[发明专利]固体生物质气化系统及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及固体生物质气化技术领域，更具体地说，涉及一种固体生物质气化系统及其工艺。

背景技术

城市周边多余的农作物秸秆等农林固体废弃物随意丢弃、焚烧，城镇固体生活垃圾和污水处理厂废弃物填埋等产生的环境污染已对人类生存环境产生了严重的威胁。另一方面，这些有机废弃物又是可再生的能源资源，随意焚烧、填埋、丢弃也是一种资源浪费。近几十年来，人们为防治有机废弃物对环境污染，并回收能源做了大量工作，取得了一定成效，但还存在不少问题。

例如秸秆发电厂，其工艺流程如图1所示。将秸秆作为锅炉的燃料，产生的水蒸汽驱动汽轮发电机发电，秸秆燃烧，在烟气中的焦油、灰尘大部分应用电除尘器收集用作锅炉燃料进行二次燃烧。但是此工艺产生的污水量大，而且对污水的净化处理费用高、且易造成二次污染。由于秸秆发电锅炉对燃料的要求较多，因收获周期短、原料收购、贮存、运输等难题此工艺进展缓慢。

小型秸秆气化站和发电站因工艺设备简陋，产生的焦油、污水更是难以处理，因此该项目推广实际处于停滞不前状态。其工艺流程如图2所示，该项技术气化效率低、污染严重。而且产生的焦油和污水会对环境造成二次污染。

垃圾焚烧或发电，其工艺类似秸秆发电项目，但其危害更大，不仅极易产生二噁英等致癌物质，其污水、灰渣均会造成严重二次污染。至于垃圾、污泥异地填埋，其危害不仅是污染转嫁，其在厌氧条件下产生的甲烷对地球屏障——臭氧层的破坏远大于氟利昂，产生的污水、重金属离子对地表、地下水污染、土地污染甚至无法逆转。

因此，研究改进已有的工艺技术，开发先进的工艺装置，有效处置秸秆、垃圾等有机废弃物，是事关改善人类生存环境，获取可再生能源迫在眉捷的大事。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种固体生物质气化裂解系统及其工艺，以降低由传统工艺气化产生的污染并提高原料气化效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种固体生物质气化裂解工艺，包括步骤：

a、干馏处理，对固体生物质进行干馏处理，形成生物焦和干馏气；

b、高温裂解处理，将生物焦和干馏气输入热裂解气化炉内进行高温裂解处理，并以生物焦作为燃料；

c、催化裂解处理，以冶金焦块催化剂构成的固定床层对流经的干馏气，热解气中的残存焦油进行催化裂解处理。优选的，在上述固体生物质气化裂解工艺中，对固体生物质的干馏气化处理在干馏炉内完成，对生物焦及干馏气的高温气化及裂解处理在热裂解气化炉内完成。

优选的，在上述固体生物质气化裂解工艺中，在步骤a之前还包括步骤：

a1、物料预处理，对不同的物料进行相应的粉碎、分拣或脱水处理后形成固体生物质；

a2、干燥处理，对所述固体生物质进行干燥处理。

优选的，在上述固体生物质气化裂解工艺中，还包括步骤：

由步骤b形成的可燃气输入第一预热器，将第一预热器内被可燃气加热后的空气分别导入所述干馏炉和热裂解气化炉内。

优选的，在上述固体生物质气化裂解工艺中，将经过第一预热器可燃气输入第二预热器，将第二预热器内被可燃气加热后的空气对固体生物质进行干燥处理。

优选的，在上述固体生物质气化裂解工艺中，将经过第二预热器的可燃气进行燃气净化处理，并储存净化处理后的可燃气。

一种固体生物质气化裂解系统，包括：

干馏炉；

与所述干馏炉的出气口相连的热裂解气化炉；

与所述热裂解气化炉的出气口相连的燃气净化设备。

优选的，在上述固体生物质气化裂解系统中，还包括连接在所述热裂解气化炉的出气口与所述燃气净化设备之间的第一预热器，所述第一预热器通过管路分别与所述干馏炉的空气进气口和所述热裂解气化炉的空气进气口相连。

优选的，在上述固体生物质气化裂解系统中，还包括原料干燥设备，以及连接在所述第一预热器和所述燃气净化设备之间的第二预热器，所述第二预热器通过管路将其内部被加热的空气输入到所述原料干燥设备内。

优选的，在上述固体生物质气化裂解系统中，还包括连接所述燃气净化设备的出气口与所述干馏炉的燃烧器的管路。

从上述的技术方案可以看出，本发明通过将干馏气化、高温热解气化和催化裂解技术相结合，使干馏气化产物被完全裂解或分解，使焦油粒子裂解成可燃气体使重金属盐类分解成对环境无害的性质稳定的金属氧化物，解决了单独进行干馏气化和高温热解气化，无法完全裂解的焦油和其他有害物质的污染物问题，从而实现了本发明无焦油、无污染的目的。

附图说明