一种生物质热解气化、净化方法技术

一种生物质热解气化、净化方法，包括将生物质粉碎；其特征是还包括下列步骤：入炉气化；生成干馏煤气；旋风除尘；冷却净化；高压静电捕焦，即在高压电捕焦器中通有高压直流电、在正负两极间维持一个足以使气体与杂质分离的静电场，将冷却后的煤气送入高压静电捕焦中，经过高压静电捕焦的整流板使气体分布均匀，再进入高压静电捕焦极间，使煤气中的焦油气泡、粉尘沉积在集焦极上，使煤气净化；洗涤净化；脱水等。采用本发明专利技术，气体净化效果好、杂质含量低、热值高、气体质量稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质热解气化、净化方法
本专利技术涉及含纤维素物料的干馏和气体净化，特别涉及一种生物质热解气化、净化方法。
技术介绍
随着社会的进步与发展，人类对各种能源的要求日益剧增。石油、煤、天然气等几种最普遍使用的不可再生资源，因大量开采、使用而导致储量急剧下降，己构成了当今人类生存和发展的三大危机(能源不足、粮食短缺和环境污染)之一。因此，开发能源、节约能源已成为当今世界各国政府和广大有识之士十分关注的焦点。我国是一个人口众多、资源相对占有量较少的农业大国。一方面，随着国民经济的快速发展和工业化程度的迅速提高，各方面对能源的要求急剧增长，能源供求矛盾日异加剧，己成了当前我国经济发展的重要制约因素。天然气、煤气等各种燃气的供应，不但数量有限，而且费用昂贵，众多中小城镇很难享受到管道煤气、燃气带来的现代物质文明，数千年的烟熏火燎的炊事及取暖方式一直未能得到根本改变，严重影响了广大城镇的现代化进程，另一方面，我国每年有约7亿吨的农作物秸秆、柴草和竹林工业废料，其中约80％的农作物秸杆以直燃方式被焚烧。在我国农村特别是机场周围、高速公路两旁的地方，每年在粮食收获的季节，大量麦草、稻草、谷壳、玉米秸，棉花秆、油菜杆、花生壳等秸杆被弃被弃之田头地边，为图方便，农民便将它焚烧，使得浓烟四起，严重污染环境和空气，更严重的是使飞机不能起飞，汽车不能行驶，甚至造成车祸，每年有关部门不仅发动禁烧令，还专门拨出上千万的巨款，并派出大量人员对机场及高速公路周围农户进行宣传、阻止，这一现现象已成为有关部门长期难以解决而又头疼的难题。这种状况不但没能有效地利用这些资源，反而造成环境污染。因此，如何充分利用我国农村现有的大量可再生资源，使之更-->好地造福于民、促进城镇现代化发展进程，己成为当前我国能源开发中一个重要课题。可再生能源是国家在“十五”863计划设置的后续能源技术主题，其目的在于，大力发展后续能源逐步替代有限的矿物能源，改变传统的能源结构，实现能源供应多元化，摆脱对矿物能源的依赖与束缚，改变生存环境，为国民经济建设和社会可持续发展提供可靠保障。能源作为国家的重点，随着经济社会的不断发展，会逐步的大幅度增长，据资料统计，2003年我国电力资源已增加近15％，但仍然不能满足经济发展的需求，部分地区电力紧张，短缺的现象严重存在，从长远来看，一个国家经济发展过程中，必然不断增加能源的消耗，尤其是在一些发达国家再生能源利用率已达到20％，最高的已达25％，而我国对再生能源的利用率非常低，与发达国家比较差距甚大。因此，大力发展利用再生能源，前景广阔，也是我国不得不引起高度重视的问题，大量利用秸杆燃气在部份城市采用工厂化，标准化建成规模较大的燃气火电厂，以缓解城市用电问题大有前景。秸秆气化技术的实验室研究在国内始于20世纪80年代中期。国外德国、奥地利、法国等国家也在气化技术方面作了深入研究，德国法律已规定企业用能总量的15％必须是再生能源。目前，国内外生物质气化的方式主要有以下几种：1、上吸式气化炉技术：碳转换率高，无固体可燃剩余物，由于氧化反应发生在空气与碳之间，碳被完全燃烧，气体热值低，一般在4-4.5MJ/m3，焦油含量高。2、下吸式气化炉技术，碳转换率低，剩余灰中碳含量较高，另外空气由喷咀喷出，反应截面的温度不均匀，有高温区，也有低温死区，影响了气体质量。气体热值在4.5MJ/m3，可作为加热气体。3、流化床气化炉技术，采用流化速度大于临界速度而又小于细物料的自由沉降速度，强化了传热轻质，增加了加热速度，从而提高了反应速度，气体热值较上两种技术所产气体热值要高，但飞碳损失大，气化效率只有60％。4、循环流化床气化技术：高流化速度操作，强化了气固间的传递速度，形成了与鼓泡流化床不同的流化状态，碳的不断循环，保持了大的床-->密度，实现了快速加热、快速热分解，使热值有较大幅度提高，一般在7.2MJ/m3，但要求粉粒直径在150-360um，一般草类秸杆无法达到使用要求。生物质气化的生产工艺流程一般为：秸杆粗制→入炉气化→生成煤炉气→旋风除尘→送往用气户→输配系统→储气罐→净化。目前，国内95％的技术是使用下吸式气化炉作为主导产品且在结构上没有多大改进，存在和主要问题是生成和气化热值低，净化效果差，焦油含量重，气化强度不高，对原材料的要求较高、使用原料单一，原料选择性强，如稻草、麦草、藤类、其它种类等原料都无法气化；采用稻壳气化炉、负压吸气化炉及下吸式气化炉，是将玉米秸、花生壳、玉米芯等切制到需要的长度作气化使用。生产能力和生产效率均比较低下，供气规模小等。没有真正地将农村剩余秸杆有效地利用起来，只能小面积、小范围的低程度供应。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服上述现有技术中的不足，通过采用两段式秸杆气化发生炉生成煤气、高压电捕焦器除去煤气焦油等，从而提供一种煤气净化效果好、杂质含量低、热值高、气体质量稳定的生物质热解气化和净化方法。本专利技术的内容是：一种生物质热解气化、净化方法，包括：(1)将生物质粉碎，其特征之处是还包括下列步骤：(2)入炉气化：将生物质间歇加料于两段式秸杆气化发生炉中，将气化剂空气、空气-水蒸汽或水蒸汽-氧气送至两段式秸杆气化发生炉中的中部气化段内，两者在800-1000℃进行热解反应生成发生炉煤气；生物质原料在炉内停留时间在1小时以上；(3)生成干馏煤气：生物质入炉后在两段式秸杆气化炉的上段进行低温干馏反应生成(热值较高的)低温干馏煤气，两段式秸杆气化炉中部气化段反应生成的发生炉煤气为上部生物质的干馏提供热源；(4)旋风除尘：将两段式秸杆气化炉中反应生成的含尘煤气送入旋风除尘器中，除去尘粒；(5)冷却净化：除去尘粒后的煤气送入竖管冷却塔中，在竖管冷却塔内经循环冷却水喷淋冷却；-->(6)高压静电捕焦：高压静电捕焦器中通有高压直流电、在正负两极间维持一个足以使气体与杂质分离的静电场；将冷却后的煤气送入高压静电捕焦中，经过高压静电捕焦的整流板使气体分布均匀，再进入高压静电捕焦的极间，煤气中的焦油气泡、粉尘沉积在集焦极上，使煤气净化；(7)洗涤净化：将净化后的煤气送入洗涤塔中，经循环水喷淋洗涤；(8)脱水：将洗涤后的带液气体送入离心式气水分离器经离心分离，即制得煤气产品。本
技术实现思路
中：所述步骤(1)与步骤(2)之间还可以有下列步骤：将粉碎后的生物质经颗料压制机挤压成型为颗粒。所述挤压成型的颗粒为直径3-50mm、长4-80mm的圆柱体或相似形状，或边长为4-80mm的长方体、正方体或相似形状。本
技术实现思路
中：所述生物质是麦草、稻草、玉米秸杆、油菜秸杆、芦苇、藤条、竹子、草本类或其它含纤维素物料中的一种或多种的混合物。本
技术实现思路
中：所述含尘煤气送入旋风除尘器中的速度为4-10m/s。本
技术实现思路
中：所述煤气送入冷却塔中的煤气速度为1.5-5m/s，冷却后的煤气温度为30℃-40℃。本
技术实现思路
中：所述煤气在捕焦器内以4-10m/s的速度整流板，以0.5-2m/s的速度进入到4集焦极内。本
技术实现思路
中：所述煤气在洗涤塔中的气体流速为0.5-3m/s，喷淋循环水的供水量为8-12m3/H。本
技术实现思路
中：所述高压电捕焦器的高压直流电电压为29.5-60kv。本
技术实现思路
中：所述脱水后制得的煤气产品送入煤气罐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质热解气化、净化方法，包括：（１）将生物质粉碎；其特征是还包括下列步骤：（２）入炉气化：将生物质间歇加料于两段式秸杆气化发生炉中，将气化剂空气、空气－水蒸汽或水蒸汽－氧气送至两段式秸杆气化发生炉中的中部气化段 内，两者在８００－１０００℃进行热解反应生成发生炉煤气；（３）生成干馏煤气：生物质入炉后在两段式秸杆气化炉的上段进行低温干馏反应生成（热值较高的）低温干馏煤气，两段式秸杆气化炉中部气化段反应生成的发生炉煤气为上部生物质的干馏提供热源 ；（４）旋风除尘：将两段式秸杆气化炉中反应生成的含尘煤气送入旋风除尘器中，除去尘粒；（５）冷却净化：除去尘粒后的煤气送入竖管冷却塔中，在竖管冷却塔内经循环冷却水喷淋冷却；（６）高压静电捕焦：高压静电捕焦器中通有高压直 流电、在正负两极间维持一个足以使气体与杂质分离的静电场；将冷却后的煤气送入高压静电捕焦中，经过高压静电捕焦的整流板使气体分布均匀，再进入高压静电捕焦的集焦极内，煤气中的焦油气泡、粉尘沉积在电极上，使煤气净化；（７）洗涤净化：将净化后 的煤气送入洗涤塔中，经循环水喷淋洗涤；（８）脱水：将洗涤后的带液气体送入离心式气水分离器经离心分离，即制得煤气产品。...

【技术特征摘要】
1、一种生物质热解气化、净化方法，包括：(1)将生物质粉碎；其特征是还包括下列步骤：(2)入炉气化：将生物质间歇加料于两段式秸杆气化发生炉中，将气化剂空气、空气—水蒸汽或水蒸汽—氧气送至两段式秸杆气化发生炉中的中部气化段内，两者在800-1000℃进行热解反应生成发生炉煤气；(3)生成干馏煤气：生物质入炉后在两段式秸杆气化炉的上段进行低温干馏反应生成(热值较高的)低温干馏煤气，两段式秸杆气化炉中部气化段反应生成的发生炉煤气为上部生物质的干馏提供热源；(4)旋风除尘：将两段式秸杆气化炉中反应生成的含尘煤气送入旋风除尘器中，除去尘粒；(5)冷却净化：除去尘粒后的煤气送入竖管冷却塔中，在竖管冷却塔内经循环冷却水喷淋冷却；(6)高压静电捕焦：高压静电捕焦器中通有高压直流电、在正负两极间维持一个足以使气体与杂质分离的静电场；将冷却后的煤气送入高压静电捕焦中，经过高压静电捕焦的整流板使气体分布均匀，再进入高压静电捕焦的集焦极内，煤气中的焦油气泡、粉尘沉积在电极上，使煤气净化；(7)洗涤净化：将净化后的煤气送入洗涤塔中，经循环水喷淋洗涤；(8)脱水：将洗涤后的带液气体送入离心式气水分离器经离心分离，即制得煤气产品。2、按权利要求1所述的生物质热解气化、净化方法，其特征是所述步骤(1)与步骤(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华峰，
申请(专利权)人：王华峰，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]