[发明专利]降低生物质流化床气化炉合成气中焦油含量的方法

说明书

本发明涉及一种降低生物质流化床气化炉合成气中焦油含量的方法，其将生物质流化床气化炉产生的飞灰负载氧化钙，然后送入降低生物质流化床气化炉。本发明将负载氧化钙后的飞灰作为床料输送至气化炉，使焦油在炉内进行催化裂解能有效降低焦油含量，并且克服了固定床催化裂解法的缺点。同时，合理利用了气化灰渣，对生物质流化床气化技术的开发与发展具有推动作用，且具有较好的应用前景和经济效益。

技术领域

本发明涉及生物质气化技术领域，更具体地说，涉及一种降低生物质流化床气化炉合成气中焦油含量的方法。

背景技术

促进可再生清洁能源的发展是节能减排的有效措施之一，其中生物质能储量丰富，是仅次于煤、石油和天然气的第四大能源。生物质气化技术是生物质利用的重要热转化技术之一，生物质气化是指将生物质燃料包括秸秆、树皮、剪枝等与气化剂发生气化反应，生成合成气(CO和H₂)的过程，目前已实现规模化商业运行。

由于生物质属于低阶燃料，在热转化过程中会产生较多焦油，降低了合成气的品质和利用效率，并对后续管道和设备产生堵塞和沾污，这是生物质气化需要解决的主要难题。因此，在利用合成气进行发电或者合成液体燃料之前，有必要进行焦油的深度脱除。去除焦油一般用水洗法或者催化裂解法。

水洗法是大型化工厂中常用的除焦油手段，属于湿除焦油，即利用水洗燃气，使之快速降温，从而实现焦油冷凝，并随液滴降落下来的方法，通常通过冷却洗涤塔的喷淋装置实现。水洗法是非常有效的焦油去除方法，但是这种方法会产生大量的废水，造成能源浪费，并且将焦油从合成气中分离，燃气的热值随之减少，会降低气化的整体效率。含焦油的废水包括大量有机物、无机酸和NH₃等，随意排放会造成严重污染，需要进行后续处理，选用水洗法除焦油时需要找到合适的废水处理办法，这些增加了环保的投资费用。

电捕焦油器是利用高压电场使合成气发生电离，其中绝大部分焦油微粒带上负电荷，并且沿电力线方向吸附于沉淀极的表面，放出电荷而成为中型的油粒，油雾粒子在极板表面不断凝聚，颗粒增大，最后成为油滴，沿沉淀极表面流淌至设备底部，经排污口排出。这种设备除焦油效率高，但是设备价格昂贵，不利于普及。

焦油的催化裂解也是去除焦油的有效手段之一，在脱除焦油的同时，还增加了合成气中可燃组分H₂和CH₄等气体含量，因而受到了广泛了关注。研究发现CaO对焦油的催化裂解非常有效，并且CaO廉价易得，是焦油催化裂解的理想催化剂之一。但是天然石灰石等富含钙的矿物比表面积和孔隙率低，不利于气固非均相催化反应的进行。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种降低生物质流化床气化炉合成气中焦油含量的方法，合理利用了气化灰渣，同时可使合成气中焦油的含量显著下降。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种降低生物质流化床气化炉合成气中焦油含量的方法，将生物质流化床气化炉产生的飞灰负载氧化钙，然后送入降低生物质流化床气化炉。

上述方案中，利用浸渍法将飞灰负载氧化钙，形成含氧化钙的生物质灰渣，生物质灰渣中氧化钙的质量分数为1％-3％。

上述方案中，浸渍法采用的溶液是用质量比为CaO:H₂O＝1:100配成的饱和溶液。

上述方案中，利用雾化喷淋的方式进行飞灰负载氧化钙，形成含氧化钙的生物质灰渣，生物质灰渣中氧化钙的质量分数为1％-3％。

上述方案中，雾化喷淋采用的溶液是用质量比为CaO:H₂O＝1:100配成的饱和溶液。

上述方案中，负载氧化钙后的飞灰与生物质燃料混合干燥后送入生物质流化床气化炉。

上述方案中，所述生物质燃料为是秸秆、稻壳、木片、干酒糟或蔗糖渣。