[发明专利]一种生物质双流化床气化制天然气装置及工艺

权利要求书

1.一种生物质双流化床气化制天然气装置，其特征在于：包括：燃烧载体加热单元、热解气化单元、生物炭/载体分离及输送单元、甲烷合成及焦油回送单元，所示热解气化单元连接燃烧载体加热单元、生物炭/载体分离及输送单元、甲烷合成及焦油回送单元，所述燃烧载体加热单元包括流化床燃烧炉、烟气旋风、返料器一、蒸汽发生器、空气预热器和鼓风机，所述热解气化单元包括流化床热解气化炉、燃气旋风、生物质加料装置和返料器二，所述生物炭/载体分离及输送单元包括生物炭冷却分离炉、生物炭旋风和载体排出管和载体输送装置，所述甲烷合成及焦油回送单元包括燃气净化提纯装置和甲烷合成装置和焦油输送泵。

2.根据权利要求1所述的一种生物质双流化床气化制天然气装置，其特征在于：所述流化床燃烧炉上端一侧连接烟气旋风，烟气旋风下端连接返料器一、上端连接于蒸汽发生器，蒸汽发生器下侧设有空气预热器，空气预热器连接于流化床燃烧炉的底部，返料器一连接于流化床热解气化炉，流化床热解气化炉一侧安装有生物质加料装置，流化床热解气化炉上端一侧设有燃气旋风，燃气旋风上端连接于燃气净化提纯装置、下端连接于返料器二，返料器二连接于生物炭冷却分离炉，生物炭冷却分离炉上端一侧设有生物炭旋风，生物炭冷却分离炉下端设有载体排出管，载体排出管一侧通过载体输送装置连接于流化床燃烧炉，所述燃气净化提纯装置通过管道连接于流化床燃烧炉、载体输送装置，燃气净化提纯装置上连接有甲烷合成装置。

3.根据权利要求2所述的一种生物质双流化床气化制天然气装置，其特征在于：所述空气预热器一侧设有鼓风机。

4.一种生物质双流化床气化制天然气工艺，包括以下步骤：

步骤(1)通过生物质加料装置向流化床热解气化炉内加入生物质原料，生物质原料在由流化床燃烧炉输送过来的高温热载体加热情况下发生热解气化反应，生成含焦油的高温热解气和生物炭，生物炭和热载体被热解气携带进入燃气旋风实现气固分离，热解气进入燃气净化提纯装置，生物炭和热载体通过返料器二进入生物炭冷却分离炉；

步骤(2)含焦油的高温热解气在燃气净化提纯装置中脱除焦油、水分、灰尘和二氧化碳，热解气净化后得到合成气，合成气主要成分为一氧化碳、氢气、甲烷和高分子烃类，合成气进入甲烷合成装置合成为天然气；

步骤(3)燃气净化提纯装置获得的焦油经过焦油输送泵送入流化床燃烧炉内高效燃烧，产生的热量主要用于加热热载体，产生的高温烟气携带高温热载体进入烟气旋风，气固分离后烟气经过蒸汽发生器和空气预热器后排出，高温热载体经返料器一进入流化床热解气化炉；

步骤(4)蒸汽蒸发器产生的蒸汽送入到流化床热解气化炉作为流化介质并参与气化反应，空气经过空气预热器后进入流化床燃烧炉作为焦油燃烧用空气并实现热载体的高速流化；

步骤(5)燃气净化提纯装置获得的二氧化碳送入生物炭冷却分离炉内实现生物炭的冷却，利用密度差实现热载体和生物炭的分离，冷却后的生物炭被二氧化碳气体携带进入生物炭旋风，气固分离后得到生物炭；

步骤(6)热载体经载体排出管流入载体输送装置，在二氧化碳气体的气力输送作用下进入流化床燃烧炉。

5.根据权利要求4所述的一种生物质双流化床气化制天然气工艺，其特征在于：所述生物质原料的含水量为0-50％，生物质尺寸为0-10cm。

6.根据权利要求4所述的一种生物质双流化床气化制天然气工艺，其特征在于：所述流化床燃烧炉炉内温度为600～1000℃，流化床热解气化炉内温度为500～950℃，生物炭冷却分离炉温度为200～400℃。

7.根据权利要求4所述的一种生物质双流化床气化制天然气工艺，其特征在于：所述热载体为耐磨颗粒包括河沙、石英砂、氧化铝球、陶瓷球，粒径为0.2～2mm。