[发明专利]用于制油的生物质合成气负压净化工艺方法和系统配置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制油的生物质合成气负压净化工艺方法和系统配置。

背景技术

随着化石燃料逐渐枯竭，生物质可再生清洁能源的开发利用日益受到关注，并处于快速发展之中。生物质制气、制油是新能源开发领域的重要研究课题。

同煤制气一样，生物质制气也须经历冷却、洗涤等净化过程。目前，有关生物质气化方法的研究成果很多，但关于生物质合成气如何净化的研究却较少，多是沿用传统煤气冷却、洗涤的老办法，如果忽视生物质制气出口烟温比煤制气出口烟温高得多的具体情况，照搬照套煤气初冷的工艺方法显然是不合适的，从炭化室出来的粗煤气温度在650℃，而本工艺的气化炉出口合成气的温度高达1000℃，因此在冷却方面的技术必须有所创新。

传统的煤气初冷方式分为间接初冷、直接初冷、间-直接初冷三种，初冷主要是指煤气从炭化室出来在进入电捕焦油器之前将其冷却到22～35℃。

间接初冷时煤气与冷却介质不直接接触，两相只间接传热，不进行传质过程。煤气冷却、净化效果好。

直接初冷时煤气与喷洒氨水直接接触进行传质和传热过程。与间接初冷相比，具有煤气冷却效率高、阻力小、设备造价低、动力消耗大的特点。

间直接初冷是煤气先经过间接冷却器再经过直接冷却器的组合工艺方法，其特点是发挥两者的长处。

煤气除尘的方法也有很多，包括沉降、过滤、旋风除尘、电除尘、水洗或文丘里除尘等，不同的方式，除尘效果和阻力消耗差别也较大。

煤气除焦油的设备主要是电捕焦油器。

不同的原料及气化工艺，合成气的特性不尽相同，要达到先进的净化指标和经济指标，应采用有针对性的工艺方法和系统配置。

传统煤制气的净化方法，系统复杂、流程长、能耗高、效率低、稳定性、经济性差，用于生物质合成气的处理时，须经优化和改进。

本申请人的科研人员，结合生物质高温气化工艺和合成气的理化特性，对其冷却、净化方法，做了大量的试验研究，形成了本发明的内容。

发明内容

本发明的目的在于，提供一套适用于制油的生物质合成气负压净化工艺方法和系统配置。通过采取优化的有针对性的工艺方案和流程设计，配置合理的工艺设备，控制适当的工艺参数，解决传统煤化工净化方法系统复杂、流程长、能耗高、效率低、稳定性和经济性差、针对性差的问题，实现技术与经济性的统一。

本发明提出的技术方案：

针对生物质固定床等离子高温气化工艺及合成气的特点(气温度高达1000～1100℃、粉尘含量小于20g/Nm3、焦油含量小于3g/Nm3)，在参考煤制气冷却、净化工艺的基础上，拟定了本方案：一种用于制油的生物质合成气负压净化方法，其特征在于，自气化炉引出的高温合成气，采用高温水冷烟道连接，水冷式激冷塔加喷水部分激冷凝渣，水管式余热炉+热管式余热炉两段、双压余热回收，副产中压、低压蒸汽对外供出，热管式余热炉凝结回收重质焦油后，进行无填料文丘里洗涤塔洗气降温除尘，湿式电除尘器深度除尘、除焦油雾，然后经煤气风机抽出，送入湿式气柜储存或供下游工段使用的负压流程，设定并控制适当的工艺参数，实现合成气的分段冷却，余热梯级回用，逐级除尘和除焦油的目标，达到出口成品气粉尘和焦油含量均＜10mg/Nm3、温度＜45℃、显热回收率大于80％的指标。

本发明的方案中，自气化炉顶引出的温度1000～1100℃、粉尘含量小于20g/Nm³、焦油含量小于3g/Nm³的高温合成气，经高温水冷烟道，送入水冷式激冷塔喷水激冷至800±20℃，凝出熔渣后，进入水管式余热炉回收中温余热，水管式余热炉产生的中压蒸汽对外供出，出水管式余热炉的合成气450±20℃，送入热管式余热炉回收低温余热，产生的低压蒸汽对外供汽，合成气在热管式余热炉中降温冷却的同时，析出的部分重质焦油，通过槽斗收集除去；出热管式余热炉时，合成气降温至200±10℃℃，送入无填料文丘里洗涤塔，洗涤除尘并进一步降温，合成气中的绝大部分粉尘、焦油滴及水溶性气体进入洗涤液除去；洗涤后的合成气温45±2℃，再送入湿式电除尘器进行深度除尘、除焦油后，合成气达到粉尘和焦油含量均＜10mg/Nm³、温度＜45℃，显热回收率大于80％，合格的合成气经煤气风机，抽送至湿式气柜储存或供下游工段使用，所述的湿式气柜并联燃放火炬，对废气进行燃烧处理。