[发明专利]生物质气化装置、系统及气化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及生物质利用技术领域，具体涉及一种生物质气化装置、系统及 气化工艺。

背景技术

在面临化石燃料枯竭的背景下，全世界都在谋求以循环经济、生态经济为 指导，坚持可持续发展战略。生物质能源是一种理想的可再生能源，由于其在 燃烧过程中对大气的二氧化碳净排放量近似于零，从保护人类自然资源、生态 环境出发，可以充分有效地利用生物质转化为常规的燃料来代替化石能源。

生物质气化技术是一种将生物质中的能量转化为可燃烧气体，生成的高品 位的燃料气既可以供生产、生活直接燃用，也可以通过内燃机或燃气轮机发电， 进行热电联产联供，从而实现生物质的高效清洁利用。

生物质气化采用的技术路线种类繁多，可从不同的角度对其进行分类。根 据燃气生产机理可分为热解气化和反应性气化，其中后者又可根据反应气氛的 不同细分为空气气化、水蒸气气化、氧气气化、氢气及其这些气体的混合物的 气化。根据采用的气化反应器的不同又可分为固定床气化、流化床气化和气流 床气化。反应性气化通常以木材、农作物、生活垃圾为原料或与煤粉共混，利 用空气、纯氧、空气/水蒸气或氧气/水蒸气作为气化剂，在高温缺氧条件下发生 一系列的热化学反应，产生以CO、H2或CH4为主要成分的可燃气体的过程。

造纸行业的浆厂每天都会产生大量副产生物质---树皮和木屑，据统计日产 量为5000ADT/D的浆厂，若全部使用自切木片，则产生树皮约2700t/d (65％MC)，木屑约1800t/d(55％MC)。目前这些生物质都是送入锅炉里直接烧 掉，利用价值低，还会因燃烧不充分造成环境污染。同时制浆厂碱回收车间都 会配置一或多条石灰窑生产线，石灰窑为制浆厂消耗化石燃料第一大户。以 800t/d的一条石灰窑生产线为例，消耗化石燃料重油约130t/d，或者天然气约 145000Nm3/d。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种新的生物质气化装置及气 化工艺成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种生物质气化装置及 气化工艺。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：

一种生物质气化装置，与现有技术相比，其不同之处在于，该装置包括：

气化反应器，其具有将生物质在空气气氛、氧气气氛或空气与水蒸气的混 合气体气氛下进行气化反应的反应腔，所述反应器下部开设有物料入口和送风 口，所述反应器的上部设有可燃气出口；

通过可燃气出口与所述气化反应器连通的第一旋风分离器，其用于分离可 燃气中的固体杂质，所述旋风分离器的底部通过一回流管路与所述气化反应器 的下部连通；以及

与所述第一旋风分离器连接的第二旋风分离器，其用于分离可燃气中的固 体杂质。

优选地，该装置还包括：

与所述第二旋风分离器连接的可燃气燃烧装置，所述可燃气燃烧装置内部 压力小于气化反应器内部压力。

优选地，所述反应腔内壁设有由耐火材料形成的耐热层。

优选地，所述反应器底部设有排灰机构。

优选地，所述第二旋风分离器顶部连接有用于排出可燃气的第一管道，所 述第二旋风分离器的底部连接有用于排出飞灰的第二管道。

本发明还提供了一种生物质气化系统，包括：

上述的生物质气化装置；

用于将生物质物料进行干燥的干燥装置；

用于储存经干燥处理的生物质物料的第一储存仓，其通过第一输送机构与 干燥装置连接；

用于储存热载体物料的第二储存仓；以及

设于气化反应器物料入口的螺旋输送装置，其用于将第一储存仓中的生物 质物料和第二储存仓中的热载体物料形成的混合物料输送至反应器中。

优选地，所述第一储存仓通过第二输送机构与所述螺旋输送装置连接。

本发明另外提供了一种生物质气化工艺，该工艺包括如下步骤：

将树皮粉碎后与木屑混合形成生物质原料；

将生物质原料进行干燥；

将经干燥的生物质原料进行气化以制备可燃气体；和

对所得可燃气体进行气固分离以去除其中的固体杂质。

优选地，在生物质原料干燥步骤中，经干燥的生物质原料含水率为10％～ 15％。