一种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统技术方案

一种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统，涉及生物质气化技术领域，包括气化炉、高温旋风裂解炉、热量回收设备、旋风分离器、高温过滤器、料封阀、汽包和灰斗；气化炉从下至上分别包括排渣环管、气化剂喷管、气化炉气室、分布板、飞灰返料口II、气化炉密相段、生物质进料口、飞灰返料口I、二次气化剂喷管和气化炉稀相段，所述排渣环管用于将气化炉密相段床层内的灰渣排出气化炉，所述气化剂喷管用于向气化炉密相段床层内喷入气化剂；所述高温旋风裂解炉的固体出料口与料封阀的固体进料口连通，这种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统能够缩短气化反应时间，气化炉气化强度获得大幅提升，并生成更多可燃成分。并生成更多可燃成分。并生成更多可燃成分。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统
[0001]
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[0002]本技术涉及生物质气化
，尤其涉及一种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统。
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技术介绍
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[0004]由于我国的能源结构主要以煤炭和石油等化石能源为主，而化石燃料（煤、石油、天然气）的储量有限，且其利用过程产生的环境问题日益严峻，因而，迫切需求开发清洁的可再生能源，而可再生能源之一的生物质能源就是能够储存和可运输的清洁能源，其具有资源分布广、储存量大的优势，故开发潜力巨大。
[0005]生物质气化技术是一种热化学处理技术，其基本原理是将固体生物质放入气化炉中进行不完全燃烧，在转换过程中需要加入氧气或水蒸汽等气化剂，使其发生部分氧化反应并燃烧、气化。由于固体生物质原料具有特殊物理性质，在进入气化炉进行气化前需对固体生物质原料进行破碎和增添介质等预处理。通过预处理的原料在气化炉中进行燃烧，其产生的热量用于维持热解和还原反应，最终得到可燃性混合气体，对该气体过滤除去焦油及杂质后，即可用于燃烧、发电、制气或进一步合成化工产品。
[0006]在申请号为201110094281.8、公开号为CN102206514A的专利申请中涉及两段式生物质旋风高温裂解气化炉。该气化炉有由上段旋风高温热裂解气化室、下段水蒸汽喷淋热解气化室以及螺旋给料机、生物质气排出管、气体燃料高速燃烧器、灰渣箱组成。该气化炉可大幅降低所生产的生物质气中焦油的含量，但气体燃料高速燃烧器产生的高温（1600℃以上）厌氧烟气，将消耗大量生物质气化过程产生的燃料气，也即大大降低了单位生物质耗量的产气量，同时为了形成强旋风涡流，高温烟气以>80m/s的高速沿旋风切向并贴近旋风裂解气化室内壁喷入旋风裂解气化室，在该操作条件下，高温烟气及其夹带的生物质颗粒对旋风内壁的冲刷磨蚀将十分严重。
[0007]
技术实现思路
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[0008]为解决上述技术问题，本技术提供了一种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统。
[0009]本技术是通过下述技术方案来实现的：
[0010]一种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统，其特征是，包括气化炉、高温旋风裂解炉、热量回收设备、旋风分离器、高温过滤器、料封阀、汽包和灰斗；所述气化炉从下至上分别包括排渣环管、气化剂喷管、气化炉气室、分布板、飞灰返料口II、气化炉密相段、生物质进料口、飞灰返料口I、二次气化剂喷管和气化炉稀相段，所述排渣环管用于将气化炉密相段床层内的灰渣排出气化炉，所述气化剂喷管用于向气化炉密相段床层内喷入气化剂；所述高温旋风裂解炉的固体出料口与料封阀的固体进料口连通，所述料封阀的固体出料口通过飞灰返料口I与气化炉密相段床层连通，所述旋风分离器的下方锥段底部出口与灰斗的顶部进料口连通，灰斗的底部出料口通过飞灰返料口II与气化炉密相段床层连通，所述高温过滤器的固体出料口通过飞灰返料口II与气化炉密相段床层连通，生物质进料口位于分布板上方，二次气化剂喷口位于气化炉密相段床层上方，气化炉的顶部出口与
高温旋风裂解炉的粗合成气入口连通，高温旋风裂解炉上粗合成气入口的对侧设有气化剂进料口，高温旋风裂解炉的顶部气固相出口连接至热量回收设备，热量回收设备的水/汽侧与汽包连通；汽包底部饱和水出口与热量回收设备的饱和水进口连通，热量回收设备的水/汽侧顶部饱和水/汽出口与汽包的底部饱和水/汽进口连通，汽包顶部饱和蒸汽出口与热量回收设备的饱和蒸汽入口连通，热量回收设备的过热蒸汽出口分别与旋风裂解炉的气化剂进口和气化炉的气化炉气室和气化剂喷管的气化剂进口连通；热量回收设备底部连通至旋风分离器的气固相入口，旋风分离器的顶部出口与高温过滤器的粗合成气入口连通。
[0011]在本技术的另一个方面中，所述热量回收设备用于部分回收高温含尘粗合成气的显热，并副产过热蒸汽。
[0012]在本技术的另一个方面中，所述旋风分离器用于进一步分离含尘粗合成气中的部分固体颗粒。
[0013]在本技术的另一个方面中，所述高温过滤器用于进一步过滤掉旋风分离器无法分离出的含尘粗合成气中的半焦飞灰颗粒，经高温过滤器过滤掉的半焦飞灰颗粒落入高温过滤器的底部锥段内。
[0014]在本技术的另一个方面中，所述高温过滤器的滤芯为金属滤芯或陶瓷滤芯。
[0015]本技术的有益效果是：
[0016]原料适应性强，床层高度可控，该床层内的床料可使加入的生物质进料迅速升温，缩短气化反应时间，气化炉气化强度获得大幅提升，并生成更多可燃成分；
[0017]采用带循环返料的喷动流化床气化技术，未完全反应的碳粒可通过返料器及气力输送方式返回气化炉密相段床层或密相段床层的中心高温区进一步反应，提高了气化效率和燃气热值，同时系统无多余飞灰外排，有效解决了流化床气化系统内逃逸飞灰的外排和处理问题；
[0018]在气化炉稀相段底部设置二次气化剂喷口，通过进一步提高气化炉稀相段温度，可有效降低进入气化炉稀相段内含尘粗合成气中的焦油浓度；
[0019]焦油裂解催化剂直接添加至气化炉顶部出口和高温旋风裂解炉间的高温管道上，利用高温旋风形成强烈旋流，同时在旋风内通入一股气化剂，使高温旋风内的飞灰、催化剂固体和含焦油气体、气化剂间的气固混合充分，反应剧烈，在气固分离的同时产生焦油及甲烷等碳氢化合物的催化裂解反应，反应时间也因旋风内产生的内外反向旋涡流而获得有效延长，可大大降低流化床出口气中的焦油含量，简化后续燃气净化系统；旋风裂解炉设备结构也非常简单；
[0020]热燃气中的焦油已脱除干净，因此经进一步干法除尘后的热燃气直接利用，也不会产生因焦油冷凝导致的对管道和设备的污染，相应提高了燃气利用的热效率；
[0021]可使生物质气化工艺过程中产生的焦油均有效转化为氢气和一氧化碳等低分子量气体产品，相应有效提高了单位生物质耗量的有效气产量。
[0022]附图说明：
[0023]图1为本技术实施例1的装置结构示意图。
[0024]图2为本技术实施例2的装置结构示意图。
[0025]图3为本技术所采用的气化炉炉体结构及气化炉炉内各区域划分示意图。
[0026]附图中：1、气化炉，2、高温旋风裂解炉，3、热量回收设备，4、旋风分离器，5、高温过
滤器，6、料封阀，7、汽包，8、灰斗，9、氧气/富氧/空气/水蒸汽（气化剂），10、二次气化剂，11、排渣，12、原料生物质，13、裂解反应催化剂，14、锅炉给水，15、除焦油后合成气，16、氧气/富氧/空气，17、气化炉稀相段，18、二次气化剂喷口，19、气化炉密相段，20、飞灰返料口I，21、分布板，22、气化剂喷管，23、排渣环管，24、气化炉气室，25、飞灰返料口II，26、生物质进料口。
[0027]具体实施方式：
[0028]下面结合附图及实施例对本技术的实施方式做进一步说明：
[0029]在对本技术的描述中，需要理解的是，指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质加压流化床气化与旋风裂解的复合气化系统，其特征是，包括气化炉（1）、高温旋风裂解炉（2）、热量回收设备（3）、旋风分离器（4）、高温过滤器（5）、料封阀（6）、汽包（7）和灰斗（8）；所述气化炉（1）从下至上分别包括排渣环管、气化剂喷管、气化炉气室、分布板、飞灰返料口II、气化炉密相段、生物质进料口、飞灰返料口I、二次气化剂喷管和气化炉稀相段，所述排渣环管用于将气化炉密相段床层内的灰渣排出气化炉，所述气化剂喷管用于向气化炉密相段床层内喷入气化剂；所述高温旋风裂解炉的固体出料口与料封阀的固体进料口连通，所述料封阀的固体出料口通过飞灰返料口I与气化炉密相段床层连通，所述旋风分离器的下方锥段底部出口与灰斗的顶部进料口连通，灰斗的底部出料口通过飞灰返料口II与气化炉密相段床层连通，所述高温过滤器的固体出料口通过飞灰返料口II与气化炉密相段床层连通，生物质进...

【专利技术属性】
技术研发人员：马道远，曾海英，王福明，张信，吴坷显，马凌河，
申请(专利权)人：上海浦名能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：