[发明专利]生物质与煤共气化系统及方法

权利要求书

1.一种生物质与煤共气化系统，其特征在于，包括气化炉（1），所述气化炉（1）的内腔由上至下依次包括热解区（11）、气化区（12）和燃烧区（13）；

所述热解区（11）具有可供煤样进入的煤样入口（111），以使所述煤样在所述热解区（11）内发生热解反应；

所述气化区（12）与所述热解区（11）连通，所述热解区（11）内反应产生的热解半焦可从所述热解区（11）进入至所述气化区（12），所述气化区（12）具有可供生物质进入的生物质入口（121），以使所述生物质在所述气化区（12）内发生热解气化反应，且使所述热解半焦在所述气化区（12）内发生催化气化反应；其中，所述生物质中包含碱金属和碱土金属；

所述燃烧区（13）与所述气化区（12）连通，以使所述气化区（12）内反应产生的气化残渣进入至所述燃烧区（13）内发生燃烧反应；所述燃烧区（13）的底部具有可供所述燃烧区（13）反应产生的灰渣排出的灰渣出口（131），所述灰渣中含有钾元素；

所述气化炉（1）的顶部具有可供所述热解区（11）、所述气化区（12）和所述燃烧区（13）反应产生的气体排出的气体出口（14）；

所述煤样入口（111）设置在所述热解区（11）的上部；

所述生物质入口（121）设置在所述气化区（12）的上部；

所述热解区（11）的高度与所述气化区（12）的高度的比值范围为1/2~2/3。

2.根据权利要求1所述的生物质与煤共气化系统，其特征在于，所述生物质与煤共气化系统还包括旋风分离器（2）；

所述旋风分离器（2）具有气体入口（21）、气体排放口（22）和固体出口（23），所述气体入口（21）与所述气体出口（14）连通，所述固体出口（23）与所述燃烧区（13）连通；所述旋风分离器（2）用于对由所述气体出口（14）排出的气体进行气固分离处理，且使分离出的气体经所述气体排放口（22）排出，使分离出的固体经所述固体出口（23）进入至所述燃烧区（13）中进行燃烧反应。

3.根据权利要求2所述的生物质与煤共气化系统，其特征在于，所述生物质与煤共气化系统还包括热交换器（3）、气液分离装置（4）和气体净化装置（5）；

所述热交换器（3）具有与所述气体排放口（22）连通的第一气体进口（31）、冷却气体出口（32）、液体入口（33）以及与所述气化炉（1）的内腔连通的蒸汽出口（34），所述热交换器（3）用于对由所述气体排放口（22）排出的气体进行冷却处理，且使冷却后的气体由所述冷却气体出口（32）排出；

所述气液分离装置（4）具有与所述冷却气体出口（32）连通的第二气体进口（41）、与所述液体入口（33）连通的液体出口（43）以及与所述气体净化装置（5）连通的出气口（42），所述气液分离装置（4）用于对所述冷却后的气体进行分离，且使分离出的气体经所述出气口（42）进入至所述气体净化装置（5）中进行净化处理，使分离出的液体依次经所述液体出口（43）和所述液体入口（33）进入至所述热交换器（3）中，所述热交换器（3）还用于对所述分离出的液体进行加热，且使加热生成的蒸汽经所述蒸汽出口（34）进入至所述气化炉（1）的内腔中。

4.一种利用如权利要求1至3任一项所述的生物质与煤共气化系统进行生物质与煤共气化的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过煤样入口向热解区内通入煤样，使所述煤样在所述热解区内发生热解反应，且使所述热解反应产生的热解半焦进入至气化区内；其中，所述热解区的反应温度为第一预设温度；

通过生物质入口向气化区内通入生物质，使所述生物质在所述气化区发生热解气化反应，且使所述热解半焦在所述气化区发生催化气化反应；其中，所述生物质中包含碱金属和碱土金属，所述气化区的温度为第二预设温度，所述第二预设温度大于所述第一预设温度；

将所述气化区反应产生的气化残渣送入燃烧区，以使所述气化残渣在所述燃烧区内发生燃烧反应；其中，所述燃烧区的温度为第三预设温度，所述第三预设温度大于所述第二预设温度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述气化炉的流化数介于1.5~2之间；

所述流化数为所述气化炉的流化气通入速度和最大颗粒煤样临界流化速度之比。