[发明专利]一种生物质流化床气化设备及其气化方法

说明书

本发明公开了一种生物质流化床气化设备及其气化方法，属于生物质气化领域。本发明的气化设备，包括外反应炉和设置于外反应炉内腔中的内反应炉，所述内外反应炉之间装有倾斜的外炉布风板，内反应炉内装有水平的内炉布风板。本气化设备各个部分之间的换热效果好，能够较为充分地利用设备工作时产生的热量，极大地提高了设备的能量利用率。本发明的气化方法采用上述气化设备，生物质原料在外反应炉进行初步反应后生成中间物质，中间物质进入内反应炉中进行进一步反应，最终生成焦油含量极低的燃气。本气化方法能够使得生物质原料在反应炉中较充分地进行反应，气化效率高。

技术领域

本发明属于生物质气化领域，更具体地说，涉及一种生物质流化床气化设备及其气化方法。

背景技术

作为继煤炭、石油、天然气之后的第四大能源，生物质的开发和利用受到了广泛关注。我国具有丰富的农林生物质资源，除了畜牧饲料、还田肥料及直接燃用秸秆作为农民的炊事燃料以外，还有许多以生物质为原料的各类生产企业,比如大量的木材加工厂、造纸厂、中药厂、蔗糖厂、酿酒厂等。这些企业在生产过程中产生数以千万吨计的生物质废弃物，如木屑、木块边角料、造纸废渣、中药渣、酒糟、蔗渣等。传统的生物质能源利用方式是直接燃烧来获取低品位的热能，其利用效率低，环境污染严重。因此，人们开发出生物质气化技术，其可以有效开发利用生物质能源，将可再生的生物质能源转化为洁净的高品位燃料，对环境污染小，能量转换效率与直接燃烧相比有很大提高。

生物质气化是一种将固体生物质转化成燃气的技术，是实现其清洁高效转化重要方法。生物质气化技术根据气化炉的不同主要分为固定床气化技术和流化床气化技术。常用的固定床气化装置具有结构简单、操作便利、运行方便灵活等优点，但普遍存在机械化、自动化程度较低，处理量小、碳转化效率低、生产的燃气含有大量焦油等缺点，严重影响了气化技术的进一步发展和清洁使用。流化床气化技术与固定床气化技术相比有以下优点：传热传质均匀，机械化、自动化程度高等。但同时由于流化床床层温度相对较低，焦油裂解受到抑制，工作时产出的气中焦油含量较高。此外，流化床内气流速度大，使得颗粒细小的生物质未完全燃烧就被气体带出，造成飞灰中含碳量增加，降低了碳的转化率。

上述两种气化技术各有优缺点，但从工业化、大型化处理生物质的可行性来看，流化床气化技术更加具有竞争力。然而，传统的流化床的各种缺点大大限制了它的发展。因此，市面上出现了一些新型流化床气化装置。

如中国专利申请号为CN201711167280.5，公开日为：2018年2月27日的专利文献，公开了一种生物质循环流化床气化装置，包括流化床气化炉本体、与流化床气化炉本体底端连接的空气供给机构、设置在流化床气化炉本体侧边上的给料机构、以及与流化床气化炉本体形成循环流化结构的一级分离装置和返料器，所述流化床气化炉本体、一级分离装置与返料器依次相互连接，所述返料器分别连接返料风机和蒸汽供给机构。该方案提供的气化装置采用了蒸汽返料的方式，虽然可以在一定程度上解决返料时的结渣情况，提高燃料的回收利用率，但是该装置工作时生物质燃料在气化室的停留时间较短，且装置内的热利用率不高，导致其残留碳的转化效率不高，整体装置的气化效率较低。