[发明专利]木质原料氧气气化制备中热值燃气的方法

说明书

木质原料氧气气化制备中热值燃气的方法，木质原料在固定床气化炉中气化制备燃气，氧气作为气化介质通入固定床气化炉，在氧气当量比0.21~0.33条件下，固定床气化炉内发生气化反应，反应所得燃气经分离设备进行气固分离，高温燃气再通过冷凝冷却，得到洁净的中热值燃气。本发明提供的制备方法，所制得的燃气热值高，可用于各种工业窑炉，或进一步合成液体燃料等，有效扩大燃气的应用范围。

技术领域

本发明涉及生物质气化技术，尤其涉及氧气气化制备中热值燃气的方法。

背景技术

目前世界能源主要取自于化石能源(石油、天然气与煤炭)等不可再生能源；随着社会经济的发展，对能源的需求也日益增长。人们大量的开采和使用导致化石能源等非可再生资源储存量紧缺，与此同时，化石能源的碳排放带来的环境污染也日趋严重，减排任务相当艰巨。生物质能具有可再生性、低污染性、广泛分布性、总量丰富性等特点，目前很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质利用过程中具有二氧化碳零排放特性，燃烧后SOx、NOx和灰尘排放量小于化石燃料，是一种清洁燃料。

生物质能利用技术以生物质作为原料经过能量转换制造高品位气体燃料和液体燃料，将可再生生物质能转化为洁净的高品位气体燃料和液体燃料作为化石燃料的替代能源用于电力、交通运输、城市煤气等方面，使人类摆脱对有限的化石燃料资源的依赖，大幅度降低大气污染物及温室气体的排放量。

生物质气化是以生物质为原料，以氧气(游离氧、结合氧)、空气、水蒸气、水蒸气-氧气混合气或氢气为气化剂，在高温不完全燃烧条件下，使生物质中相对分子质量较高的有机碳氢化合物发生链裂解并与气化剂发生复杂的热化学反应而产生相对分子量较低的一氧化碳、氢气、甲烷等可燃性气体的过程。生物质气化技术可将利用效率较低的生物质转化成利用效率较高的可燃气，气体燃料易于管道输送、燃烧效率高、燃烧过程易于控制、燃烧器具较为简单、没有颗粒物排放，是品味较高的燃料。氧气气化作为气化技术的一种，反应原理与空气气化相同，但较之空气气化，降低了气化过程中惰性气体N₂的含量，增大了原料与氧气的接触几率，加快了气化反应速度，可明显提高气化效率和单位体积产出燃气的热值。此外，气化产出燃气中的CO、H₂含量较高，有利于在进一步合成液体燃料等，有效扩大生物质燃气的应用范围。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供一种木质原料氧气气化制备中热值燃气的方法，所制得的燃气热值高，可用于各种工业窑炉，或进一步合成液体燃料等，有效扩大燃气的应用范围。

技术方案：木质原料氧气气化制备中热值燃气的方法，木质原料在固定床气化炉中气化制备燃气，氧气作为气化介质通入固定床气化炉，在氧气当量比0.21～0.33条件下，固定床气化炉内发生气化反应，反应所得燃气经分离设备进行气固分离，高温燃气再通过冷凝冷却，得到洁净的中热值燃气。氧气当量比表示氧气气化时的实际供给氧气量与原料完全燃烧理论上所需的氧气量之比。

上述固定床气化炉的气化温度为800～950℃。

优选的，上述固定床气化炉的气化温度为900℃。

上述木质原料为木片或木屑。

上述制备的燃气热值为8.99～13.28MJ/m³。

优选的，上述气化温度为900℃，氧气当量比0.24，燃气热值为13.14MJ/m³。

有益效果：1.气化反应在800～950℃下进行，气化介质为氧气，避免了空气气化N₂稀释燃气问题，燃气热值可达到8.99～13.28MJ/m³。

2.以氧气为气化介质，氧气与炭的气化反应可提高燃气的产气率与气化反应速率。