[发明专利]生物质气化燃气深度净化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于生物质气化过程的气体深度净化工艺。 

背景技术

生物质气化技术是近年来新发展的生物质利用新技术，不仅可以有效利用废弃资源，而且可以有效保护环境。生物质气化是将一次能源转化为清洁的二次能源的重要途径之一，其产品主要为燃料气，也可经过深度处理为合成气和氢气等。生物质气化技术可用于在供热和电力方面有着广泛的应用。但由气化炉出来的粗燃气包括飞灰、焦油以及少量含S、Cl的杂质，为此，需要进行适当净化才能有效利用。目前生物质气化气体净化技术主要参照传统的煤气净化流程。与煤气相比，生物质气所含成分是大相径庭的，如含有很少的S、N、Cl等杂质，且不含萘等稠环芳烃。因此直接将煤气净化流程照搬到生物质气体净化，会使流程过长，造成资源的浪费，显然是不适宜的。目前我国在一些生物质气化工艺中对气体净化有所描述，如我国台湾省黄家笙等人的专利《一种生物质能循环发电工艺及其发电系统》(专利号：200810087169.X)；昆明电研新能源科技开发有限公司《生物质能源气化发电装置》(专利号：200820081327.6)；北京瑞威环能能源 技术有限公司《控气型热分解系统生物质气化发电装置》(专利号：200720155628.4)；武汉力人投资有限公司《利用生物质发电的方法》(专利号：200710151203.0)；哈尔滨工大格瑞环保能源科技有限公司《生物质高温热解气化发电系统》(专利号：200910071440.5)等。但目前这些气体净化工艺缺乏系统性的研究，只是作为生物质气化工艺的附属产物，尚未形成单独的专利。 

现有技术存在如下缺陷：气体净化系统主要采用传统的旋风分离及过滤方式除去飞灰及焦油，跑冒滴漏现象严重，设备很难稳定运行；脱除焦油、氯及硫的效率不高，很难满足发电及燃烧设备及环保的相关要求。 

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供流程简单紧凑，除杂质效率高，成本低廉的气体净化工艺。 

本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种应用于生物质气化发电的气体深度净化工艺，其包括直接水洗初冷、中温电捕焦油、常温电捕焦油步骤。 

根据本发明的实施方案，还包括在中温电捕焦油和常温电捕焦油之间的气体间接终冷步骤. 

根据本发明的优选实施方案，还进一步包括除氯和/或脱硫步骤。 

在本发明的气体净化工序中，利用水洗塔中除去粗燃气中夹杂的飞灰，以及部分硫化物氮氧化物等杂质，同时降低燃气温度至90℃ 以下，更优选80℃以下，以满足中温电捕焦油的要求。 

根据本发明的实施方案，所述水洗初冷过程中可将气体温度降至90℃以下，更优选80℃以下。所述水洗初冷过程还可将95％以上的飞灰，85％以上的焦油以及70％的H₂S等有效地除去，优选将99％飞灰，90％以上的焦油以及80％的H₂S等有效地除去。 

该工艺中电捕焦油分为中温和常温两种，首先利用中温电捕焦油器除去大部分焦油，然后通过间冷塔将燃气冷却至常温，再利用常温电捕焦油器除去余下的少部分焦油。 

根据本发明的实施方案，利用两段电捕焦油(中温及常温)电捕焦油的方式将焦油脱除至10ppm以下，优选8ppm以下。 

根据本发明的实施方案，在两段电捕焦油器之间设置间接水冷塔可以将气体由中温降至常温，例如由80℃降至30℃。 

根据本发明的实施方案，利用干法脱硫脱氯方法，采用Fe₂O₃或ZnO等为载体，将硫和氯分别脱至50ppm和1ppm以下，优选30ppm和0.5ppm以下。 

根据本发明的净化工艺，还包括残渣回收、废水处理、热量回收步骤。 

前已述及，生物质燃气中含有S、Cl等杂质很少，因此并不需要火力发电厂复杂的脱除流程及庞大的脱除设备。仅需要利用干法脱除(如Fe₂O₃、ZnO等)的方式即可使S、Cl含量分别降至50ppm和1ppm以下，优选30ppm、0.5ppm以下，完全满足内燃机对这些杂质的要求，同时保证烟气外排时不污染大气。 

本发明可将生物质燃气焦油、硫和氯可分别脱至10ppm、50ppm以及1ppm以下，优选将生物质燃气焦油、硫和氯可分别脱至8ppm、30ppm以及0.5ppm以下，实现深度净化。本工艺所得净化气品质好，可满足燃烧和发电的要求，利于环保。 

附图说明

图1是本发明生物质气化过程的气体深度净化工艺的流程图。 

具体实施方式