一种煤与生物质共气化制备合成气系统及工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103450948A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103450948103450948A(43)申请公布日2013.12.18(21)申请号201310362969.9C10J3/72(2006.01)(22)申请日2013.08.19(71)申请人广东顺德西安交通大学研究院地址528300广东省佛山市顺德区大良街道德胜东路3号申请人西安交通大学(72)发明人王树众吴志强赵军陈林孟海鱼(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人徐文权(51)Int.Cl.C10J3/56(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书5页说明书5页附图3页附图3页(54)发明名称一种煤与生物质共气化制备合成气系统及工艺(57)摘要本发明提供一种煤与生物质共气化制备合成气系统及工艺，包括进料装置、气化炉本体和气化介质发生装置；气化炉本体由下部密相区和上部稀相区组成，在密相区的底部布置有多风室布风装置；多风室布风装置与气化介质发生装置出口相连结；进料装置与气化炉本体在密相区与稀相区的结合部连接；在多风室布风装置与气化炉本体之间的出渣口连接有出渣装置；稀相区上部侧壁设有合成气出口；气化介质发生装置包括富氧制备装置和/或水蒸气发生装置；多风室布风装置采用圆锥形或倒圆锥形布风方式。本发明可有效实现煤、木质纤维素及城市生活垃圾的共气化，有效利用煤与生物质的协同效应，具有原料适应性广，气化速度快、排渣残碳少、污染物易于控制等优势。CN103450948ACN1034598ACN103450948A权利要求书1/2页1.一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，包括进料装置（1）、气化炉本体（2）和气化介质发生装置（5）；气化炉本体（2）由下部密相区和上部稀相区组成，在密相区的底部布置有多风室布风装置（3），多风室布风装置（3）由两个或多个相互封闭的环形风室组成，其上布置有圆锥形的倾斜布风板；多风室布风装置（3）与气化介质发生装置（5）出口相连结；进料装置（1）与气化炉本体（2）在密相区与稀相区的结合部连接；在多风室布风装置（3）与气化炉本体（1）之间的出渣口连接有出渣装置（4）；稀相区上部侧壁设有合成气出口；气化介质发生装置（5）包括富氧制备装置和/或水蒸气发生装置；多风室布风装置（3）采用圆锥形或倒圆锥形布风方式。2.根据权利要求1所述的一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，多风室布风装置（3）由两个紧密连接且内部空间相互独立的第一风室（32）和第二风室（33）组成；第一风室（32）和第二风室（33）为环形互相嵌套。3.根据权利要求2所述的一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，布风板上安装有多个定向风帽（31），所述定向风帽（31）由一个一端封闭的圆管加工而成，在靠近封闭端的管壁侧面有两个出风孔，在同一水平面内，两个出风孔相互呈40～120°夹角布置；定向风帽（31）在布风板上呈中心对称分布，其出风孔沿布风板圆周方向呈顺时针或逆时针布置，其两个出风孔中心线的角平分线与布风板圆周切线外侧方向有10～40°的夹角，使气化炉本体（2）底层床料能够沿螺旋线由中心向外侧运动。4.根据权利要求1所述的一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，富氧制备装置采用膜分离制氧或变压吸附制氧。5.根据权利要求1所述的一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，进料装置（1）的入口连接有粮仓；所述粮仓，用于存储预处理后的生物质与煤的混合物。6.根据权利要求5所述的一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，所述生物质为木质纤维素类生物质或城市生活垃圾；所述木质纤维素类生物质为农业秸秆类废弃物、农作物加工废弃物、木材及林产品加工废弃物中的一种或几种；所述煤为褐煤或烟煤中一种或两种。7.根据权利要求6所述的一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，对于木质纤维素类生物质，所述预处理为在隔绝空气、温度范围为200-350℃，处理时间为60-200min，然后破碎至3-8mm；对于城市生活垃圾，所述预处理为破袋、将渣土类物质筛分后破碎至5-10mm。8.根据权利要求1至7中任一项所述的煤与生物质共气化制备合成气系统制备合成气的工艺，其特征在于，包括以下步骤：1）对生物质进行预处理；2）然后将预处理后的生物质输运至料仓与粒径为5-10mm的煤粉以1:3～3:1的质量比例混合均匀形成混合物后进入气化炉本体（2）；3）气化介质发生装置（5）产生气化介质从气化炉底部的多风室布风装置（3）进入气化炉本体（2）内与生物质与煤粉的混合物反应生成合成气；其中，对于生物质为木质纤维素类生物质的情况：步骤1）中所述预处理为：在隔绝空气、温度范围为200-350