蝕和結渣并堵塞合成氣通道。第四，由于生物質(zhì)氣化得到的合成氣在降溫過程中有析碳反應發(fā)生，在某一溫度區(qū)間還將發(fā)生劇烈的析碳反應，合成氣中的CO反應生成C02和碳黑，從而引起碳轉(zhuǎn)化效率降低和氣化效率降低，同時由于碳黑沉積于換熱器管子金屬表面，引起金屬灰化導致金屬腐蝕的發(fā)生。目前基本上所有的生物質(zhì)氣流床氣化技術，針對問題一，一般都是先將生物質(zhì)進行熱解得到熱解氣和固態(tài)炭，然后將熱解氣和固態(tài)炭粉送入氣流床中氣化。生物質(zhì)的氣流床技術有如同煤粉氣化的液態(tài)排渣方法，其合成氣出口溫度一般都控制在1300°C1500。C之間，如申請?zhí)枮?006101245707、2006101245711的中國專利，以及德國科林公司的Carbon-V氣化技術，還有本公司開發(fā)的中國專利申請?zhí)枮?00910210433.9的生物質(zhì)固態(tài)排渣高溫氣流床氣化技術。但針對問題二、三、四，目前世界上所有針對生物質(zhì)氣流床氣化的技術，或沒有很好地利用合成氣余熱、或沒有解決析碳反應的金屬灰化問題、或沒有較好的方法控制堿金屬腐蝕及結渣的發(fā)生。為此，本發(fā)明根據(jù)生物質(zhì)原料特點，以及需要解決的上述四大問題，在認真而充分的調(diào)查、了解、分析、總結上述已有公知技術和現(xiàn)狀基礎上，針對生物質(zhì)氣流床精制氣化要求、余熱利用要求、控制合成氣析碳反應并防止金屬灰化腐蝕、控制生物質(zhì)堿金屬腐蝕并防止堿金屬結渣及落渣堵塞合成氣通道等問題，開發(fā)了"帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術"，特別適用于生物質(zhì)的精制氣化及生物質(zhì)合成氣余熱利用，不僅綜合解決了上述四大問題，并可以安全、高效、穩(wěn)定、低投資地滿足生物質(zhì)的精制氣化合成氣要求，具有非常重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明根據(jù)生物質(zhì)原料特點，針對生物質(zhì)氣流床氣化以及合成氣在不同溫度區(qū)間的主要化學反應特點，提供一種"帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術"。以生物質(zhì)為原料，原料經(jīng)熱解獲得固態(tài)炭和熱解氣，將固態(tài)炭研磨后獲得炭粉，炭粉由熱解氣/氮氣/二氧化碳氣體輸送，同時采用氧氣為氧化劑，炭粉、熱解氣和氧氣通過燃燒器進入氣流床中進行氣化反應，得到高溫合成氣，高溫合成氣的物理熱通過氣化爐內(nèi)的換熱器將熱量傳遞給水產(chǎn)生過熱蒸汽，高溫合成氣冷卻后流出氣化爐。本發(fā)明創(chuàng)造點在于①、將所述的帶余熱利用的氣流床氣化爐裝置分成三段，分別為高溫氣流床、高溫換熱器、低溫換熱器；②、在所述高溫氣流床中，采用固態(tài)排渣的氣流床氣化技術，所述高溫氣流床的爐內(nèi)壁采用敷有耐火材料的膜式水冷壁構成，所述高溫氣流床的合成氣出口溫度在1280°C132(TC之間；③、在所述高溫換熱器中，合成氣的入口溫度在1280°C132(TC之間，出口溫度在580°C60(TC之間；所述高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，所述高溫換熱器中布置有激冷室和高溫過熱器，進入所述激冷室的合成氣溫度在1000°CIIO(TC之間，離開所述激冷室激冷后的合成氣溫度在700°C80(TC之間；④、在所述低溫換熱器中，合成氣的入口溫度在580°C60(TC之間，出口溫度在220°C23(TC之間；所述低溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，所述低溫換熱器中布置有低溫過熱器和省煤器。本發(fā)明的帶余熱利用的三段式氣流床氣化技術所采用的氣流床氣化爐裝置可以采用以下三種形式中的任意一種(1)、裝置形式一所述帶余熱利用的三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入高溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)整流器整流后下行冷卻。(2)、裝置形式二所述帶余熱利用的三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中下行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻。(3)、裝置形式三所述帶余熱利用的三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的下部布置有水平式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述水平式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中上行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器并經(jīng)整流器整流后下行冷卻。本發(fā)明的三段式氣流床氣化爐裝置的爐內(nèi)壁橫截面為圓形、方形、八角形、圓形/方形/八角形任意組合的一種。本發(fā)明的所述高溫換熱器中，激冷室以水作為激冷劑，合成氣在激冷室的停留時間在0.3秒以內(nèi)，激冷室的激冷噴水方式采用自上向下霧化噴水、或自下向上霧化噴水、或水平環(huán)形霧化噴水中的一種，同時對高溫過熱器受熱面管束采用高壓蒸汽吹掃方式或采用機械振打方式進行除灰。本發(fā)明的三段式氣流床氣化爐裝置中在合成氣轉(zhuǎn)向處均采用了整流方法，使合成氣進入下一個環(huán)節(jié)時保持氣流均勻分布。通過本發(fā)明達到的目的是①、為擺脫傳統(tǒng)化石能源儲量日益減少及其帶來環(huán)境污染的窘迫境地，提供新能源利用的技術儲備及技術實施；②、充分利用由自然生成、數(shù)量大、分布廣、可再生的"生物質(zhì)"新原料，變廢為寶并有效地保護環(huán)境；③、將整個氣化裝置分成"高溫氣流床、高溫換熱器、低溫換熱器"的三段有機連接，解決生物質(zhì)氣化和余熱利用過程中的各種技術問題，構成了"帶余熱利用的氣流床氣化爐裝置"新設備，提供了生物質(zhì)高效氣化和合成氣余熱利用的實施載體；、以高溫氣流床合成氣出口溫度控制在"128(TC132(TC之間；高溫換熱器的合成氣出口溫度控制在58(TC60(TC之間，其中合成氣激冷溫度范圍從1000°CIIO(TC激冷至700°C800°C;低溫換熱器的合成氣出口溫度控制在220°C23(TC之間，構成了可以分別解決在生物質(zhì)高溫氣流床氣化、余熱利用的各階段溫度區(qū)間的技術難題的實施條件，提供了實施高溫氣流床氣化以及控制析碳反應、金屬灰化腐蝕、堿金屬腐蝕的技術條件；⑤、以合成氣溫度在580°C60(TC為界，將高溫換熱器和低溫換熱器分開在不同的合成氣通道中，為解決堿金屬結渣落渣堵塞合成氣通道的技術問題提供了實施條件；⑥、以"生物質(zhì)固態(tài)排渣氣流床技術"與"合成氣分溫度區(qū)間余熱利用技術"科學有機結合，構成本發(fā)明突出的發(fā)明創(chuàng)造點；⑦、通過本發(fā)明的實驗性實施，不僅獲得了生物質(zhì)氣流床氣化得到CO和H2為主要組分、無焦油丄114含量<0.5%的精制合成氣，同時高效地利用合成氣余熱用來生產(chǎn)過熱蒸汽可以用于發(fā)電及供熱，極大地提高了整個氣化系統(tǒng)效率達到94%以上，作為生物質(zhì)化工產(chǎn)業(yè)、生物質(zhì)合成油新能源產(chǎn)業(yè)的技術依托，使其在生產(chǎn)合成柴油/汽油、烯烴、烷烴、石腦油、潤滑油、燃料電池原料等等，以及各種化工產(chǎn)品，各種超清潔油品的經(jīng)濟領域發(fā)揮應有的作用；⑧、合理利用能源、有效保護環(huán)境、提高綜合經(jīng)濟效益。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術方案為—種帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，以生物質(zhì)為原料，原料經(jīng)熱解獲得固態(tài)炭和熱解氣，將固態(tài)炭研磨后獲得炭粉，炭粉由熱解氣/氮氣/二氧化碳氣體輸送，同時采用氧氣為氧化劑，炭粉、熱解氣和氧氣通過燃燒器進入氣流床中進行氣化反應，得到高溫合成氣，高溫合成氣的物理熱通過氣化爐內(nèi)的換熱器將熱量傳遞給水產(chǎn)生過熱蒸汽，高溫合成氣冷卻后流出氣化爐；其發(fā)明創(chuàng)造點與實施要點主要體現(xiàn)在①、將所述的帶余熱利用的氣流床氣化爐裝置分成三段，分別為高溫氣流床、高溫換熱器、低溫換熱器；②、在所述高溫氣流床中，采用固態(tài)排渣的氣流床氣化技術，所述高溫氣流床的爐內(nèi)壁采用敷有耐火材料的膜式水冷壁構成，所述高溫氣流床的合成氣出口溫度在1280°C1320。C之間;③、在所述高溫換熱器中，合成氣的入口溫度在1280°C132(TC之間，出口溫度在5S(TC60(TC之間；所述高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，所述高溫換熱器中布置有激冷室和高溫過熱器，進入所述激冷室的合成氣溫度在1000°CIIO(TC之間，離開所述激冷室激冷后的合成氣溫度在700°C80(TC之間；、在所述低溫換熱器中，合成氣的入口溫度在580°C60(TC之間，出口溫度在220°C23(TC之間；所述低溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，所述低溫換熱器中布置有低溫過熱器和省煤器。本發(fā)明的帶余熱利用的三段式氣流床氣化爐裝置可以采用以下三種形式中的任意一種裝置形式一所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，所述三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入高溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)整流器整流后下行冷卻。裝置形式二所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，所述三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中下行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻。裝置形式三所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，所述三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的下部布置有水平式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述水平式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中上行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器并經(jīng)整流器整流后下行冷卻。所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，所述三段式氣流床氣化爐裝置的爐內(nèi)壁橫截面為圓形、方形、八角形、圓形/方形/八角形任意組合的一種。所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，在所述的高溫換熱器中，所述激冷室以水作為激冷劑，所述合成氣在激冷室的停留時間在0.3秒以內(nèi)。所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，在所述的高溫換熱器中，激冷室的激冷噴水方式采用自上向下霧化噴水、或自下向上霧化噴水、或水平環(huán)形霧化噴水中的一種，同時對所述的高溫過熱器受熱面管束采用高壓蒸汽吹掃方式或采用機械振打方式進行除灰。所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，所述三段式氣流床氣化爐裝置中在合成氣轉(zhuǎn)向處均采用了整流方法，使合成氣進入下一個環(huán)節(jié)時保持氣流均勻分布。由于采用了本發(fā)明所提供的技術方案。由于本發(fā)明采用了"固態(tài)排渣的氣流床氣化技術"以及"合成氣分溫度區(qū)間余熱利用技術"構成了"帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術"。由于本發(fā)明以生物質(zhì)為原料，原料經(jīng)熱解獲得固態(tài)炭和熱解氣，將固態(tài)炭研磨后獲得炭粉，炭粉由熱解氣/氮氣/二氧化碳氣體輸送，同時采用氧氣為氧化劑，炭粉、熱解氣和氧氣通過燃燒器進入氣流床中進行氣化反應，得到高溫合成氣，高溫合成氣的物理熱通過氣化爐內(nèi)的換熱器將熱量傳遞給水產(chǎn)生過熱蒸汽，高溫合成氣冷卻后流出氣化爐；由于本發(fā)明采用將帶余熱利用的氣流床氣化爐裝置分成三段，分別為高溫氣流床、高溫換熱器、低溫換熱器；在高溫氣流床中，采用固態(tài)排渣的氣流床氣化技術，高溫氣流床的爐內(nèi)壁采用敷有耐火材料的膜式水冷壁構成，高溫氣流床的合成氣出口溫度在1280°C132(TC之間；在高溫換熱器中，合成氣的入口溫度在1280°C132(TC之間，出口溫度在580°C60(TC之間；高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，高溫換熱器中布置有8激冷室和高溫過熱器，進入所述激冷室的合成氣溫度在1000°CIIO(TC之間，離開所述激冷室激冷后的合成氣溫度在700°C80(TC之間；在低溫換熱器中，合成氣的入口溫度在580°C60(TC之間，出口溫度在220°C23(TC之間；低溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，低溫換熱器中布置有低溫過熱器和省煤器。使得本發(fā)明與已有公知技術相比，獲得了如下有益效果1、由于本發(fā)明將整個氣流床氣化爐裝置分成"高溫氣流床、高溫換熱器、低溫換熱器"的三段有機連接，為生物質(zhì)氣化和余熱利用過程中的各種技術問題的解決提供了基礎和方向，構成的"帶余熱利用的氣流床氣化爐裝置"新設備，提供了生物質(zhì)高效氣化和合成氣余熱利用的實施載體的有益效果。2、由于本發(fā)明以高溫氣流床合成氣出口溫度控制在1280°C132(TC之間，并采用了固態(tài)排渣的生物質(zhì)氣流床氣化技術，高溫氣流床爐內(nèi)壁采用敷有耐火材料的膜式水冷壁構成，獲得了氣流床冷氣化效率可達80%以上、氣流床的碳轉(zhuǎn)化率達99.8%以上、氣化產(chǎn)物為無焦油、(^4含量小于0.4%、合成氣中CO和4的干基組分達到87%以上的精制合成氣的有益效果。3、由于本發(fā)明的高溫氣流床出口合成氣進入高溫換熱器，高溫換熱器的合成氣出口溫度控制在580°C60(TC之間，隨后進入低溫換熱器，合成氣在220°C23(TC之間才流出氣流床氣化爐裝置，高溫氣流床、高溫換熱器和低溫換熱器都布置有工質(zhì)(水、汽)受熱面，合成氣的物理熱傳遞給水變成過熱蒸汽，過熱蒸汽可用于發(fā)電及供熱，這將占到整個氣化系統(tǒng)能量14%的合成氣余熱充分利用，實現(xiàn)了整個氣化系統(tǒng)的能量利用率達到94%以上的有益效果。4、由于本發(fā)明在高溫換熱器中布置有激冷室，將合成氣從從1000°CIIO(TC激冷至700°C800°C，并且合成氣在激冷室中的停留時間在0.3秒以內(nèi)，該溫度區(qū)間為合成氣析碳反應最劇烈區(qū)間，合成氣通過快速激冷而邁過該溫度區(qū)間，這將極大地減少了合成氣的析碳反應，控制了碳黑析出，提高了氣流床氣化爐裝置的碳轉(zhuǎn)化效率，控制了由于碳黑析出而與受熱面管材反應導致金屬灰化腐蝕的發(fā)生。5、由于本發(fā)明在高溫換熱器中，合成氣被激冷后進入高溫過熱器，合成氣的溫度處于80(TC60(TC之間，合成氣中的氣態(tài)堿金屬凝結為固態(tài)，并容易附著于受熱面管子并結渣，為了避免堿金屬腐蝕的發(fā)生和管子結渣，在高溫過熱器中采用高壓蒸汽吹掃或機械振打?qū)κ軣崦婀苁M行除灰，同時由于本發(fā)明采用了三段式氣流床氣化爐裝置，高溫換熱器與低溫換熱器在兩個不同的通道中，高溫換熱器中吹灰產(chǎn)生的落渣直接從排渣口排出，不會掉入低溫換熱器的受熱面管子中而堵塞合成氣通道。6、由于本發(fā)明所述三段式氣流床氣化爐裝置可以采用三種不同的裝置形式，分別是①三段式氣流床氣化爐裝置的高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，炭粉、熱解氣和氧氣通過下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入高溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)整流器整流后下行冷卻。②三段式氣流床氣化爐裝置的高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，炭粉、熱解氣和氧氣通過所述下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中下行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻。③三段式氣流床氣化爐裝置的高溫氣流床的下部布置有水平式燃燒器，炭粉、熱解氣和氧氣通過所述水平式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中上行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器并經(jīng)整流器整流后下行冷卻。從而獲得了針對各種具體的工程設計要求和設備布置要求，實現(xiàn)了帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術的各種不同實施方案的有益效果。7、由于本發(fā)明所述三段式氣流床氣化爐裝置的爐內(nèi)壁橫截面為圓形、方形、八角形、圓形/方形/八角形任意組合的一種，從而獲得了可根據(jù)高溫氣流床、高溫換熱器、低溫換熱器三段的不同的布置要求，以及高溫氣流床內(nèi)的氣化燃燒要求、高溫/和低溫換熱器受熱面管束的布置形式要求，選用圓形截面、方形截面、八角形截面、以及在各段之間采用圓形、八角形與方形截面的組合，實現(xiàn)了氣化爐裝置受熱面管束結構簡單，布置方便，占有空間緊湊、材料選用方便、安裝簡單、最大限度地節(jié)省材料等益效果。8、由于本發(fā)明在所述三段式氣流床氣化爐裝置形式一/二中的高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，在所述三段式氣流床氣化爐裝置形式三中的高溫氣流床的下部布置有水平式燃燒器，炭粉、熱解氣和氧氣通過燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，可以分別提供了生物質(zhì)固態(tài)排渣氣流床要求的氣化燃燒方式的實施條件，實現(xiàn)了生物質(zhì)的高效氣流床氣化反應效率。9、由于本發(fā)明所述激冷室的激冷噴水方式采用自上向下霧化噴水、或自下向上霧化噴水、或水平環(huán)形霧化噴水中的一種，從而獲得了可根據(jù)合成氣的具體的流動方向(上行或下行)以及氣流床氣化爐裝置的具體結構布置要求，選擇上述三種噴水霧化激冷方式中的一種，都可實現(xiàn)在激冷室中0.3秒內(nèi)可將合成氣從1000°C110(TC之間激冷至70(TC80(TC之間，極大地降低了合成氣的析碳反應，起到了控制金屬灰化腐蝕以及提高碳轉(zhuǎn)化效率的有益效果。10、由于本發(fā)明所述三段式氣流床氣化爐裝置中在合成氣轉(zhuǎn)向處均采用了整流方法，從而獲得了使合成氣進入下一個環(huán)節(jié)時保持氣流均勻分布，提高了換熱器受熱面的利用率，避免了受熱面溫度偏差而造成的材質(zhì)壽命降低和換熱效率降低等有益效果。11、由于本發(fā)明以"生物質(zhì)固態(tài)排渣氣流床技術"與"合成氣分溫度區(qū)間余熱利用技術"的科學有機結合，構成了可以分別解決在生物質(zhì)氣流床氣化、余熱利用的各階段溫度區(qū)間的技術難題的實施條件，提供了實施生物質(zhì)高效氣流床氣化、控制析碳反應以防止金屬灰化腐蝕，和防止堿金屬腐蝕的技術條件的有益效果，從而獲得了完備的技術方案、與已有公知技術相比發(fā)生了實質(zhì)性的技術飛躍與進步、可操作性強的有益效果。12、由于本發(fā)明以上的各條所述，從而獲得了將生物質(zhì)變廢為寶、開拓生物質(zhì)化工產(chǎn)業(yè)、開發(fā)并合理利用新能源、為新能源利用提供技術實施及技術儲備、擺脫對傳統(tǒng)化石能源的依賴、有效地保護環(huán)境等有益效果。13、由于本發(fā)明的以上各條所述及本發(fā)明設定的裝置與技術的有機融合科學合理、效果穩(wěn)定可靠，經(jīng)具體實施，從而獲得了生物質(zhì)冷氣化效率可達80%以上、氣化系統(tǒng)能量利用率達到94%以上、氣流床氣化爐裝置中的高溫氣流床碳轉(zhuǎn)化率達99.8%以上、整個裝置中的碳轉(zhuǎn)化率達到97%以上、氣化產(chǎn)物為無焦油、CH4含量小于0.4%、合成氣中CO和H2的干基組分達到87%以上的精制合成氣，同時本發(fā)明的三段式氣流床氣化爐裝置極大地降低了析碳反應的發(fā)生、有效地防止了金屬灰化腐蝕和堿金屬腐蝕的發(fā)生，避免了防止堿金屬結渣和落渣堵塞合成氣通道，保障了整個氣化裝置的安全、穩(wěn)定和高效運行，便于工程實施應用、設備投資成本低、利于廣泛推廣應用、以及綜合經(jīng)濟效益佳等有益效果。圖1為本發(fā)明具體實施方式之一的示意圖。即三段式氣流床氣化爐裝置的高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，炭粉、熱解氣和氧氣通過下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入高溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)整流器整流后下行冷卻的示意圖。圖中高溫氣流床、高溫換熱器、低溫換熱器相互分立布置；高溫氣流床的局部放大表示該高溫氣流床的爐內(nèi)壁采用敷有耐火材料的膜式水冷壁構成；高溫換熱器設置有整流縮口、以便對合成氣整流而使其均勻分布，高溫換熱器的局部放大表示該高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成；高溫氣流床及高溫換熱器下端均設置有排渣口；低溫換熱器設置有整流器、以便對合成氣整流而使其均勻分布，低溫換熱器的局部放大表示該低溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，低溫換熱器設置有合成氣出口。圖2為本發(fā)明具體實施方式之二的示意圖。即三段式氣流床氣化爐裝置的高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，炭粉、熱解氣和氧氣通過下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中下行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻的示意圖。圖中高溫氣流床與高溫換熱器上下相聯(lián)布置而與低溫換熱器分立布置；高溫氣流床的局部放大表示該高溫氣流床的爐內(nèi)壁采用敷有耐火材料的膜式水冷壁構成；高溫氣流床與高溫換熱器之間設置有整流縮口、以便對合成氣整流而使其均勻分布；高溫換熱器的局部放大表示該高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，高溫換熱器下端設置有排渣口；低溫換熱器設置有整流縮口、以便對合成氣整流而使其均勻分布，低溫換熱器的局部放大表示該低溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，低溫換熱器下端設置有排渣口而上端設置有合成氣出口。圖3為本發(fā)明具體實施方式之三的示意圖。即三段式氣流床氣化爐裝置的高溫氣流床的下部布置有水平式燃燒器，炭粉、熱解氣和氧氣通過水平式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中上行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器并經(jīng)整流器整流后下行冷卻的示意圖。圖中高溫氣流床與高溫換熱器下上相聯(lián)布置而與低溫換熱器分立布置；高溫氣流床的局部放大表示該高溫氣流床的爐內(nèi)壁采用敷有耐火材料的膜式水冷壁構成，高溫氣流床下端設置有排渣口；高溫氣流床與高溫換熱器之間設置有整流縮口、以便對合成氣整流而使其均勻分布；高溫換熱器的局部放大表示該高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成；低溫換熱器中設置有整流器、以便對合成氣整流而使其均勻分布，低溫換熱器的局部放大表示該低溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，低溫換熱器下端設置有合成氣出口。圖4為本發(fā)明具體實施方式中"高溫氣流床"爐內(nèi)壁橫截面為圓形的示意圖。圖中的局部放大表示該高溫氣流床的爐內(nèi)壁采用敷有耐火材料的膜式水冷壁構成。圖5為本發(fā)明具體實施方式中"高溫氣流床"爐內(nèi)壁橫截面為方形的示意圖。圖中的局部放大表示該高溫氣流床的爐內(nèi)壁采用敷有耐火材料的膜式水冷壁構成。圖6為本發(fā)明具體實施方式中"高溫氣流床"爐內(nèi)壁橫截面為八角形的示意圖。圖中的局部放大表示該高溫氣流床的爐內(nèi)壁采用敷有耐火材料的膜式水冷壁構成。通過圖4、5、6的示意，可根據(jù)需要而將"高溫氣流床"的爐內(nèi)壁橫截面以圓形/或方形/或八角形的任意方式進行實施。圖7為本發(fā)明具體實施方式中"高溫換熱器及低溫換熱器"爐內(nèi)壁橫截面為圓形的示意圖。圖中的局部放大表示高溫換熱器及低溫換熱器"爐內(nèi)壁"均采用光管膜式水冷壁構成。圖8為本發(fā)明具體實施方式中"高溫換熱器及低溫換熱器"爐內(nèi)壁橫截面為方形的示意圖。圖中的局部放大表示高溫換熱器及低溫換熱器"爐內(nèi)壁"均采用光管膜式水冷壁構成。圖9為本發(fā)明具體實施方式中"高溫換熱器及低溫換熱器"爐內(nèi)壁橫截面為八角形的示意圖。圖中的局部放大表示高溫換熱器及低溫換熱器"爐內(nèi)壁"均采用光管膜式水冷壁構成。通過圖7、8、9的示意，可根據(jù)需要而將"高溫換熱器及低溫換熱器"的爐內(nèi)壁橫截面以圓形/或方形/或八角形的任意組合方式進行實施。圖10為本發(fā)明具體實施方式中高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成、橫截面為圓形時、高溫換熱器中激冷室的"激冷水霧化噴嘴"以"水平環(huán)形霧化噴水"方式布置的示意圖。圖11為本發(fā)明具體實施方式中高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成、橫截面為方形時、高溫換熱器中激冷室的"激冷水霧化噴嘴"以"水平環(huán)形霧化噴水"方式布置的示意圖。圖12為本發(fā)明具體實施方式中高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成、橫截面為八角形時、高溫換熱器中激冷室的"激冷水霧化噴嘴"以"水平環(huán)形霧化噴水"方式布置的示意圖。圖13為本發(fā)明具體實施方式中高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成、橫截面為圓形時、高溫換熱器中激冷室的"激冷水霧化噴嘴"以"自上向下霧化噴水/或自下向上霧化噴水"方式布置的示意圖。即當合成氣上行時以"自上向下霧化噴水"方式布置；當合成氣下行時以"自下向上霧化噴水"方式布置。圖14為本發(fā)明具體實施方式中高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成、橫截面為方形時、高溫換熱器中激冷室的"激冷水霧化噴嘴"以"自上向下霧化噴水/或自下向上霧化噴水"方式布置的示意圖。即當合成氣上行時以"自上向下霧化噴水"方式布置；當合成氣下行時以"自下向上霧化噴水"方式布置。圖15為本發(fā)明具體實施方式中高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成、橫截面為八角形時、高溫換熱器中激冷室的"激冷水霧化噴嘴"以"自上向下霧化噴水/或自下向上霧化噴水"方式布置的示意圖。即當合成氣上行時以"自上向下霧化噴水"方式布置；當合成氣下行時以"自下向上霧化噴水"方式布置。圖中的標號1、高溫氣流床，101、敷有耐火材料的膜式水冷壁，201、下行式燃燒器，202、水平式燃燒器，301、連接通道，302、連接通道，303、連接通道，304、連接通道，4、高溫換熱器，401、光管膜式水冷壁，5、激冷室，6、高溫過熱器，701、整流縮口，702、整流縮口，703、整流縮口，704、整流縮口，8、低溫換熱器，801、光管膜式水冷壁，9、整流器，10、低溫過熱器，11、省煤器，12、激冷水霧化噴嘴，131、落渣口，132、落渣口，133、落渣口，134、落渣口，135、落渣口，141、合成氣出口，142、合成氣出口，143、合成氣出口。具體實施方式一下面結合說明書附圖，對本發(fā)明作詳細描述。正如說明書附圖所示—種帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，以生物質(zhì)為原料，原料經(jīng)熱解獲得固態(tài)炭和熱解氣，將固態(tài)炭研磨后獲得炭粉，炭粉由熱解氣/氮氣/二氧化碳氣體輸送，同時采用氧氣為氧化劑，炭粉、熱解氣和氧氣通過燃燒器進入氣流床中進行氣化反應，得到高溫合成氣，高溫合成氣的物理熱通過氣化爐內(nèi)的換熱器將熱量傳遞給水產(chǎn)生過熱蒸汽，高溫合成氣冷卻后流出氣化爐；①、將所述的帶余熱利用的氣流床氣化爐裝置分成三段，分別為高溫氣流床、高溫換熱器、低溫換熱器；②、在所述高溫氣流床中，采用固態(tài)排渣的氣流床氣化技術，所述高溫氣流床的爐內(nèi)壁采用敷有耐火材料的膜式水冷壁構成，所述高溫氣流床的合成氣出口溫度在1280°C1320。C之間;③、在所述高溫換熱器中，合成氣的入口溫度在1280°C132(TC之間，出口溫度在5S(TC60(TC之間；所述高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，所述高溫換熱器中布置有激冷室和高溫過熱器，進入所述激冷室的合成氣溫度在1000°CIIO(TC之間，離開所述激冷室激冷后的合成氣溫度在700°C80(TC之間；、在所述低溫換熱器中，合成氣的入口溫度在580°C60(TC之間，出口溫度在220°C23(TC之間；所述低溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，所述低溫換熱器中布置有低溫過熱器和省煤器。所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，如圖1所示，所述三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入高溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)整流器整流后下行冷卻。所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，如圖2所示，所述三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中下行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻。所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，如圖3所示，所述三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的下部布置有水平式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述水平式燃燒進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中上行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器并經(jīng)整流器整流后下行冷卻。在實施過程中按圖1、圖2、圖3所示，分別進行了實施，并分別進行了實驗性考核。所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，如圖4、5、6、7、8、9所示，所述三段式氣流床氣化爐裝置的爐內(nèi)壁橫截面為圓形、方形、八角形、圓形/方形/八角形任意組合的一種。在圖4、5、6的示意下對所述三段式氣流床氣化爐裝置的"高溫氣流床"爐內(nèi)壁橫截面分別以圓形、方形、八角形進行了實施。在圖7、8、9的示意下對所述三段式氣流床氣化爐裝置的"高溫換熱器及低溫換熱器"爐內(nèi)壁橫截面分別以圓形、方形、八角形、圓形/方形/八角形任意組合的一種進行了實施。所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，如圖1、2、3所示，在所述的高溫換熱器中，所述激冷室以水作為激冷劑，所述合成氣在激冷室的停留時間在0.3秒以內(nèi)。所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，如圖10、11、12、13、14、15所示，在所述的高溫換熱器中，激冷室的激冷噴水方式采用自上向下霧化噴水、或自下向上霧化噴水、或水平環(huán)形霧化噴水中的一種。在圖10、11、12的示意下對高溫換熱器爐內(nèi)壁橫截面分別為圓形、方形、八角形、圓形/方形/八角形任意組合的一種時，激冷室的激冷噴水方式均以"水平環(huán)形霧化噴水"方式布置進行了實施。在圖13、14、15的示意下對高溫換熱器爐內(nèi)壁橫截面分別為圓形、方形、八角形、圓形/方形/八角形任意組合的一種時；結合圖1所示、激冷室的激冷噴水方式以"自上向下霧化噴水"方式布置進行了實施，結合圖2所示、激冷室的激冷噴水方式以"自下向上霧化噴水"方式布置進行了實施，結合圖3所示、激冷室的激冷噴水方式以"自上向下霧化噴水"方式布置進行了實施。所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，在所述的高溫換熱器中，對所述的高溫過熱器受熱面管束采用高壓蒸汽吹掃方式或采用機械振打方式進行除灰。對兩種除灰方式分別進行了實施。所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，如圖1、2、3所示，所述三段式氣流床氣化爐裝置中在合成氣轉(zhuǎn)向處均采用了整流方法，使合成氣進入下一個環(huán)節(jié)時保持氣流均勻分布。具體的說就是圖1、2、3中所示的整流縮口及圖1、3中所示的整流器。在上述的具體實施過程中，生物質(zhì)原料以薪炭材麻櫟為例，干燥后麻櫟的元素分析和特性數(shù)據(jù)如表1所示表1:干燥后麻櫟的元素分析和特性數(shù)據(jù)表<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>主要工藝操作條件如下(1)、所述三段式氣流床氣化爐裝置的合成氣側(cè)運行壓力為3.6MPa，下行式燃燒器/或水平式燃燒器入口的熱解氣均為3.69kg/s，炭粉1.2kg/s，炭粉和熱解氣的混合溫度為35(TC，氧化劑采用溫度為15(TC、純度為99.4%的氧氣，進入高溫氣流床的氧氣量1.46kg/So(2)、所述三段式氣流床氣化爐裝置的余熱利用給水溫度152t:，給水壓力6.0MPa，給水量16.3T/h。通過上述的具體實施得到的結果是①、所述三段式氣流床氣化爐裝置的出口合成氣總量(不含激冷水)為6.35kg/s，其中含灰量O.13kg/s。②、合成氣出口的合成氣中各組分的摩爾體積含量(N2忽略不計，不含激冷水)CO:38.5%，H2:29.8%，C02:9.4%，H20:21.97%，CH4:0.328%;其中合成氣干基中CO和H2的含量占87.53%;③、高溫氣流床的碳轉(zhuǎn)化率為99.8%，三段式氣流床氣化爐裝置的氣化效率80.2%;、合成氣余熱利用產(chǎn)生的過熱蒸汽壓力5.29MPa，出口溫度48(TC，過熱蒸汽量16.0T/h。⑤、三段式氣流床氣化爐裝置的能量利用效率94.30%。⑥、經(jīng)過實驗性運行檢驗，高溫/低溫換熱器內(nèi)的受熱面管束無結渣及腐蝕發(fā)生、高壓蒸汽吹灰效果良好，合成氣通道清潔；均收到了預期的良好效果。具體實施方式二在具體實施方式一實施基礎上進行實施，如圖1所示，所述三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入高溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)整流器整流后下行冷卻。所使用的生物質(zhì)原料仍以麻櫟(仍見具體實施方式一中的表l)為例，主要工藝操作條件如具體實施方式一。通過實施得到的結果是①、所述三段式氣流床氣化爐裝置的出口合成氣總量(不含激冷水)為6.35kg/s，其中含灰量O.13kg/s。②、合成氣出口合成氣中的各組分的摩爾體積含量(K忽略不計，不含激冷水)C0:38.6%，H2:29.7%，C02:9.5%，H20:21.96%，CH4:0.328%;其中合成氣干基中CO和H2的含量占87.53%;③、高溫氣流床的碳轉(zhuǎn)化率為99.8%，三段式氣流床氣化爐裝置的氣化效率80.2%;、合成氣余熱利用產(chǎn)生的過熱蒸汽壓力5.29MPa，出口溫度480°C，過熱蒸汽量16.0T/h。⑤、三段式氣流床氣化爐裝置的能量利用效率94.31%。⑥、經(jīng)過實驗性運行檢驗，高溫/低溫換熱器內(nèi)的受熱面管束無結渣及腐蝕發(fā)生、高壓蒸汽吹灰效果良好，合成氣通道清潔；同樣獲得了預期良好效果。具體實施方式三仍在具體實施方式一實施基礎上進行實施，如圖2所示，只是所述三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中下行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻。所使用的生物質(zhì)原料仍以麻櫟(仍見具體實施方式一中的表l)為例，主要工藝操作條件如具體實施方式一。通過實施得到的結果是①、所述三段式氣流床氣化爐裝置的出口合成氣總量(不含激冷水)為6.35kg/s，其中含灰量O.13kg/s。②、合成氣出口合成氣中的各組分的摩爾體積含量(K忽略不計，不含激冷水)C0:38.4%，H2:29.9%，C02:9.5%，H20:21.96%，CH4:0.328%;其中合成氣干基中CO和H2的含量占87.53%;③、高溫氣流床的碳轉(zhuǎn)化率為99.75%，三段式氣流床氣化爐裝置的氣化效率80.15%;、合成氣余熱利用產(chǎn)生的過熱蒸汽壓力5.29MPa，出口溫度480°C，過熱蒸汽量16.0T/h。⑤、三段式氣流床氣化爐裝置的能量利用效率94.23%。⑥、經(jīng)過實驗性運行檢驗，高溫/低溫換熱器內(nèi)的受熱面管束無結渣及腐蝕發(fā)生、高壓蒸汽吹灰效果良好，合成氣通道清潔；同樣獲得了預期良好效果。具體實施方式四仍在具體實施方式一實施基礎上進行實施，如圖3所示，只是所述三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的下部布置有水平式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述水平式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中上行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器并經(jīng)整流器整流后下行冷卻。所使用的生物質(zhì)原料仍以麻櫟(仍見具體實施方式一中的表l)為例，主要工藝操作條件如具體實施方式一。通過實施得到的結果是①、所述三段式氣流床氣化爐裝置的出口合成氣總量(不含激冷水)為6.35kg/s，其中含灰量O.13kg/s。②、合成氣出口合成氣中的各組分的摩爾體積含量(K忽略不計，不含激冷水)CO:38.6%，H2:29.7%，C02:9.5%，H20:21.87%，CH4:0.329%;其中合成氣干基中CO和H2的含量占87.53%;③、高溫氣流床的碳轉(zhuǎn)化率為99.8%，三段式氣流床氣化爐裝置的氣化效率80.2%;、合成氣余熱利用產(chǎn)生的過熱蒸汽壓力5.29MPa，出口溫度48(TC，過熱蒸汽量16.0T/h。⑤、三段式氣流床氣化爐裝置的能量利用效率94.30%。⑥、經(jīng)過實驗性運行檢驗，高溫/低溫換熱器內(nèi)的受熱面管束無結渣及腐蝕發(fā)生，高溫換熱器內(nèi)采用高壓蒸汽吹灰效果良好，低溫換熱器內(nèi)采用機械振打除灰同樣良好，合成氣通道清潔；同樣獲得了預期良好效果。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制；凡本行業(yè)的普通技術人員，均可按以上所述和說明書附圖所示而順暢地實施本發(fā)明；但凡在不脫離本發(fā)明技術方案而作出的更動、修飾與演變的等同變化，均為本發(fā)明的等效實施例，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。權利要求一種帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，以生物質(zhì)為原料，原料經(jīng)熱解獲得固態(tài)炭和熱解氣，將固態(tài)炭研磨后獲得炭粉，炭粉由熱解氣/氮氣/二氧化碳氣體輸送，同時采用氧氣為氧化劑，炭粉、熱解氣和氧氣通過燃燒器進入氣流床中進行氣化反應，得到高溫合成氣，高溫合成氣的物理熱通過氣化爐內(nèi)的換熱器將熱量傳遞給水產(chǎn)生過熱蒸汽，高溫合成氣冷卻后流出氣化爐，其特征在于①、將所述的帶余熱利用的氣流床氣化爐裝置分成三段，分別為高溫氣流床、高溫換熱器、低溫換熱器；②、在所述高溫氣流床中，采用固態(tài)排渣的氣流床氣化技術，所述高溫氣流床的爐內(nèi)壁采用敷有耐火材料的膜式水冷壁構成，所述高溫氣流床的合成氣出口溫度在1280℃～1320℃之間；③、在所述高溫換熱器中，合成氣的入口溫度在1280℃～1320℃之間，出口溫度在580℃～600℃之間；所述高溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，所述高溫換熱器中布置有激冷室和高溫過熱器，進入所述激冷室的合成氣溫度在1000℃～1100℃之間，離開所述激冷室激冷后的合成氣溫度在700℃～800℃之間；④、在所述低溫換熱器中，合成氣的入口溫度在580℃～600℃之間，出口溫度在220℃～230℃之間；所述低溫換熱器的爐內(nèi)壁采用光管膜式水冷壁構成，所述低溫換熱器中布置有低溫過熱器和省煤器。2.根據(jù)權利要求1所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，其特征在于所述三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入高溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)整流器整流后下行冷卻。3.根據(jù)權利要求1所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，其特征在于所述三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的頂部布置有下行式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述下行式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中下行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中下行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器中并經(jīng)過整流縮口整流后上行冷卻。4.根據(jù)權利要求1所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，其特征在于所述三段式氣流床氣化爐裝置的所述高溫氣流床的下部布置有水平式燃燒器，所述炭粉、熱解氣和氧氣通過所述水平式燃燒器進入高溫氣流床中進行氣化反應，合成氣在高溫氣流床中上行、經(jīng)過整流縮口進入高溫換熱器中上行冷卻、再經(jīng)過內(nèi)壁由光管膜式水冷壁構成的連接通道進入低溫換熱器并經(jīng)整流器整流后下行冷卻。5.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，其特征在于所述三段式氣流床氣化爐裝置的爐內(nèi)壁橫截面為圓形、方形、八角形、圓形/方形/八角形任意組合的一種。6.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，其特征在于在所述的高溫換熱器中，所述激冷室以水作為激冷劑，所述合成氣在激冷室的停留時間在0.3秒以內(nèi)。7.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，其特征在于在所述的高溫換熱器中，激冷室的激冷噴水方式采用自上向下霧化噴水、或自下向上霧化噴水、或水平環(huán)形霧化噴水中的一種。8.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，其特征在于在所述的高溫換熱器中，對所述的高溫過熱器受熱面管束采用高壓蒸汽吹掃方式或采用機械振打方式進行除灰。9.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術，其特征在于所述三段式氣流床氣化爐裝置中在合成氣轉(zhuǎn)向處均采用了整流方法，使合成氣進入下一個環(huán)節(jié)時保持氣流均勻分布。全文摘要本發(fā)明帶余熱利用的生物質(zhì)三段式氣流床氣化技術涉及能源化工
技術領域：
。生物質(zhì)熱解后的炭粉、熱解氣及氧氣由燃燒器進入氣流床氣化獲合成氣，氣化余熱由氣化爐裝置的換熱器將熱量傳給水產(chǎn)生過熱蒸汽。氣流床氣化爐裝置分高溫氣流床、高溫換熱器、低溫換熱器三段；高溫氣流床采用固態(tài)排渣氣流床氣化技術，合成氣出口1280℃～1320℃；高溫換熱器合成氣入口1280℃～1320℃而出口580℃～600℃，其中布置有激冷室和高溫過熱器，入激冷室的合成氣1000℃～1100℃而離開700℃～800℃；低溫換熱器，合成氣入口580℃～600℃而出口220℃～230℃，其中布置有低溫過熱器和省煤器。用于生物質(zhì)高效氣化。文檔編號C10J3/72GK101709228SQ20091022418公開日2010年5月19日申請日期2009年11月26日優(yōu)先權日2009年11月26日發(fā)明者韓劍鋒申請人:中節(jié)環(huán)(北京)能源技術有限公司