[发明专利]生物质气化的装置以及生物质气化的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体而言，涉及生物质气化的装置以及生物质气化的方法。

背景技术

生物质能源是世界第四大能源，储量仅次于煤炭、石油和天然气，同时也是储量最为丰富的可再生能源。中国是农业大国，生物质资源非常丰富，仅农业而言，每年有7亿吨以上农业废弃物产生，相当于2.5亿吨原油。然而，生物质能源的利用效率并不高，每年有大量的农作物秸秆田地直接焚烧，不仅造成空气污染、能源浪费，还具有极大的安全隐患。由此可见，生物质能源的开发利用具有极其重要的意义。生物质气化是以生物质为原料，以空气、氧气、水蒸气、氢气中的一种或几种为气化介质，通过高温热化学反应，将其可燃部分转化为燃气的过程。生物质气化技术是将生物质能源高效利用的最有效的方法之一。

然而，目前生物质气化的装置以及生物质气化的方法仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本发明是基于发明人的下列发现而完成的：

目前的生物质气化装置，存在气化产物焦油含量高、飞灰较多且易堵塞管路以及燃气显热高导致能量损失等问题。发明人经过深入研究发现，这主要是由于目前生物质气化装置中，上吸式固定床气化炉的燃气出口设于气化炉顶部，热解段产生的焦油大部分由燃气出口排出，导致气化产物中焦油含量较高；而下吸式固定床气化炉则由于燃气出口位于气化炉底部，气化燃气经过氧化段和还原段，导致位于装置下方的燃气出口处排出的气化产物温度较高且飞灰杂质含量高，无法直接利用，从而造成大量燃气显热流失，导致能量利用率较低。此外，目前的上吸式固定床气化炉以及下吸式固定床气化炉由于结构设计方面的缺陷，常常导致生物质气化装置的气化过程中产生焦油、飞灰多易堵塞管路等问题。

有鉴于此，在本发明的第一方面，本发明提出了一种生物质气化的装置。根据本发明的实施例，该装置包括：上吸式固定床气化炉，所述上吸式固定床气化炉包括第一本体，所述第一本体中限定出第一气化空间用于对所述生物质进行气化以便获得气化产物和高温炭，并且所述第一本体上设置有第一生物质进口、第一气化产物出口、第一气化产物进口和燃气出口；下吸式固定床气化炉，所述下吸式固定床气化炉包括第二本体，所述第二本体中限定出第二气化空间用于对所述生物质进行气化以便获得气化产物和高温炭，并且所述第二本体上设置有第二生物质进口、第二气化产物出口以及第二气化产物进口；其中，所述第一生物质进口和所述第二生物质进口分别用于向所述第一气化空间和所述第二气化空间中供给生物质；所述第一气化产物出口与所述第二气化产物进口相连，用于将所述第一气化空间中的所述气化产物输送至所述第二气化空间中；所述第二气化产物出口与所述第一气化产物进口相连，用于将所述第二气化空间中的所述气化产物输送至所述第一气化空间中；以及燃气出口，所述燃气出口用于将气化燃气排出所述上吸式固定床气化炉；以及在竖直方向上，所述第二气化产物进口的位置高于所述第二气化产物出口的位置，所述第一气化产物进口的位置高于所述第一气化产物出口的位置；所述第一气化产物进口的位置与所述第一气化产物出口的位置的高度差为所述第一本体高度的三分之一至二分之一。由此，将上吸式固定床气化炉与下吸式固定床气化炉相结合，进而提高该装置的生物质气化效果，降低产物中焦油含量，回收气化产物中的显热并减少气化产物中的飞灰含量，从而提高该气化装置的气化处理效率。此外，可以将气化产物从该装置的适当位置排出一个固定床气化炉并进入另一个固定床气化炉，从而保证了该装置两个气化炉有效地结合，进而提高该装置的气化处理效率。

根据本发明的实施例，该装置在竖直方向上，所述第一气化空间自上而下依次限定出第一干燥段、第一热解段、第一还原段、第一氧化段，其中，所述第一气化产物出口设置在所述第一还原段的侧壁上；以及所述第一气化产物进口设置在所述第一干燥段的侧壁上。由此，可以将第一气化空间中处理后的气体持续通入第二气化空间处理，从而可以将两个气化空间进行有效结合，进而提高该装置的气化处理效率。

根据本发明的实施例，该装置在竖直方向上，第二气化空间自上而下依次限定出第二干燥段、第二热解段、第二氧化段、第二还原段，其中，所述第二气化产物出口设置在所述第二还原段的侧壁上；以及所述第二气化产物进口设置在所述第二干燥段的侧壁上。由此，可以将第二气化空间中处理后的气体持续通入第一气化空间处理，从而可以将两个气化空间进行有效结合，进而提高该装置的气化处理效率。