一种中央生物质气化炉及其生物质气化工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111718763A(43)申请公布日2020.09.29(21)申请号201910216848.0(22)申请日2019.03.21(71)申请人唐山绿科生物质科技有限公司地址063000河北省唐山市高新区东方大厦2楼5299号(72)发明人董成龙董晶晶宋得坤朱琳(51)Int.Cl.C10J3/66(2006.01)C10J3/72(2006.01)C10J3/84(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种中央生物质气化炉及其生物质气化工艺(57)摘要一种中央生物质气化炉及其生物质气化工艺：为了提供反应的热力学条件，气化过程需要供给空气或氧气，使原料发生部分燃烧。尽可能将能量保留在反应后得到的可燃气中，气化后的产物含有H2、CO及低分子的CmHn等可燃性气体，整个过程可分为：干燥、热解、氧化和还原。本发明的生物质气化工艺简单，成本低，易于规模化生产。CN111718763ACN111718763A权利要求书1/1页1.本发明的特征在于：一种中央生物质气化炉及其生物质气化工艺包括如下步骤：（1）将生物质原料输送到微波炭化装置，该装置采用微波加热装置，进行热解反应，同时有搅杆进行搅拌，炭化温度应控制在200℃-600℃，升温速率为3-5°min-1；（2）干燥过程：生物质进入气化炉后，在热量的作用下，析出表面水分，在200~300℃时为主要干燥阶段，物料依次进行干燥、干馏，发生热解反应，得到热解气，热解气中含有生物质油、水蒸汽和燃气，物料升温至400～500℃；（3）热解反应当温度升高到300℃以上时开始进行热解反应；在300~400℃时，生物质就可以释放出70%左右的挥发组分，而煤要到750℃以上才能释放出大约30%的挥发分，热解反应析出挥发分主要包括水蒸气、氢气、一氧化碳、甲烷、焦油及其他碳氢化合物，部分物料与含氧气体发生氧化反应，放出大量热，使反应温度升至600～900℃，物料在该温度下部分发生气化反应生成燃气和生物炭，大部分所述步骤（2）中产生的生物质在该温度下发生裂解反应生成燃气；（4）氧化反应热解的剩余木炭与引入的空气发生反应，同时释放大量的热以支持生物干燥、热解和后续的还原反应，温度可达到1000~1200℃；热解气中的大部分生物质油在800～1000℃下被催化剂催化裂解，生成燃气；（5）还原过程还原过程没有氧气存在，氧化层中的燃烧产物及水蒸气与还原层中木炭发生反应，生成氢气和一氧化碳等，这些气体和挥发分组成了可燃气体，完成了固体生物质向气体燃料的转化过程；（6）将生物炭与热解气进行分离；（7）将高温气化炉生成的合成气送到净化装置中，利用过滤除尘方式，得到更纯净的合成气，净化装置内的温度控制在350℃以上；（8）净化后的合成气通过显热回收装置，将合成气的显热被显热回收装置中的冷却介质吸收；显热回收装置出口的合成气温度控制在50—150℃之间；为了提供反应的热力学条件，气化过程需要供给空气或氧气，使原料发生部分燃烧；尽可能将能量保留在反应后得到的可燃气中，气化后的产物含有H2、CO及低分子的CmHn等可燃性气体，整个过程可分为：干燥、热解、氧化和还原；本发明的特征在于：所述气化炉中，生物质原料由炉顶加入，气化剂由炉底部进气口加入，气体流动的方向与燃料运动的方向相反，向下流动的生物质原料被向上流动的热气体烘干、裂解、气化。2CN111718763A说明书1/5页一种中央生物质气化炉及其生物质气化工艺技术领域[0001]本发明涉及一种生物质气化炉，特别涉及一种中央生物质气化炉及其生物质气化工艺，属于生物质气化工艺领域。背景技术[0002]生物质气化技术是通过热化学反应将固态生物质转换为气体燃料的过程；生物质气化过程是复杂的物理变化和化学变化过程；它通过气化装置的热化学反应，可将低品位的固体生物质转换成高品位的可燃气。[0003]生物质气化技术已有160多年的历史，但较大规模应用生物质热解气化技术，始于20世纪30、40年代，第二次世界大战期间，为解决石油燃料的短缺，用于内燃机的小型气化装置得到广泛使用；从七十年代初开始，受石油危机影响，这一技术有了新的发展。[0004]在本世纪四十年代初期，我国部分地区曾以木炭和木块为燃料经气化驱动民用车辆，五十到六十年代初期，我国部分城乡曾以木质燃料气化驱动内燃机，取代柴油和汽油，用于驱动汽车和提水发电设备.现在，它作为矿物能源的补充能源更加受到各国重视。[0005]国外生物质气化装置一般规模较大，自动化程度高，工艺较复杂，以发电和供热为主，气化效率可达60%～90%，可燃气热值为1.7～2.5×104kJm3；目前，在该领域具有领先水平的国家有瑞典、美国、意大利、德国等；美国近年来在生