[发明专利]煤粉联合沼渣共气化及制备合成气系统

说明书

【技术领域】

本发明属于可再生能源利用领域，具体涉及一种煤粉联合沼渣共气化及制备合成气系统。

【背景技术】

煤炭是地球上储量最丰富、分布最广泛的化石燃料，中国富煤贫油少气，加之油价的上涨， 能源消费更依赖煤炭。从能源供应现状看，合成氨、甲醇和未来的煤直接液化及醇醚燃料大都 以煤气化制合成气为基础，在全国范围内，目前仅氨合成和甲醇合成的气化煤量已达4000万 t/a以上；预计今后煤制油所需气化煤量每年将达到亿吨；工业直接燃煤4亿t/a以上，为解决 污染问题，其中相当部分须采用先进的煤气化方案，需气化煤量上千万吨每年；炼油工业为提 高油品质量每年需耗氢100－200亿m³，煤气化是经济可靠的制氢方案，油品加氢需气化煤量 1000万t/a；在未来20年内，煤制油产量将达数千万吨，需增加1亿kW以上的装机容量，拟 采用先进的煤气化技术为基础的联合循环发电系统，需气化煤量总计约1－2亿t/a。因此，煤 的气化是实现煤炭综合利用和洁净煤技术的重要技术单元和主要手段，是发展现代煤化工、煤 造油、燃料煤气等重要工业化生产的龙头。

按煤在气化炉内移动方式分成固定床(移动床)、流化床、气流床。随着科学技术的快速 发展,人们对节能与环保的意识不断增强,节约能源与环境保护成为当今社会发展的重大主题。 循环流化床技术以其优异的性能顺应社会发展的要求。该技术是清洁煤燃烧,实现可持续发展 战略先进技术之一。它集节约能源、洁净燃烧、安全可靠、降低污染排放等优点于一体。这也 符合国家的煤炭洁净利用政策的要求，使国民经济可持续发展的重要保障。

大中型沼气工程技术，是一项以开发利用养殖场粪污和生物质能源为对象，以获取能源和 治理环境污染为目的，实现农业生态良性循环的农村能源工程技术。但大中型沼气工程正常运 行时，每天产生的发酵废液少则几百吨，多则可达几千吨，大量的沼渣沼液如何处理就成了一 大难题。

通过沼渣物理特性及沼渣纤维化学成分测定实验表明：发酵原料中所含的纤维素很大比例 并没有被分解，将稻草、麦草和玉米秆中纤维素、半纤维素和木质素的质量分数与沼渣纤维对 比分析可知其含量只在较小的范围内波动。这对于沼渣纤维的资源化利用特别是沼渣气化有积 极意义。近年来沼渣作为固体燃料的研究正在处于起步阶段，Kratzeisen对两种不同原料的沼 渣进行脱水后燃烧实验，发现其热值与木材相当，且产生的烟气能够达到国家排放标准，证明 了沼渣资源作为燃料原料的可行性。

我国是太阳能资源十分丰富的国家之一，三分之二的地区年辐射总量大于5020MJ/m²、年 日照时数在2200h以上。尤其在大西北，太阳能的开发利用具有巨大的潜力。太阳光直接吸收 利用的有平板式和真空管式，由于太阳光的能流密度低，从而直接利用的方式使其工质的温度 较低。间接聚焦利用太阳能的方式有槽式线聚焦、塔式聚焦、蝶式聚焦，依据其不同的特点， 其能够产生从200℃——1000℃不等的高温水蒸气。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种煤粉联合沼渣共气化及制备合成气系统，利用 粗燃气制备合成气发电。

为了达到上述目的，本发明包括集热器，集热器连接储热水箱，储热水箱连接沼气池内的 管式换热器，沼气池包括发酵废液出口和沼气出口，管式换热器的出口通过回第一水泵接入集 热器，沼气池的发酵废液出口连接沼液沼渣分离机中，沼液沼渣分离机的沼渣出口通过沼渣干 燥器连接混合机，混合机还连接磨煤机，混合机的出口通过输送机连接流化床气化炉，流化床 气化炉的气体出口连接合成气反应器，合成气反应器的气体出口通过沼渣干燥器内的换热盘管 后连接气体分析仪，气体分析仪连接储气罐和燃气轮机组，沼气池恒温发酵系统的沼气出口通 过脱硫塔后连接至合成气反应器。

所储热水箱通过第一阀门连接沼气池内的管式换热器。

生物能通过第二混流泵进入沼气池中。

所述沼液沼渣分离机通过第一混流泵接收发酵废液，沼液沼渣分离机连接沼液蒸发器，沼 液蒸发器的气体出口依次通过第二水泵和第三阀门接入第二混流泵中。

所述流化床气化炉连接有送风机，送风机依次通过第二阀门和第一流量计连接流化床气化 炉。

所述流化床气化炉的气体出口通过除尘器接入合成气反应器中。