[发明专利]一种沸腾式生物质气化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种沸腾式生物质气化工艺。

背景技术

目前生物质气化工艺主要有两个方向，一为流化床气化工艺，二为固定床气化工艺。流化床气化工艺是生物质燃料在炉内以流化状态完成气化过程；其主要特性为要求炉内生物质原料的存量较少，便于流化。固定床气化工艺是生物质在炉内以堆积的状态存在，以层燃的方式完成气化过程；其特点是要求炉内生物质原料的存量较大。

例如，中国专利01108139.2公开了一种生物质内循环锥形流化床气化工艺，其将生物质(如木屑、枝木亚、玉米杆、稻草、稻壳、麦草等农林剩余物)粉碎成粒度小于5mm的细颗粒，通过螺旋加料器加入流态化气化炉；气化介质为空气或由膜分离装置生产的富氧空气，气化介质经气化炉上段预热后由气化炉下部加入；流态化气化的气化反应段温度控制在600-900℃范围，气化炉上下部的压差100mmH₂O。

中国专利200710063368.2公开了一种循环流化床热解气化方法。该方法为：燃料在热解气化室中进行热解或气化反应，产生煤气和半焦；半焦在燃烧室中燃烧产生的高温循环灰送入热解气化室，为热解气化反应提供热量；热解气化室产生的半焦经设置于该室底部的半焦返料器送入燃烧室下部燃尽。该装置包括热解气化室、半焦返料器、燃烧室、分离器、循环灰返料器、细灰分离器、细灰返料器；热解气化室下部为收缩段，收缩段顶部设有布风装置,收缩段底部与半焦返料器相通。

中国专利201120558492公开了一种生物质固定床多联产气化炉，其包括炉体与炉箅，炉体内部设置均流装置，均流装置将炉体内部分为上、下两部分，上部为反应室，下部为催化裂解室；炉箅呈圆台形，设置在催化裂解室中并与反应室底部连接；炉体顶部还设置有空气进口，炉体底部设置有出炭口，炉体下部设置燃气出口，燃气出口与催化裂解室连通。

中国专利201120482192公开了一种焦油分级收集的固定床生物质气化设备，其包括气化炉，在气化炉的顶部或底部入口设置气化风入口管、出口设置第一导气管，经第一导气管连接有高温过滤除尘器，高温过滤除尘器经第二导气管串连有多个焦油收集器，每个焦油收集器内分别设有冷却器，焦油收集器下设有集焦池，集焦池的底部设有排焦管。根据燃气中焦油成分的馏段不同，利用冷却方式分级收集燃气中的焦油，再根据收集到的成分的不同，有效的利用。

上述技术方案中，流化床气化工艺的主要问题是燃气灰含量高，气化炉本体排灰功能很差；固定床气化工艺的主要问题是燃气焦油含量过高，容易出现烧偏、烧穿现象。

因此，如何提供一种燃气灰含量低、具备排灰功能且燃气焦油含量低的生物质气化工艺成为了业界需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种输出燃气的温度可调、焦油含量可控的生物质气化系统。

为了实现上述目的，本发明提供了一种沸腾式生物质气化工艺，其在气化炉内进行反应，气化炉包括反应段和尾灰段；反应段和尾灰段上下设置，反应段和尾灰段之间设有炉排；其中，

（1）从气化炉反应段的侧部的进料口送入生物质原料，该进料口位于反应段的中部以下，距离反应段底部1/4-1/2高度的位置，反应段内堆积的料高为反应段高度的30%以下；从气化炉尾灰段的侧部通入气化介质；

（2）首先使气化炉内的生物质原料在炉排上进行层燃；然后加大气化介质的通入速度，使气化炉内的生物质原料以沸腾状态进行气化反应，生成燃气。

本发明的沸腾式生物质气化工艺借鉴并结合固定床生物质气化工艺和流化床生物质气化工艺的特点。其气化过程包括启炉点火、层燃状态气化过程、沸腾状态气化过程、熄炉。其中以固定床气化炉的方式进行启炉点火，以流化床气化炉“关料不关风”的方式进行熄炉。因而可以说，本发明的沸腾式生物质气化工艺，前半段近似固定床气化炉的工艺，后半段近似流化床气化炉的工艺。

相应地，用于实现本发明工艺的沸腾式生物质气化炉在结构上也借鉴并结合固定床生物质气化炉和流化床生物质气化炉的特点。