生物质热解气化燃烧分段转化生物炭/蒸汽联产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种生物质热解气化燃烧分段转化生物炭/蒸汽联产装置及工艺，联产装置包括流化床热解气化炉、低热值燃气燃烧室、一级分离装置、二级旋风分离器、空气预热器、蒸汽发生装置与烟气处理装置等设备；生产工艺包括将生物质原料在流化床热解气化炉中发生热解、气化反应产生物质炭和高温低热值生物质燃气，利用两级分离装置实现生物炭和燃气的分离，得到高品质生物炭，分离后的高温燃气送入低热值燃烧室燃烧，燃烧所产生的高温烟气送入蒸汽发生装置生产蒸汽。本发明专利技术工艺方法先进，生产设备简单可靠，能够有效降低生产成本，提高生产效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】生物质热解气化燃烧分段转化生物炭/蒸汽联产装置及工■g
本专利技术属于生物质利用
，具体涉及一种生物质热解气化燃烧分段转化生物炭/蒸汽联产装置及工艺。
技术介绍
随着全球能源与环境问题的日益凸显，新能源开发成为一项迫切的任务。生物质能源具有资源丰富、可转换为清洁燃料、是唯一可存储和运输的可再生能源、也是唯一可再生炭源等显著特点，在满足未来社会能源需求，推动社会可持续发展等方面将发挥重要作用。生物质具体的种类很多，主要指木材、农作物(秸杆、稻草、麦杆、豆杆、棉花杆、谷壳等)、杂草、藻类等。我国的生物质能也极为丰富，可开发为能源的生物质资源达3亿多吨标煤，而随着农业和林业的发展，特别是随着速生炭薪林的开发推广，我国的生物质资源将越来越多，有非常大的开发和利用潜力。生物质热解气化燃烧多联产技术是基于生物质可燃组分由挥发分和固定碳两部分组成的特点，采用解耦反应方式，固定碳转化成为高品质生物炭，挥发分转化成为燃气进而燃烧获得热能或者电能。生物质热解气化燃烧多联产技术可以显著提高生物质利用项目的经济性，日益受到重视。在不同类型的生物炭中，竹木质类原料获得竹木炭并深加工成为活性炭；稻壳类原料获得稻壳炭后用于钢厂保温材料或进行深加工获得活性炭和纳米级硅晶体；秸杆类原料获得秸杆炭进而制成高附加值炭基复合肥，通过不同处理方式后，生物炭均可实现高价值应用。但是，我国生物质以秸杆类为主，且收集、运输等多个环节都较为粗放，造成了可利用的生物质具有高碱性、高水分和低热值的特点，采用空气作为气化剂的热解气化工艺导致燃气热值过低，无法采用常规燃烧方式进行利用，极大限制了生物质热解气化多联产技术的原料范围。因此，迫切需要开发能适应高水分、低热值、高碱性生物质在内的多种原料的生物质多联产技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种生产成本低、原料适应性广的生物质热解气化燃烧分段转化生物炭/蒸汽联产装置及其生产工艺。一种生物质热解气化燃烧分段转化生物炭/蒸汽联产装置，包括高温燃气风机，高温燃气风机的出风口处连接有第一管路，第一管路的另一端连接在流化床热解气化炉上，流化床热解气化炉的侧壁上设有生物质给料装置、床料给料装置，另一侧壁上设有反应物出口，底部设有风室，反应物出口处连接有第二管路，第二管路的另一端连接在一级分离装置的进口处，一级分离装置上开设有一级燃气出口及一级生物炭出口，一级燃气出口连接有第四管路，第四管路的另一端连接在二级旋风分离器的进口处，二级旋风分离器上开设有二级燃气出口及二级生物炭出口，二级燃气出口上连接有第五管路及第六管路，第五管路的另一端连接在高温燃气风机的进风口处，第六管路的另一端连接在低热值燃气燃烧室上，低热值燃气燃烧室的底端设有烟气出口，烟气出口上连接有第七管路，第七管路的另一端连接在蒸汽发生装置上，蒸汽发生装置与锅炉给水管路及蒸汽排出管路相接，蒸汽发生装置的上方设有空气预热器，空气预热器上连接有第八管路，第八管路连接在烟气处理装置上，空气预热器上还连接有第九管路及第十管路，第九管路与鼓风机相连接，第十管路与流化床热解气化炉底部的风室相连接，第十管路上还设有连接在低热值燃气燃烧室上的第i^一管路。作为上述技术方案的进一步描述: 所述烟气处理装置包括依次连接的除尘器、引风机及烟囱。作为上述技术方案的进一步描述: 所述风室中设有布风板。作为上述技术方案的进一步描述: 所述流化床热解气化炉底部设有排渣装置。一种生物质热解气化燃烧分段转化生物炭/蒸汽的生产工艺，采用一种生物质热解气化燃烧分段转化生物炭/蒸汽联产装置进行生产，包括以下步骤: (1)、通过生物质给料装置、床料给料装置往流化床热解气化炉内加入生物质原料和床料； (2)、运行空气预热器，空气预热器通过第十管路、第十一管路，将预热后的高温空气送入低热值燃气燃烧室，其余的高温空气通过第十管路送入流化床热解气化炉，生物质原料与床料在流化床热解气化炉发生热解及气化反应，生成高温生物质燃气和生物炭； (3)、高温生物质燃气和生物炭，依次进入一级分离装置和二级旋风分离器，分离出的生物炭从一级生物炭出口及二级生物炭出口中被收集；分离出高温燃气通过第五管路、第六管路分别进入高温燃气风机与低热值燃气燃烧室，进入高温燃气风机的高温燃气再通过第一管路进入流化床热解气化炉；在流化床热解气化炉中，从空气预热器进入的高温空气与高温燃气发生燃烧反应，为生物质热解气化提供能量； (4)、运行低热值燃气燃烧室，高温燃气和预热后的高温空气在低热值燃气燃烧室内充分燃烧，产生高温烟气，高温烟气依次通过蒸汽发生装置和空气预热器回收热量后经过烟气处理装置排放。作为上述技术方案的进一步描述: 其中，生物质原料的含水量不高于50%，生物质尺寸不大于10cm。作为上述技术方案的进一步描述: 其中，流化床热解气化炉内温度为500~750°C。作为上述技术方案的进一步描述: 其中，低热值燃气燃烧室为绝热燃烧室，燃烧炉温度为700~1000°C，空气预热温度为200?500 °C ο作为上述技术方案的进一步描述: 其中，床料为耐磨粗床料颗粒，包括石英砂、氧化销球，粒径为0.5~5mm。作为上述技术方案的进一步描述: 其中，床料给料装置设置在生物质给料装置的下方，床料颗粒由床料给料装置加入在流化床热解气化炉下部，形成稳定流化床密相区域。本专利技术通过将生物质原料在流化床热解气化炉中发生热解、气化反应产生物质炭和高温低热值生物质燃气，利用两级分离装置实现生物炭和燃气的分离，得到高品质生物炭，一部分生物质燃气送回流化床热解气化炉与送入的热空气燃烧反应放热，提供生物质热解气化所需的热量，并降低生物质炭的燃烧量；剩余高温生物质燃气则直接进入低热值燃气燃烧室燃烧产生高温烟气，所产生的高温烟气通过余热回收后即进行烟气处理，余热回收装置所产生的高温空气一部分送入流化床热解气化炉，另一部分则送入低热值燃气燃烧室；所产生的高温蒸汽可用于外供蒸汽。工艺方法先进，适用于包括高湿、高碱低热值在内的所有生物质，生产设备简单可靠，能够有效降低生产成本，提高生产效益。【附图说明】图1为本专利技术中生物质热解气化燃烧分段转化生物炭/蒸汽联产装置的结构示意图。【具体实施方式】参见图1，一种生物质热解气化燃烧分段转化生物炭/蒸汽联产装置，包括高温燃气风机1，高温燃气风机I的出风口处连接有第一管路2，第一管路2的另一端连接在流化床热解气化炉3上，流化床热解气化炉3的侧壁上设有生物质给料装置301、床料给料装置302，另一侧壁上设有反应物出口 303，底部设有风室304，反应物出口 303处连接有第二管路4，第二管路4的另一端连接在一级分离装置5的进口处，一级分离装置5上开设有一级燃气出口 501及一级生物炭出口 502，一级燃气出口 501连接有第四管路6，第四管路6的另一端连接在二级旋风分离器7的进口处，二级旋风分离器7上开设有二级燃气出口 701及二级生物炭出口 702，二级燃气出口 701上连接有第五管路8及第六管路9，第五管路8的另一端连接在高温燃气风机I的进风口处，第六管路9的另一端连接在低热值燃气燃烧室10上，低热值燃气燃烧室10的底端设有烟气出口 101，烟气出口 10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质热解气化燃烧分段转化生物炭/蒸汽联产装置，其特征在于：包括高温燃气风机，高温燃气风机的出风口处连接有第一管路，第一管路的另一端连接在流化床热解气化炉上，流化床热解气化炉的侧壁上设有生物质给料装置、床料给料装置，另一侧壁上设有反应物出口，底部设有风室，反应物出口处连接有第二管路，第二管路的另一端连接在一级分离装置的进口处，一级分离装置上开设有一级燃气出口及一级生物炭出口，一级燃气出口连接有第四管路，第四管路的另一端连接在二级旋风分离器的进口处，二级旋风分离器上开设有二级燃气出口及二级生物炭出口，二级燃气出口上连接有第五管路及第六管路，第五管路的另一端连接在高温燃气风机的进风口处，第六管路的另一端连接在低热值燃气燃烧室上，低热值燃气燃烧室的底端设有烟气出口，烟气出口上连接有第七管路，第七管路的另一端连接在蒸汽发生装置上，蒸汽发生装置与锅炉给水管路及蒸汽排出管路相接，蒸汽发生装置的上方设有空气预热器，空气预热器上连接有第八管路，第八管路连接在烟气处理装置上，空气预热器上还连接有第九管路及第十管路，第九管路与鼓风机相连接，第十管路与流化床热解气化炉底部的风室相连接，第十管路上还设有连接在低热值燃气燃烧室上的第十一管路。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张守军，王勤辉，周建斌，张齐生，张守峰，赵成武，鲁万宝，吴银龙，李益瑞，冯干，龚世明，张广林，胡鹏，
申请(专利权)人：合肥德博生物能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34