生物質(zhì)兩段式干餾氣化工藝及裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及生物質(zhì)干餾氣化方法和設(shè)備，特別涉及一種生物質(zhì)兩段式干餾氣化工藝及
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的生物質(zhì)氣化爐，其氣化工藝及裝置，工藝一般為生物質(zhì)直接在氣化爐進(jìn)行氣化，氣化劑為常溫空氣。裝置一般為上吸式或者下吸式生物質(zhì)氣化爐。這種干餾氣化工藝及裝置為生物質(zhì)的氣化發(fā)揮了作用，但其同時(shí)存在著如下的缺點(diǎn)或不足:①氣化過(guò)程產(chǎn)生大量焦油，焦油含量一般高達(dá)20g/m3以上，焦油冷凝后會(huì)沉積在管道、閥門(mén)、儀表和灶具上，嚴(yán)重影響系統(tǒng)正常運(yùn)行；?清除焦油困難極大，目前尚沒(méi)有很有效的辦法做到完全清除；③焦油的清除不僅浪費(fèi)了焦油自身所含的能量，而且?guī)?lái)了二次污染；④普通氣化爐空氣作為氣化劑，氣化氣中N2含量高，熱值低，熱值大約在4.6MJ/m3左右；?氣化氣焦油的存在，增加了維護(hù)強(qiáng)度，提高了運(yùn)行成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種生物質(zhì)兩段式干餾氣化工藝，采用生物質(zhì)干餾和氣化兩段工藝，利用生物質(zhì)干餾過(guò)程中析出的干餾氣及氣態(tài)焦油，在焦油尚未冷卻的氣態(tài)下全部燃燒，回收利用干餾氣及氣態(tài)焦油所含的熱量，以滿足生物質(zhì)干餾過(guò)程中所需的能耗；干餾燃燒后煙氣余熱與氣化余熱分別為氣化爐提供高溫蒸汽與高溫空氣氣化劑，產(chǎn)生高熱值氣化氣，不僅避免焦油脫除的難題及帶來(lái)的二次污染，而且完全回收利用了焦油所含的能量，又有效地克服或避免上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)或不足。
[0004]本發(fā)明所述的另一個(gè)目的是提供一種生物質(zhì)兩段式干餾氣化裝置，采用風(fēng)機(jī)、干餾器蒸汽發(fā)生器、封氣倉(cāng)、夾層干餾器、干餾氣燃燒爐、氣處理模塊、空氣加熱器、除塵器和氣化爐的聯(lián)合工藝裝置，將生物質(zhì)熱解析出的干餾氣及氣態(tài)焦油，通過(guò)干餾氣燃燒爐完全燃燒，干餾后的生物質(zhì)再進(jìn)入氣化爐氣化，既避免氣化過(guò)程中焦油的產(chǎn)生，又克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)或不足。
[0005]本發(fā)明所述的生物質(zhì)兩段式干餾氣化工藝，包括生物質(zhì)干餾和氣化兩段工藝，其特征在于所述干餾和氣化工藝在生物質(zhì)兩段式干餾氣化裝置中進(jìn)行，生物質(zhì)干餾工藝步驟為:A)干餾氣燃燒爐通入液化氣，液化氣燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入干餾器夾層內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)干餾器達(dá)到預(yù)定溫度500°C?600°C后，生物質(zhì)開(kāi)始通過(guò)出料封氣倉(cāng)進(jìn)入干餾器進(jìn)行絕氧熱解，熱解過(guò)程中析出干餾氣及氣態(tài)焦油；B)在氣態(tài)焦油尚未冷卻的狀態(tài)下，進(jìn)入干餾氣燃燒爐內(nèi)全部燃燒；C)干餾氣及氣態(tài)焦油在干餾氣燃燒爐5燃燒，所產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)干餾器的夾層壁換熱，為流經(jīng)干餾器內(nèi)腔的生物質(zhì)干餾過(guò)程提供熱能；氣化工藝步驟為:D)流經(jīng)干餾器的高溫?zé)煔鈸Q熱形成中溫?zé)煔猓M(jìn)入干餾器蒸汽發(fā)生器，為氣化爐提供高溫蒸汽氣化劑；E)干餾后的生物質(zhì)經(jīng)過(guò)第二出灰封氣倉(cāng)進(jìn)入氣化爐內(nèi)進(jìn)行氣化；F)氣化產(chǎn)生的氣化氣經(jīng)過(guò)除塵器除塵后，進(jìn)入空氣加熱器內(nèi)進(jìn)行換熱，換熱后的氣化氣余熱和換熱后的煙氣余熱，為氣化爐提供110°c?120°C的高溫蒸汽和300°C?600°C的高溫空氣氣化劑，產(chǎn)生5.0MJ/m3?8.0MJ/m3的的高熱值氣化氣，為氣化爐提供高熱值氣化劑；G)換熱后的氣化氣經(jīng)過(guò)氣處理模塊冷卻、過(guò)濾后，由氣化氣風(fēng)機(jī)泵送到燃?xì)獍l(fā)電。
[0006]其中，所述生物質(zhì)的干餾過(guò)程在干餾器4內(nèi)絕氧環(huán)境下進(jìn)行，干餾器的進(jìn)出料口安裝連接有進(jìn)出料封氣倉(cāng)，以確保干餾過(guò)程的絕氧環(huán)境。所述干餾器內(nèi)產(chǎn)生的干餾氣輸入到干餾氣燃燒爐內(nèi)，燃燒后所產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠佥斎氲礁绅s器夾層內(nèi)，通過(guò)夾層壁加熱干餾器內(nèi)腔的生物質(zhì)到450°C?550°C實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)干餾。所述生物質(zhì)干餾過(guò)程所需的能耗，全部由燃燒干餾氣及氣態(tài)焦油釋放的熱能通過(guò)干餾器夾層換熱提供。所述進(jìn)入氣化爐進(jìn)行氣化的生物質(zhì)，干餾過(guò)程中的可熱解的揮發(fā)份及焦油全部析出，干餾后的生物質(zhì)在氣化過(guò)程中只產(chǎn)生清潔的氣化氣與草木灰。所述氣化爐內(nèi)的氣化劑由110°C到120°C的高溫蒸汽與300°C高溫空氣按照質(zhì)量比1:2到1:4的比例進(jìn)入氣化爐內(nèi)混合后形成。
[0007]本發(fā)明所述生物質(zhì)兩段式干餾氣化裝置，包括風(fēng)機(jī)、干餾器蒸汽發(fā)生器、進(jìn)料封氣倉(cāng)、干餾器、干餾氣燃燒爐、氣化氣風(fēng)機(jī)、氣處理模塊、空氣加熱器、除塵器、氣化爐。所述夾層干餾器通過(guò)管道，上部與進(jìn)料封氣倉(cāng)相連接，下部順次與出料封氣倉(cāng)、氣化爐、除塵器、空氣加熱器、氣處理模塊和氣化氣風(fēng)機(jī)相連接；夾層干餾器的一邊連接有干餾器燃燒爐，另一邊順次連接有干餾器蒸汽發(fā)生器和風(fēng)機(jī)；干餾器蒸汽發(fā)生器還順次與氣化爐和空氣加熱器相連接；氣化爐下端連接有出灰封氣倉(cāng)；除塵器下端連接有第二出灰封氣倉(cāng)。
[0008]其中，所述干餾器為夾層式結(jié)構(gòu)，其進(jìn)料口安裝連接有進(jìn)料封氣倉(cāng)，出料口安裝連接有出料封氣倉(cāng)。所述干餾器為夾層式結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔安裝有輸料螺旋。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、干餾過(guò)程干餾氣及焦油全部析出，并且完全燃燒利用，工藝節(jié)能環(huán)保；
2、生物質(zhì)氣化氣不含焦油，避免焦油脫除難題，無(wú)二次污染物排放；
3、夾層干餾器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，生物質(zhì)干餾均勻、充分；
4、焦油燃燒回收利用，能量利用轉(zhuǎn)換率高，無(wú)有害氣體排放，利于環(huán)保；
5、系統(tǒng)自身余熱產(chǎn)生高溫蒸汽與高溫空氣作為氣化劑，減小氣化氣中的N2的含量，減小氣化氣中H2含量，氣化反應(yīng)溫度高、反應(yīng)速率高，氣化氣熱值高，熱值可達(dá)7MJ/m3以上；
6、干餾階段產(chǎn)生的干餾氣及伴生的焦油，燃燒后產(chǎn)生大量熱能，可以將含水量在20%以內(nèi)的生物質(zhì)在無(wú)需外界提供熱能的情況下，依靠自身燃燒釋放的熱能進(jìn)行干餾。
[0010]7、氣化工藝對(duì)各種生物質(zhì)原料的適應(yīng)性廣，操作彈性大。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施例流程結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為按圖1所示的干餾器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]具體工作方式
一種生物質(zhì)兩段式干餾氣化工藝，包括生物質(zhì)干餾和氣化兩段工藝，其特征在于所述干餾和氣化工藝在生物質(zhì)兩段式干餾氣化裝置中進(jìn)行，生物質(zhì)干餾工藝步驟為:A)干餾氣燃燒爐5通入液化氣，液化氣燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M(jìn)入干餾器4夾層內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，當(dāng)干餾器4達(dá)到預(yù)定溫度500°C?600°C后，生物質(zhì)開(kāi)始通過(guò)出料封氣倉(cāng)13進(jìn)入干餾器4進(jìn)行絕氧熱解，熱解過(guò)程中析出干餾氣及氣態(tài)焦油；B)在氣態(tài)焦油尚未冷卻的狀態(tài)下，進(jìn)入干餾氣燃燒爐5內(nèi)全部燃燒；C)干餾氣及氣態(tài)焦油在干餾氣燃燒爐5燃燒，所產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)干餾器4的夾層壁15換熱，為流經(jīng)干餾器4內(nèi)腔的生物質(zhì)干餾過(guò)程提供熱能；氣化工藝步驟為:D)流經(jīng)干餾器4的高溫?zé)煔鈸Q熱形成中溫?zé)煔?，進(jìn)入干餾器蒸汽發(fā)生器2，為氣化爐12提供高溫蒸汽氣化劑；E)干餾后的生物質(zhì)經(jīng)過(guò)第二出灰封氣倉(cāng)9進(jìn)入氣化爐12內(nèi)進(jìn)行氣化；F)氣化產(chǎn)生的氣化氣經(jīng)過(guò)除塵器10除塵后，進(jìn)入空氣加熱器8內(nèi)進(jìn)行換熱，換熱后的氣化氣余熱和換熱后的煙氣余熱，為氣化爐12提供110°C?120°C的高溫蒸汽和300°C?6000C的高溫空氣氣化劑，產(chǎn)生5.0MJ/m3?8.0MJ/m3的高熱值氣化氣，為氣化爐12提供高熱值氣化