一种煤与生物质混合制气系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种煤与生物质混合制气系统，属于燃气制造领域。本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种煤与生物质混合制气系统
本技术属于燃气制造领域，更具体地说，涉及一种煤与生物质混合制气系统及其制气方法。
技术介绍
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，通过该专利技术方法制得的燃气热值较高，能达到燃气使用的标准，该专利技术方法既获得新能源，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。如中国专利申请号为CN200410013943.4，公开日为：2005年12月7日的专利文献，公开了一种无焦油产生，且工艺简单，能生产高热值煤气的生物质和煤混合的气化方法及其装置。其以生物质、煤两种物质为气化原料，流化床气化炉采用供风燃烧和供蒸气气化的间歇工作；在供风燃烧阶段，供煤和供风入炉内，使气化炉的煤料在流化状态下燃烧，放出热量；在气化阶段，向气化炉供入水蒸气和生物质，使高温碳料层在流化状态下发生水煤气反应、生物质在高温下干馏热解气化反应，所产生的高热值煤气经降温除尘处理后进入煤气净化系统；其突出了生物质挥发分高，固定碳少，易于高温干馏热解，而煤固定碳高，灰熔点高，易于燃烧形成高温料层的优点，通过二者有机地融合可生产出不含焦油的高热值的燃料气。但是该装置流化床气化炉采用供风燃烧和供蒸气气化的两段式间歇工作，其中一个阶段工作时，另一个阶段没有办法同时进行反应，对于该装置的气化效率产生了一定的影响，且该装置的气化阶段中，生物质原料并没有处于缺氧的环境下，导致其热解反应不够充分，影响最终制得的燃气的热值。另外，该装置中生物质原料和煤均在同一个空间中进行反应，反应后的残渣混杂在一起，对于反应后的残留的生物质渣的收集十分困难，不能对保留有固定碳的生物质渣进行充分的回收利用，降低生物质原料应得的经济效益。
技术实现思路
1、要解决的问题本技术提供一种煤与生物质混合制气系统，解决了现有的生物质与煤混合制气时生物质渣收集困难、制气效率低等问题，其生物质原料热解和煤气化在分开单独制气的情况下同时进行，一方面通过二者同时制气得到的热解气和煤气进行混合形成高热值的燃气，制气效率高，另一方面二者分开单独制气有利于回收保留有固定碳的生物质渣，产生较高的经济效益。2、技术方案为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案。一种煤与生物质混合制气系统，包括煤气反应炉，煤气反应炉具有煤料进口、进气口和煤气出口，所述煤气反应炉的内部空间包括上部热解区和下部煤气化反应区；所述煤料进口和进气口位于煤气化反应区的煤气反应炉侧壁上；所述热解区内设有热解反应管，热解反应管的进料端用于接收生物质原料，出气端用于排出热解气，所述煤气出口位于热解反应管上方的煤气反应炉侧壁上。作为技术方案的进一步改进，所述煤气反应炉的底部设有排渣口，排渣口通过排渣管连接排渣器，用于排出煤气反应区反应后的煤渣。作为技术方案的进一步改进，所述热解反应管螺旋盘绕在煤气反应炉的热解区内或沿热解区的煤气反应炉内壁上下弯折布置。作为技术方案的进一步改进，所述煤料进口通过给煤器连接煤仓；所述进气口外接有风机I；所述热解反应管的进料端通过输料管连接生物质料仓的生物质料出口。作为技术方案的进一步改进，所述生物质料仓的生物质料出口处装有关风器，用于控制生物质物料下料连续定量。作为技术方案的进一步改进，所述煤气反应炉的煤气出口通过管道连接旋风分离器I的煤气进口，旋风分离器I的出料口通过返料管连接位于煤气化反应区的返料口。作为技术方案的进一步改进，所述热解反应管的出气端连接旋风分离器II的热解气进口；旋风分离器II的出料口通过管道连接冷却器，其热解气出口通过管道连接旋风分离器I的出气口。作为技术方案的进一步改进，所述旋风分离器I的出气口通过输气管依次接有换热器和除尘器，除尘器的出口排出气体。作为技术方案的进一步改进，所述除尘器的出口还通过引风支管连通输料管；所述引风支管上装有风机II；所述风机II的进口端连接除尘器的出口，其出口端连通输料管。一种煤与生物质混合制气方法，包括以下步骤：①通过煤料进口向煤气反应炉内给煤，通过进气口向煤气反应炉内通入空气，空气与煤在煤气化反应区内发生气化反应，生成煤气并从煤气出口排出；②向热解反应管内通入生物质原料，步骤①中的煤气化反应生成的热量对热解反应管内的生物质原料进行加热，生物质原料发生热解反应，生成热解气并通过热解反应管的出气端排出与步骤①制得的煤气混合，得到燃气。作为制气方法的进一步改进，在步骤①中，煤气出口排出的煤气通入旋风分离器I，旋风分离器I将煤气内夹杂的煤颗粒分离，分离后的煤颗粒经返料管返回至煤气化反应区继续反应，分离后的煤气经旋风分离器I的出气口排出；在步骤②中，热解气从热解反应管出气端排出后先通入旋风分离器II，旋风分离器II将热解气内的生物质渣分离，分离后的生物质渣送至冷却器冷却后收集，分离后的热解气输送至旋风分离器I的出气口与煤气混合制得燃气。作为制气方法的进一步改进，还包括步骤③：步骤②中制得的燃气通过输气管送至换热器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤与生物质混合制气系统，包括煤气反应炉(4)，煤气反应炉(4)具有煤料进口、进气口和煤气出口，其特征在于：所述煤气反应炉(4)的内部空间包括上部热解区和下部煤气化反应区；所述煤料进口和进气口位于煤气化反应区的煤气反应炉(4)侧壁上；所述热解区内设有热解反应管(10)，热解反应管(10)的进料端用于接收生物质原料，出气端用于排出热解气，所述煤气出口位于热解反应管(10)上方的煤气反应炉(4)侧壁上。

【技术特征摘要】
1.一种煤与生物质混合制气系统，包括煤气反应炉(4)，煤气反应炉(4)具有煤料进口、进气口和煤气出口，其特征在于：所述煤气反应炉(4)的内部空间包括上部热解区和下部煤气化反应区；所述煤料进口和进气口位于煤气化反应区的煤气反应炉(4)侧壁上；所述热解区内设有热解反应管(10)，热解反应管(10)的进料端用于接收生物质原料，出气端用于排出热解气，所述煤气出口位于热解反应管(10)上方的煤气反应炉(4)侧壁上。2.根据权利要求1所述的一种煤与生物质混合制气系统，其特征在于：所述热解反应管(10)螺旋盘绕在煤气反应炉(4)的热解区内或沿热解区的煤气反应炉(4)内壁上下弯折布置。3.根据权利要求1所述的一种煤与生物质混合制气系统，其特征在于：所述煤料进口通过给煤器(2)连接煤仓(1)；所述煤气反应炉(4)的进气口外接有风机I(3)；所述热解反应管(10)的进料端通过输料管连接生物质料仓(7)的生物质料出口。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪鎏，朱晨军，李耀拉，任强，
申请(专利权)人：安徽科达洁能股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34