[发明专利]一种低温裂解生物质气化装置及工艺

说明书

技术领域

本发明属于可燃物料转变成清洁高效合成气的技术领域，具体涉及一种低温裂解生物质气化装置及工艺。

背景技术

可燃物料气化技术在二十世纪末得到了快速发展，特别是对燃煤进行气化的技术已经相当成熟，而对树枝、秸秆、稻草或其他农林废弃物等生物质进行气化的技术则是本世纪出现的一种综合利用能源的新技术。生物质能是太阳能以化学形式储存在生物质中的能量，是一种可再生能源，已有的生物质气化技术主要包括固定床气化工艺、流化床气化工艺、两段式制气工艺等等，这些都属于直接气化工艺。直接气化工艺最主要的特点是利用部分生物质燃烧放出的热量为气化反应提供能源，气化反应所采用的氧化剂一般是空气、富氧空气、或富氧空气与水蒸汽的组合中的一种。常规的气化温度在700-1100℃，由于气化炉局部区域形成超温结焦结垢，气化炉运行温度难以控制，而且，气化原料需要高密度的压块堆积，堆积重量为800-1100kg/m³，需要额外的将低密度的原料加工成高密度的压块，使生物质气化成本增加，普通的气化炉气化效率普遍在70％以下，并且燃气中焦油和杂质含量高，过多的焦油在设备和管道中累积和粘接，造成管道堵塞和设备污染。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供的一种低温裂解生物质气化装置及工艺，实现低温裂解低温气化，使生物质气化率高，燃气热值高，燃气中焦油和杂质含量低，可燃气体占比高。

本发明是这样实现的：一种低温裂解生物质气化装置，包括气化反应仓，其特征在于：所述的气化反应仓包括仓体和自动上料机构，仓体的上部设置有上盖，上盖上设置有加料口、仓内物料疏平碾压系统、循环烟囱、进水口、出水口及传感器，仓体内部设置有多个温度传感器，仓体的下部设置有纳米叠式供氧机构和定时破渣装置，仓体的下方设置有出渣绞龙，仓体的仓壁外围设置有360°风套，360°风套上设置有送风风机和若干个自动出风口，自动出风口与纳米叠式供氧机构连接，仓体的上部设置有燃气出口，燃气出口后设置有焦油粉尘酸流分离器A，焦油粉尘酸流分离器A后依次设置有一次冷却器、二次冷却器、焦油粉尘酸流分离器B、三次冷却器、吸附装置和防爆装置，防爆装置后设置有燃气输出装置，燃气出口与焦油粉尘酸流分离器A之间设置有燃气封闭阀和免洗式罗茨风机，在焦油粉尘酸流分离器A、一次冷却器、二次冷却器、焦油粉尘酸流分离器B、三次冷却器、吸附装置的下方分别设置有自动沉淀机构，二次冷却器和焦油粉尘酸流分离器B之间设置有压力风机，吸附装置和防爆装置之间设置有燃气计量阀和燃气隔离自动防爆阀。

所述的自动上料机构为计量真空上料机构，循环烟囱上设置有废气自动燃烧系统，仓内物料疏平碾压系统可沿仓体中心轴旋转，仓内物料疏平碾压系统的末端设置有扫平扇叶。

所述的焦油粉尘酸流分离器A和焦油粉尘酸流分离器B结构相同，为双层分离机。

所述的一次冷却器、二次冷却器、三次冷却器的结构相同，一次冷却器的的中间设置有隔板，燃气进入一次冷却器隔板的一侧从下至上从上部输出，输出的燃气从一次冷却器隔板的另一侧底部进入从下至上从上部输出。

所述的自动沉淀机构上设置有焦油自动排放口和木醋酸自动排放口，焦油自动排放口后设置有焦油收集池，木醋酸自动排放口后设置有木醋酸收集池。

所述的吸附装置中间设置有分离隔板，分离隔板两侧分别设置有层式隔板，层式隔板之间设置有吸附材料，燃气进入吸附装置隔板的一侧从下至上从上部输出，输出的燃气从吸附装置隔板的另一侧底部进入从下至上从上部输出。

一种低温裂解生物质气化工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1）、物料依次进行干燥、粉碎，通过真空上料机构投入到气化反应仓内，在达到料层密度、高度会自动停止加料，同时直接由仓体外围设置的360°风套，通过若干个管道，向气化反应仓下部的纳米叠式供氧机构供入燃烧介质空气，外援点火负压运行10-15min，停止外援点火，其间，进行裂解后剩余的能量载体进行循环性裂解，裂解温度及气化温度达到平衡，为420℃-455℃，对生物质原料实现低温裂解低温气化，裂解后的气体在一定高度层面还原成合成气体；

步骤2）、经裂解的合成气体从仓体输出，输出温度为85-115℃，合成气中焦油含量为63-75 mg/Nm³，

步骤3）、经焦油粉尘酸流分离器A、一次冷却器后，合成气的输出温度为65-75℃，再经过二次冷却器、焦油粉尘酸流分离器B、三次冷却器、吸附装置，最终获得净燃气，净燃气的最终输出温度为35-40℃，最终焦油含量5.62-6.8mg/Nm³；