專利名稱：一種富氧生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，尤其涉及一種富氧生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國(guó)生物質(zhì)燃料資源豐富，大力開(kāi)發(fā)生物質(zhì)燃料資源，有助于改善我國(guó)以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu)，既能減少硫化物和氮氧化物的排放，又可緩解溫室效應(yīng)。生物質(zhì)氣化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了低品位生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)燃?xì)?，可以在很多領(lǐng)域替代石油、天然氣等石化能源。但是現(xiàn)有生物質(zhì)技術(shù)中，生物質(zhì)燃?xì)庵械獨(dú)夂窟^(guò)高，使得燃?xì)鉄嶂递^低，限制了生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用，因此采用富氧氣化可以減少燃?xì)庵械獨(dú)夂浚岣呷細(xì)鉄嶂?，能夠有效提高生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用范圍和效益。授權(quán)公開(kāi)號(hào)為CN1221777A的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種生物質(zhì)氧氣氣化產(chǎn)生中熱值可燃?xì)怏w的方法及裝置，生物質(zhì)原料在爐內(nèi)富氧條件下發(fā)生熱解及氣化反應(yīng)，減少了燃?xì)庵械獨(dú)獾暮?，提高燃?xì)獾臒嶂?；殘?zhí)客ㄟ^(guò)返料送入氣化爐繼續(xù)反應(yīng)，減少氣化過(guò)程中灰渣化學(xué)熱損失。該種方法及裝置對(duì)生物質(zhì)原料的含水率和顆粒粒度要求較高，生物質(zhì)原料需要烘干和粉碎，運(yùn)行成本高，經(jīng)濟(jì)性較差，難以真正應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。授權(quán)公開(kāi)號(hào)為CN101164866A的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種生物質(zhì)分步式富氧氣化制備合成氣的方法和裝置，生物質(zhì)原料在隔絕空氣的情況下低溫?zé)峤?，所有產(chǎn)物一起送入下吸式固定床氣化爐，與高溫富氧氣體發(fā)生燃燒反應(yīng)形成950 1300°C的高溫氧化區(qū)，得到高熱值、低焦油的生物質(zhì)燃?xì)?，該種方法確實(shí)可以減少燃?xì)庵械慕褂秃?，但由于氧化區(qū)的溫度已高出生物質(zhì)的結(jié)渣溫度，系統(tǒng)不能連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行；下吸式固定床氣化爐氣化強(qiáng)度低，難以滿足大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的需求。現(xiàn)有的生物質(zhì)富氧氣化技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)`化應(yīng)用，有待改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題在于提供一種富氧生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種富氧生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)，主要包括:生物質(zhì)從氣化爐的中下部加入，經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱的富氧空氣和過(guò)熱水蒸氣由氣化爐底部加入，生物質(zhì)在床料輔助作用下快速流化，發(fā)生熱解及氣化反應(yīng)，溫度控制在650 950°C的范圍內(nèi)，產(chǎn)生的高溫燃?xì)饨?jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，燃?xì)庵械臍執(zhí)亢痛擦嫌煞盗涎b置從氣化爐下部送回氣化爐繼續(xù)反應(yīng)，高溫燃?xì)庖来瓮ㄟ^(guò)過(guò)熱器、余熱鍋爐、預(yù)熱器后離開(kāi)系統(tǒng)。所述富氧空氣氧氣濃度不低于30%，進(jìn)入氣化爐前的溫度不高于500°C。所述過(guò)熱水蒸氣的過(guò)熱度為10 500°C。所述床料為河沙、石英砂、陶瓷球、灰渣，粒徑小于3mm。
所述高溫燃?xì)膺M(jìn)入過(guò)熱器之前溫度不低于600°C，經(jīng)預(yù)熱器后溫度不低于400°C。所述生物質(zhì)水分小于40%,顆粒粒徑小于4cm。本發(fā)明特點(diǎn)在于:①生物質(zhì)全部從氣化爐中下部加入，生物組中的揮發(fā)分在還原區(qū)快速釋放，直接成為燃?xì)獾慕M分，提高了燃?xì)鉄嶂?；②富氧空氣氧氣濃度不低?0%，減少了燃?xì)庵械獨(dú)夂?，提高了燃?xì)獾臒嶂?；③采用床料輔助生物質(zhì)實(shí)現(xiàn)快速流化，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，增加傳熱、傳質(zhì)效率；④富氧空氣預(yù)熱后擴(kuò)大了生物質(zhì)含水率范圍。


圖1是本發(fā)明一種富氧生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)的工藝結(jié)構(gòu)圖。圖中組件符號(hào)說(shuō)明:原料料倉(cāng)I，加料螺旋輸送機(jī)2，床料料倉(cāng)3，加床料螺旋輸送機(jī)4，氣化爐5，布風(fēng)板6，旋風(fēng)分離器7，返料器8，旋風(fēng)除塵器9，過(guò)熱器10，余熱鍋爐11，預(yù)熱器12。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明以生物質(zhì)為原料，經(jīng)加料螺旋輸送機(jī)2從氣化爐5中部的還原區(qū)加入，在氣化爐5中，生物質(zhì)中的揮發(fā)分快速釋放，熱解產(chǎn)生的半焦與底部通入的高溫預(yù)熱富氧空氣和水蒸氣發(fā)生氣化反應(yīng)，生成的燃?xì)夂臀赐耆磻?yīng)的半焦經(jīng)旋風(fēng)分離器7分離后，依次經(jīng)過(guò)過(guò)熱器10、余熱鍋爐11、預(yù)熱器12后離開(kāi)系統(tǒng)，分離器出來(lái)的半焦經(jīng)返料器8返回氣化爐5重新反應(yīng)。實(shí)施例1富氧空氣預(yù)熱溫度351 °C，預(yù)熱的高溫富氧空氣從氣化爐5底部進(jìn)入，含水量18%的木片從氣化爐5中下部通過(guò)加料螺旋輸送機(jī)2加入，在氣化爐5中生物質(zhì)與高溫富氧空氣發(fā)生高效氣化反應(yīng)，從氣化爐5中出來(lái)的高溫燃?xì)饨?jīng)旋風(fēng)分離器7后依次通過(guò)旋風(fēng)除塵器9、過(guò)熱器10、余熱鍋爐11和預(yù)熱器12，得到溫度為420°C、熱值為10800kj/Nm3的高品質(zhì)燃?xì)狻?shí)施例2富氧空氣預(yù)熱溫度323°C，預(yù)熱的高溫富氧空氣從氣化爐5底部進(jìn)入，含水量10%的木片從氣化爐5中下部通過(guò)加料螺旋輸送機(jī)2加入，在氣化爐5中生物質(zhì)與高溫富氧空氣發(fā)生高效氣化反應(yīng)，從氣化爐5中出來(lái)的高溫燃?xì)饨?jīng)旋風(fēng)分離器7后依次通過(guò)旋風(fēng)除塵器9、過(guò)熱器10、余熱鍋爐11和預(yù)熱器12，得到溫度為431°C、熱值為11500kj/Nm3的高品質(zhì)燃?xì)狻?br> 權(quán)利要求
1.一種富氧生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)，其特征在于生物質(zhì)從氣化爐的中下部加入，經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱的富氧空氣和過(guò)熱水蒸氣由氣化爐底部加入，生物質(zhì)在床料輔助作用下快速流化，發(fā)生熱解及氣化反應(yīng)，通過(guò)調(diào)節(jié)生物質(zhì)原料、富氧空氣和過(guò)熱蒸氣的量，使得氣化爐內(nèi)溫度始終控制650 950°C的范圍內(nèi)，產(chǎn)生的高溫燃?xì)饨?jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，燃?xì)庵械臍執(zhí)亢痛擦嫌煞盗涎b置從氣化爐下部送回氣化爐繼續(xù)反應(yīng)，高溫燃?xì)庖来瓮ㄟ^(guò)旋風(fēng)除塵器、過(guò)熱器、余熱鍋爐、預(yù)熱器后離開(kāi)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富氧生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)，其特征在于富氧空氣氧氣濃度不低于30%，進(jìn)入氣化爐前的溫度不高于500°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富氧生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)，其特征在于過(guò)熱蒸氣的過(guò)熱度為10 500°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富氧生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)，其特征在于床料為河沙、石英砂、陶瓷球、灰渣，粒徑小于3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的一種富氧生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)，其特征在于高溫燃?xì)膺M(jìn)入過(guò)熱器之前溫度不低于60(TC，經(jīng)預(yù)熱器后溫度不低于400°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種富氧生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)，其特征在于生物質(zhì)原料水分含量小于40%,顆粒粒徑小于4cm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種富氧生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)，生物質(zhì)從氣化爐的中下部加入，經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱的富氧空氣和過(guò)熱水蒸氣由氣化爐底部加入，生物質(zhì)在床料輔助作用下快速流化，發(fā)生熱解及氣化反應(yīng)，產(chǎn)生的高溫燃?xì)饨?jīng)旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，燃?xì)庵械臍執(zhí)亢痛擦嫌煞盗涎b置從氣化爐下部送回氣化爐繼續(xù)反應(yīng)，高溫燃?xì)庖来瓮ㄟ^(guò)旋風(fēng)除塵器、過(guò)熱器、余熱鍋爐、預(yù)熱器后離開(kāi)系統(tǒng)。本發(fā)明可以有效降低燃?xì)庵械獨(dú)怏w積份額和灰塵、焦油濃度，提高燃?xì)鉄嶂?，得到高品質(zhì)清潔燃?xì)狻?br> 文檔編號(hào)C10J3/84GK103205281SQ20131012014
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者張守軍, 魯萬(wàn)寶, 趙成武, 吳銀龍 申請(qǐng)人:合肥德博生物能源科技有限公司