一种生物质废渣洁净干粉气化系统技术方案

本实用新型专利技术属于生物质再利用技术领域，具体涉及一种生物质废渣洁净干粉气化系统。所述生物质废渣洁净干粉气化系统包括气化炉、水洗塔、水洗塔废气锅、气液分离器，以及通过管道顺次连接的半纤维素提取装置、机械脱水压块装置、余热二次干燥装置、渣块输送装置、破碎制粉装置、常压粉料仓、加压输送装置和高压给料仓；所述气化炉内部设有隔板，隔板将气化炉沿水平方向分隔为上部的气化室和下部的冷却室，隔板上设有通孔，便于液体或小颗粒固体通过。本实用新型专利技术能够实现生物质原料的分级分质利用；与现有技术相比，具有对生物质原料利用完全、清洁环保、能量利用率高、生产成本低、操作方便、安全性好、无三废排放、环境友好等特点。环境友好等特点。环境友好等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质废渣洁净干粉气化系统


[0001]本技术属于生物质再利用
，具体涉及一种生物质废渣洁净干粉气化系统。

技术介绍

[0002]在当前全球“双碳战略”的大背景下，急需开发新兴能源，来替代煤炭、石油、天然气等化石能源，以实现“零碳排放”的全球能源大战略。水势能、风能、太阳能、生物能等都是可以替代化石能源的低碳排放清洁能源，是未来重点开发的能源形式。
[0003]我国是一个传统的农业大国，仅生物质秸秆就达6亿吨干物质，生物质能源的综合利用具有很大的应用前景，其中利用生物质进行分级分质洁净燃烧或气化的新技术，是大规模、高效利用生物质能源的最有效途径之一。虽然，当前以煤为原料的洁净煤气化技术十分成熟，也在能源气化技术中占主导低位，但是，煤炭、石油、天然气等传统石化能源容易产生温室气体（主要是CO2）导致出现全球变暖的问题，所以发展生物质能源新技术具有越来越重要的现实意义。
[0004]目前，在能源气化技术中，生物质气化技术主要有生物质固定床气化、生物质流化床气化等，大部分都是处于研发阶段或者采用小规模的生产装置，生产效率有待提高。
[0005]其中固定床生物质气化工艺一般是采用小规模装置，不适合大型工业化生产，其工艺主要是，采用生物质制块单元将生物质原料制成生物质块，并上料至原料仓作为气化原料，然后将空气、水蒸气、生物质块在固定床气化炉中燃烧进行气化反应，产生水煤气，再使用洗气塔洗涤水煤气，去除大部分粉尘、生物焦油、碱金属等物质，最后将水煤气储存起来，经过脱硫、脱碳、再压缩、合成等后续反应，进一步深加工成化工产品。
[0006]该工艺的缺点有：1、气化温度低，水煤气中焦油含量高；废灰多，后续设备积灰、结垢严重，并且水处理设备投资高且很难处理合格，会造成二次污染；2、产气量小，只适应于小型气化站，不适合于大规模气化生产；3、生物质块水分高、热值低、热稳定性极差、碱金属含量高等，固定床气化技术很难适应生物质的特点，运行不稳定；4、安全隐患多，易发生碱金属腐蚀而导致水煤气泄露、易结疤导致排渣不畅甚至过氧爆炸等事故；5、生产成本高，气化压力低，化工产品反应一般要求压力较高，所以压缩能耗高；6、气化效率低、热利用率低，能量回收不充分7、生物质碱金属含量很高，易造成废锅结垢、堵塞，导致局部超温，严重影响正常生产运行，且清理十分困难。
[0007]另一种是流化床生物质气化工艺，其工艺主要是，利用生物质粉碎装置将生物质原料粉碎，并上料至原料仓作为气化原料，然后在流化床气化炉中，将空气、水蒸气、生物质原料通过燃烧气化反应，产生水煤气，再经过旋风分离、冷却器冷却后，经过脱硫、脱碳、再压缩、合成等后续反应，进一步深加工成化工产品。
[0008]该工艺的缺点有：1、生物质原料碱金属含量较高，极易在气化炉出口管道、废锅结垢，造成管线堵塞、换热管失效，造成系统超温事故；2、生物质原料密度小、水分含量高、颗粒粘连性极强，难以形成稳定的流化床层，极易造成床层乱流、结疤、偏流等现象，出现床层
反应不均衡，导致部分区域没有气化剂而“死床”，以及部分区域气化剂过量，造成系统过氧事故；3、生物质灰分低且密度小，反应后灰分颗粒很难形成“团聚”，大多形成了100微米以下的细灰微粒，后续的旋风分离器分离效果差，大量细灰和碱金属进入后续系统，极易发生堵塞而导致停车事故；4、易造成床层偏流导致超温结渣，气泡紊乱会导致气化炉下部排渣不畅、上部过氧等事故；5、气化温度低，焦油含量高，碳转化率低。
[0009]综上，现有的生物质气化工艺仍然存在很多难以回避的问题。如何提高生物质气化的生产效率以及生产工业与装置的适配效果依然是行业的一个关注点。

技术实现思路

[0010]针对现有技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种生物质废渣洁净干粉气化系统，根据生物质原料的特点，进行分级利用，并且能够实现生物质原料高效气化，转化为合成气，具有生产效率高，对环境友好等特点。
[0011]基于上述目的，本申请采取如下技术方案：
[0012]一种生物质废渣洁净干粉气化系统，包括气化炉、水洗塔、水洗塔废气锅、气液分离器，以及通过管道顺次连接的半纤维素提取装置、机械脱水压块装置、余热二次干燥装置、渣块输送装置、破碎制粉装置、常压粉料仓、加压输送装置和高压给料仓；
[0013]所述气化炉内部设有隔板，隔板将气化炉沿水平方向分隔为上部的气化室和下部的冷却室，隔板上设有通孔，便于液体或小颗粒固体通过；
[0014]气化炉顶端设有喷管，喷管一端深入气化室内，另一端开口形成喷嘴，喷嘴外接氧气；高压给料仓的出口端通过管道与喷管的侧壁相连通；
[0015]气化炉的冷却室侧壁设有气化炉出气口，气化炉出气口通过第一出气管与水洗塔的第一入口端相连通；
[0016]水洗塔设有排气口；排气口通过第二出气管与水洗塔废气锅的入口端相连通；水洗塔废气锅的出口端通过管道与气液分离器的入口端相连通。
[0017]进一步的，高压给料仓与喷管相连的管道上设有粉体流量计。
[0018]进一步的，所述生物质废渣洁净干粉气化系统还包括气化炉废气锅，气化炉的气化室侧壁设有废气口，废气口通过废气管与气化炉废气锅相连通。
[0019]进一步的，气化炉废气锅和水洗塔废气锅均设有蒸汽排气口。
[0020]进一步的，所述生物质废渣洁净干粉气化系统还包括排渣仓，冷却室底端设有排渣口，排渣口通过排渣管与排渣仓相连通。
[0021]进一步的，所述生物质废渣洁净干粉气化系统还包括黑水处理装置，黑水处理装置设有第一入口端和第二入口端；气化炉的冷却室侧壁设有第一排水口，第一排水口通过第一排水管与黑水处理装置的第一入口端相连通；水洗塔还设有第二排水口，水洗塔的第二排水口通过第二排水管与黑水处理装置的第二入口端相连通。
[0022]进一步的，黑水处理装置设有排灰口和回水管，排灰口能够排出部分灰分；水洗塔还设有第二入口端，回水管与水洗塔的第二入口端相连通。
[0023]本技术中所述排渣仓、水洗塔、水洗塔废气锅、气液分离器，以及半纤维素提取装置、机械脱水压块装置、余热二次干燥装置、渣块输送装置、破碎制粉装置、加压输送装置均采用现有技术中的常规设备即可，且这些设备的结构并不是本技术的专利技术点所
在，故不再赘述。
[0024]由于生物质原料收集、采购环节繁杂，存在多种生物质秸秆和农林废弃物相互掺杂的情况，以及不同地域、不同季节、不同品种的生物质原料的灰分、含水率、氯离子含量、碱金属含量、热值等相差较大，同时现有技术中常规的生物质气化设备很难保证生产过程中原料的稳定性。
[0025]本技术通过将适合气流床干粉加压气化的生物质废渣制粉系统，与高温干粉气化技术相结合，设计了一种气化压力高、气化温度高、清洁环保、能量集中回收以及分级利用的生物质废渣洁净干粉气化系统，根据生物质原料的特性，先将大部分附加值较高的半纤维素和少部分纤维素转化成化工产品，再将生物质渣作为气化原料生产合成气，真正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质废渣洁净干粉气化系统，其特征在于，包括气化炉、水洗塔、水洗塔废气锅、气液分离器，以及通过管道顺次连接的半纤维素提取装置、机械脱水压块装置、余热二次干燥装置、渣块输送装置、破碎制粉装置、常压粉料仓、加压输送装置和高压给料仓；所述气化炉内部设有隔板，隔板将气化炉沿水平方向分隔为上部的气化室和下部的冷却室，隔板上设有通孔；气化炉顶端设有喷管，喷管一端深入气化室内，另一端开口形成喷嘴，喷嘴外接氧气；高压给料仓的出口端通过管道与喷管的侧壁相连通；气化炉的冷却室侧壁设有气化炉出气口，气化炉出气口通过第一出气管与水洗塔的第一入口端相连通；水洗塔设有排气口；排气口通过第二出气管与水洗塔废气锅的入口端相连通；水洗塔废气锅的出口端通过管道与气液分离器的入口端相连通。2.根据权利要求1所述的生物质废渣洁净干粉气化系统，其特征在于，高压给料仓与喷管相连的管道上设有粉体流量计。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玮，陈志勇，陈志娟，赖玉龙，陈玥，范国军，刘千河，王长安，
申请(专利权)人：宏业生物科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：