[发明专利]从有机物质制造燃料的方法和气化设备

说明书

本发明涉及在气化过程中从含水有机物质制造燃料的权利要求1的前序的方法，所述方法包括燃烧有机物质，并回收气化残余物。

本发明还涉及应用权利要求1的方法的权利要求12的前序的气化设备，所述气化设备包括气密燃烧室、用于将含水有机废弃物或生物质送入燃烧室的装置和用于从燃烧室去除灰的装置。

现有技术描述

为了回收有机物质中包含的能量，例如，生物质和有机废弃物，已研发基于物质燃烧的很多不同方法。这样的一种方法为在氧或空气存在下进行的气化方法，在此方法中，源物质部分燃烧，因此，得到包含流体焦状物质和可燃气体的燃烧气体。通常，在现有技术中的焦点一直是气相的组成和产率的优化以及可进一步在能源生产中使用的含有甲烷和氢的燃料气体的产生。在准确目标已是从生物质或有机废弃物回收焦状部分的情况下，起点主要是回收源物质中包含的有价值金属物质、回收杂质或回收焦状物质中包含的某些可燃部分。

关于这一点，术语“有机物质”是指基于烃的物质和例如生物质、有机废弃物和合成产生物质(例如，塑料)的物质。

本文所用术语“有机废弃物”是指具有有机(生源)来源的家庭和工业废弃物(例如，食物废弃物)以及基于纤维素的包装材料废弃物。

本文所用术语“生物质”是指天然得到的有机材料，例如粪、木、植物部分和从木或茎皮得到的切段收割废弃物以及干草和来自森林业的浆料。

在现有技术，有使从燃烧气体分离的部分精炼成燃料的方法的一些描述，但这些没有用生物质或废弃物快速热解实现的例外，并且这需要在过程中送入大量外部能量。此类型方法描述于专利公布US 4 260 473，专利涉及固体有机废弃物的热解反应，其中将原物质干燥，并通过在过程中加入外部能量源快速热解。通过多步骤反应从燃烧气体回收适合用作燃料的数种部分，并使燃烧气体中包含的惰性气体(载气)循环回到燃烧室。此类型方法的缺陷是极大需要外部能量和复杂的分离过程。

发明概述

用上述现有技术作为起点，本申请的目的是建立处理有机物质的简单方法，具体地讲，处理生物质或有机废弃物，其中使有机物质燃烧，并在简单过程中使适用于燃料的部分从得到的燃烧气体分离。本发明的另一个目的是用积极的能量平衡建立有机物质处理方法。

另外，本发明的目的是得到一种方法和应用所述方法的设备，通过这些，可处理很多类型有机物质，包括含水、干燥、固体和液体废弃物或生物质，而不用预处理。

以上本发明的目的通过权利要求1的方法和权利要求12的气化设备达到。

在气化过程中从有机物质制造燃料的本发明的方法包括燃烧有机物质，并回收气化残余物。所述方法包括至少以下步骤：

- 将有机含水物质送入燃烧室；

- 也将含氧加压再生气体送入所述燃烧室；

- 在过程中不加外部氧源或加热，在燃烧室中保持加压连续燃烧过程，以便利用0.1-1化学计量氧含量的氧含量进行有机物质的气化，保持燃烧的氧和过压和在燃烧室中产生的热量完全从再生气体热解和/或在燃烧室中送入的含水有机废弃物热解和从供应物质和再生气体之间的气化反应得到；

- 去除燃烧室中进行的连续气化过程中产生的灰分，并将从气化过程得到的燃烧气体与燃烧气体中包含的固体颗粒一起引导到分离过程；

- 在分离过程，使燃烧气体的温度降到低于燃烧气体中包含的化合物的闪点和低于水冷凝点，去除燃烧气体中包含的冷凝水，从燃烧气体回收液体燃料，并将燃烧气体中包含的再生气体完全或部分引导回到燃烧室。

现在，本发明的气化设备包括气密燃烧室、用于将含水有机物质送到燃烧室的装置和用于从燃烧室去除灰的装置。另外，气化设备包括用于将燃烧气体引导出燃烧室的连接到燃烧室的细长燃烧气体管，其中燃烧气体管的长度和直径应使得燃烧气体冷却到低于燃烧气体中包含的化合物的闪点的温度，并在与燃烧室相反的燃烧气体管末端连接用于冷凝和收集燃烧气体中包含的游离水的水回收部件，另外，与燃烧室相反的燃烧气体管的区域提供有多个孔，通过这些孔，燃烧气体可流到燃烧气体管的外部，同时作为再生气体和固体燃料分离；和连接到所述燃烧气体管的燃料回收部件；以及用于再生气体的提供有气体入口和进料管的罐，由此在加压时引导至少部分再生气体回到燃烧室。

气密燃料室意指燃烧室的壳和用于燃烧气体管的连接导管、进料部件、再生气体进料管和除灰室充分地完全密封，以便在燃烧室内布置永久过压。