[发明专利]生物质气化生成化工合成气的方法及生物质化工合成气

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及含纤维素物料的干馏和混合气的生成及净化，更具体地，本发明的实施方式涉及一种用生物质材料制备能够用于化工业的化工合成气的方法。

背景技术

研究资料表明，2012年我国达天然气产量1077亿m³，市场缺口仍然超过600亿m³以上；未来20年，国内产量可增加到1200亿m³/年，我国天然气供应量只能达到需求量的50%左右，因此将从国外如俄罗斯等国家进口天然气或者液化天然气（LNG）来填补市场的缺口。根据对国内天然气资源的预估，我国天然气资源只能使用70-80年，可以预见，本世纪内我们不得不面临天然气枯竭这一状况。另外，随着化工行业的发展，合成氨、尿素等企业对天然气的需求逐步增大，化工行业的原料问题有三种解决途径：一是继续争取增加天然气的供应量，二是改用煤或者油为原料，三是寻求其它原料，显然，就目前的形式来看，途径一和途径二我国都没有资源优势，因此，途径三是未来化工行业原料的首选。

生物质（农作物秸秆、稻壳、蒿草、薪柴、林业加工废弃物等）能亦称“绿色能源”，它随生物再生而再生，可保证能源永续利用；它低污染，可有效地减轻温室效应；它分布广，可弥补地域性煤炭缺少的不足；它储量多，据估算，生物质能源的年生产量相当于目前世界总能耗的10倍（而真正作为能源的利用率还不到1%）。专家预测，生物质能必将成为未来可持续能源系统的重要组成部分，到本世纪中叶，用新技术生产的各种生物质能将占全球总能耗的40%以上。

在我国，政府及有关部门对生物质能源利用极为重视，己连续在四个国家五年计划将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展生物质能利用技术的研究与开发，如生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等。但生物质原料气化制成生物质燃气代替用天然气生产的化工混合原料气的生产技术还是一片空白。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种生物质气化生成化工合成气的方法的实施方式，以解决化工混合原料气资源紧缺和枯竭面临的能源供需差距大的问题，用生物质原料气化制成生物质燃气来代替化工混合原料气，既解决能源紧缺问题，又改善环境。

为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：

一种生物质气化生成化工合成气的方法，包括生物质气化原料的制备、生物质气化、燃气净化，具体步骤如下：

（1）将生物质原料制成直径为25～35mm、长度为50～100mm的颗粒；

（2）将制成颗粒的生物质原料投入气化炉中热解气化，控制气化炉干燥层温度为120～275℃，热解层温度为275～600℃，燃烧层温度为800～1000℃，气化过程中以氧气和水蒸气的混合气体为气化剂，制成生物质粗燃气；

（3）将生物质粗燃气送入旋风除尘器中除尘，然后送入热交换器中用软化水换热后送入串联电捕焦器中除去焦油和粉尘，所得生物质粗燃气焦油含量≤0.1mg/Nm³；

（4）将除去焦油和粉尘的生物质粗燃气送入洗涤塔中洗涤，除去生物质粗燃气中的细微游离杂质，所得生物质粗燃气灰分含量≤1mg/Nm³；

（5）将洗涤完成的生物质粗燃气导入汽水分离器中除去游离水分，获得生物质成品燃气，然后进入储气罐；

（6）将储气罐中的生物质成品燃气通过干法脱硫和精脱硫组合脱硫方式脱硫至H₂S≤0.1mg/Nm³，所述干法脱硫以氧化铁为脱硫剂，所述精脱硫以钴钼加氢为催化剂、以氧化锌为脱硫剂。

更进一步的技术方案是：所述气化炉为两段式固定床上吸式气化炉。

更进一步的技术方案是：所述氧气通过变压吸附制氧机VPSA分离制备，所述变压吸附制氧机VPSA以活性氧化铝和沸石分子筛为吸附剂,所述沸石分子筛位于活性氧化铝上方。

更进一步的技术方案是：所述气化炉内保持常压，所述氧气的供氧速率为氧气在燃烧层上表层处被完全利用。

更进一步的技术方案是：所述串联电捕焦器是用两个电捕焦器串联形成，所述两个电捕焦器都采用30000～40000V高压静电除焦。

更进一步的技术方案是：所述精脱硫通过一台钴钼脱硫反应器和两台ZnO脱硫反应器串联或者并联完成。