[发明专利]一种高热值燃气制气系统及其制气方法

说明书

本发明公开了一种高热值燃气制气系统及其制气方法，属于燃气制造领域。本发明的制气系统包括具有上部热解区和下部煤气化反应区的生物质反应炉，热解区内布置有热解反应管，热解反应管的进料端接生物质料仓，出气端通过管道将热解气排出并与煤气混合。本发明的制气系统使煤与生物质原料分开进行反应，并通过生物质热解气与煤气混合而得到较高热值的燃气，反应后的生物质渣可以方便地进行收集，经济效益高，制气效果好。本发明的制气方法采用上述制气系统，生物质原料和煤可以在分开的情况下同时进行制气，制气效率高，且煤气化反应时的热量可以作为生物质热解时的热源，整体能量利用率高。

本申请为名称为：一种煤与生物质混合制气系统及其制气方法，申请号为：2018112776346，申请日为：2018年10月30日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于燃气制造领域，更具体地说，涉及一种高热值燃气制气系统及其制气方法。

背景技术

现有的燃气制造技术中，煤制气和生物质制气是主要的两种方式。生物质制气使用的原料为农林业生产及农副产品加工时生成的废弃物，通过对这些废弃物进行利用可以减少其对环境的污染并缓解我国能源紧张的问题。然而，由于生物质燃料低热值的特性，相对于煤制气得到的燃气，通过生物质原料单独制得的燃气热值较低，达不到很多领域对于燃气的使用要求。且随着环保政策的日益严格，生物质原料的价格也随之上升，生物质燃烧和制气技术在工业应用领域已经很难再产生足够的经济效益。

因此，市面上出现了将生物质原料与煤混合进行制气的方式，在保证制得的燃气热值较高的同时，对生物质原料进行利用，减少成本和对环境的污染。

如中国专利申请号为CN201310059969.1，公开日为：2013年5月1日的专利文献，公开了一种生物质与煤共制燃气的方法，该方法以生物质为主要原料，添加一定量的煤制备生物质燃气，制备过程包括预热干燥、一次中温气化、二次高温气化及燃气净化等程序，通过该发明方法制得的燃气热值较高，能达到燃气使用的标准，本发明方法既获得新能源，使废物资源化，且工艺中充分合理利用中间产物、余热，减少污染物质排放和能源消耗，符合清洁生产的理念。但是，该方案将生物质原料和煤粉进行混合后共同气化，最终制得的燃气为生物质气化和煤气化的混合燃气，因此制得的燃气热值低于单独的煤制气得到的燃气热值。而从常规的单独煤制气系统来看，由于煤制气系统的燃烧方式和原料已经确定，产生的煤气热值也基本是个范围值，以空气作为气化剂为例，不同煤种产生的煤气热值大约在1100kcal/Nm3～1400kcal/Nm3之间。由于不同行业需求的燃料热值不同，使得该热值范围内的煤气只能满足较小部分行业的燃料需求。为了提高燃气热值，一般会考虑添加富氧或者纯氧作为气化剂来提高原料的氧化反应，但是改变气化剂后会对系统设备管道要求大幅度提高，且使用富氧和纯氧的成本较高，使得整个制气过程的成本发生大幅增加。而该方案最终制得的燃气热值低于单独煤制气得到的燃气热值，所以该方案制得的燃气同样不适用于大部分行业的燃料需求。

然而，生物质原料除了低热值的特性外，其还具备高挥发分的特性，在800℃左右的缺氧环境下，生物质原料能发生较为充分的热解反应，挥发分几乎能全部析出，生成高热值的热解气，将这种高热值的热解气与煤制气得到的燃气进行混合，便可以生成符合大部分行业需求的热值更高的燃气。且生物质原料在热解后，保留有固定碳的生物质渣可广泛应用于炼钢、保温等领域，在很大程度上提高生物质原料的综合经济效益。