本发明专利技术涉及生物质利用设备技术领域，具体涉及一种生物质微正压富氧双段气化装置、气化系统、工作方法。生物质微正压富氧双段气化装置，包括：料仓，所述料仓内设有生物质，且在所述料仓的底部设有料锁；低温气化炉，与所述料锁连接，在所述低温气化炉上设有风室，风室中设有点火枪，风室通入水蒸气和纯氧；床料添加装置，与所述低温气化炉连接；旋风分离器，与所述低温气化炉连接，所述旋风分离器用于分离低温合成气和固体；通过采用纯氧燃烧、分级气化技术，使得农业生物质可稳定生产高组分合成气，可为生物质基低碳化工材料制备提供可靠保证。证。证。
【技术实现步骤摘要】
生物质微正压富氧双段气化装置、气化系统、工作方法
[0001]本专利技术涉及生物质利用设备
，具体涉及一种生物质微正压富氧双段气化装置、气化系统、工作方法。
技术介绍
[0002]生物质具有明显的“0碳”属性，以生物质为原料合成化工产品的经济性越专利技术显。我国作为生物资源丰富的国家，在生物质资料利用上更具潜力与优势。
[0003]我国生物质资源中农业生物质占比最多，但农作物生物质中灰量大，且钾、钠含量极高，使得其无法在常规煤气化装置中稳定运行。
[0004]目前运行的气化炉多以空气为气化剂，但其热值较低、氮含量较高，无法与化工工艺进行匹配。
技术实现思路
[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术产生的气化气热值较低、氮含量较高，无法与化工工艺进行匹配的问题，从而提供一种生物质微正压富氧双段气化装置、气化系统、工作方法。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种生物质微正压富氧双段气化装置，包括：料仓，所述料仓内设有生物质，且在所述料仓的底部设有料锁；低温气化炉，与所述料锁连接，在所述低温气化炉上设有风室，风室中设有点火枪，风室中通入水蒸气和纯氧；床料添加装置，与所述低温气化炉连接；旋风分离器，与所述低温气化炉连接，所述旋风分离器用于分离低温合成气和固体；回料阀，与所述旋风分离器连接，所述固体通过所述回料阀回流至所述低温气化炉；高温气化炉，与所述旋风分离器连接，所述低温合成气进入所述高温气化炉内高温运行，所述低温气化炉和高温气化炉通入蒸汽和纯氧；余热回收装置，与所述高温气化炉连接，所述余热回收装置用于回收所述高温气化炉中排出的高温合成气。
[0007]进一步地，还包括取料螺旋，所述取料螺旋设于所述料仓和料锁之间。
[0008]进一步地，还包括料斗和给料螺旋，所述料斗和给料螺旋依次设于料锁与低温气化炉之间。
[0009]进一步地，点火枪设有风室远离低温气化炉的一端，且在风室内设有均匀布风装置。
[0010]进一步地，还包括排渣冷却装置，所述排渣冷却装置与所述低温气化炉连接。
[0011]进一步地，所述高温气化炉的底部设有排灰冷却装置，且在所述排灰冷却装置远离高温气化炉的一端设有排灰锁斗。
[0012]进一步地，还包括输灰锁斗，所述输灰锁斗设于所述排灰锁斗远离所述高温气化炉的一端。
[0013]进一步地，还包括净化装置，所述净化装置与所述高温气化炉连接。
[0014]本专利技术还提供了一种根据生物质微正压富氧双段气化系统的工作方法，包括：料
仓与大气联通常压运行，收集将要进入气化炉的生物质燃料,将料仓中的生物质料送入料锁中，料锁填装完毕后，通入CO2，关闭料锁入口开关，系统升压，当料锁中压力达到要求后，打开出口开关，将料锁中燃料送入低温气化炉中，卸料完毕后，关闭料锁出口开关，关闭CO2；点火枪在低温气化炉启动时投用，给生物质燃料点火；低温气化炉采用循环流化床的运行方式，由低温气化炉的炉膛、旋风分离器及回料阀组成循环灰回路，循环灰在低温气化炉中提供气化反应启动热量，使得生物质可以在低温气化炉的炉膛内进行生物燃料的加热、热解、燃烧和气化；炉膛出口未反应完全的生物颗粒，被旋风分离器捕集，与循环灰一起通过回料阀回送至炉膛；其中，低温气化炉采用750～850℃条件下低温运行，碳转化率＞90％，合成气中焦油含量<20g/kg；低温气化炉出口的合成气，以及氧气、水蒸气通过高温气化炉烧嘴，高速(通常大于20m/s)喷入高温气化炉，形成旋风流场进入高温气化炉内；高温气化炉采用1100℃以上的高温运行，运行温度根据灰熔点确定，使合成气中飞灰熔融，聚合在炉底，并通过补充氧气燃烧，降低了合成气中氢气、一氧化碳、甲烷含量，但提高了反应温度，最终在高温气化炉中实现焦油裂解、CH4分解、残碳气化、熔融捕灰；高温合成气进入余热回收装置，将高温合成气中余热进行回收，由于上游高温气化炉内将90％以上的焦油进行分解，因此可以降低换热器壁温，最终排烟温度可降至200℃以下。
[0015]本专利技术还提供了一种生物质微正压富氧双段气化系统，包括所述的生物质微正压富氧双段气化装置。
[0016]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0017]1.本专利技术提供的生物质微正压富氧双段气化装置，包括：料仓，所述料仓内设有生物质，且在所述料仓的底部设有料锁；低温气化炉，与所述料锁连接，在所述低温气化炉上设有点火枪，所述点火枪通入水蒸气和纯氧；床料添加装置，与所述低温气化炉连接；旋风分离器，与所述低温气化炉连接，所述旋风分离器用于分离低温合成气和固体；回料阀，与所述旋风分离器连接，所述固体通过所述回料阀回流至所述低温气化炉；高温气化炉，与所述旋风分离器连接，所述低温合成气进入所述高温气化炉内高温运行，所述低温气化炉和高温气化炉通入蒸汽和纯氧；余热回收装置，与所述高温气化炉连接，所述余热回收装置用于回收所述高温气化炉中排出的高温合成气。
[0018]该生物质微正压富氧双段气化装置采用两段炉气化工艺，第一段采用循环流化床气化炉低温气化，第二段采用旋风炉高温气化。气化剂采用纯氧及水蒸气。气化剂在低温气化炉中作为床料流化介质，在高温气化炉中作为助燃及气化介质。气化炉采用微正压运行参数(20～50Kpa)，对给料系统的负担小，对密封设备压力低，同时也有利于降低合成气中CH4含量。低温气化炉采用750～850℃条件下低温运行，同时炉底密相区中高温物料在沸腾的流化状态下运行，因此可避免生物质燃料过热而结焦。高温气化炉采用1100℃以上的高温运行，通过补充氧气燃烧，降低了合成气中氢气含量，提高了反应温度，同时补充部分水蒸气，最终在高温气化炉中实现焦油裂解、CH4分解、残碳气化、熔融捕灰等增益效果。通过高温气化，提高了碳转化率，增加了有效气含量。由于大量的降低了合成气中焦油以及灰尘的含量，因此可以通过余热回收装置降合成气温度降至200℃以下，深度回收合成气余热。经过两级气化产生的合成气，焦油、甲烷含量明显降低，极大的减少下游净化装置的运行负荷，节省生物质整套气化、合成工艺的投资运行成本。通过采用纯氧燃烧、分级气化技术，使得农业生物质可稳定生产高组分合成气，可为生物质基低碳化工材料制备提供可靠保证。
[0019]2.本专利技术提供的生物质微正压富氧双段气化装置，还包括料斗和给料螺旋，所述料斗和给料螺旋依次设于料锁与低温气化炉之间。料斗采用罐状结构，上方与料锁连接，下方与给料螺旋连接，采用微正压运行，且压力高压气化炉运行压力。料斗给料来自料锁的间断给入，出料通过给料螺旋联系排除。起到维持给料系统稳定运行的作用。正常运行时需维持一定的料位高度。给料螺旋布置于生物质料斗下方，连续运转，微正压运行，生物质燃料送入低温生物质气化炉中。
[0020]3.本专利技术提供的生物质微正压富氧双段气化装置，还包括排渣冷却装置，所述排渣冷却装置与所述低温气化炉连接。排渣冷却装置用于排除炉膛内较大的床料颗粒，控制床料粒度在合理范围内，以便维持气化炉良好的运行状态。
[本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生物质微正压富氧双段气化装置，其特征在于，包括：料仓(1)，料仓(1)内设有生物质，且在料仓(1)的底部设有料锁(3)；低温气化炉(8)，与料锁(3)连接，在低温气化炉(8)上设有风室(7)，风室(7)中设有点火枪(6)，风室(7)通入水蒸气和纯氧；床料添加装置(12)，与低温气化炉(8)连接；旋风分离器(10)，与低温气化炉(8)连接，旋风分离器(10)用于分离低温合成气和固体；回料阀(11)，与旋风分离器(10)连接，固体通过回料阀(11)回流至低温气化炉(8)；高温气化炉(14)，与旋风分离器(10)连接，低温合成气进入高温气化炉(14)内高温运行，低温气化炉(8)和高温气化炉(14)通入蒸汽和纯氧；余热回收装置(18)，与高温气化炉(14)连接，余热回收装置(18)用于回收高温气化炉(14)中排出的高温合成气。2.根据权利要求1所述的生物质微正压富氧双段气化装置，其特征在于，还包括取料螺旋(2)，取料螺旋(2)设于料仓(1)和料锁(3)之间。3.根据权利要求2所述的生物质微正压富氧双段气化装置，其特征在于，还包括料斗(4)和给料螺旋(5)，料斗(4)和给料螺旋(5)依次设于料锁(3)与低温气化炉(8)之间。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的生物质微正压富氧双段气化装置，其特征在于，点火枪(6)设有风室(7)远离低温气化炉(8)的一端，且在风室(7)内设有均匀布风装置。5.根据权利要求4所述的生物质微正压富氧双段气化装置，其特征在于，还包括排渣冷却装置(9)，排渣冷却装置(9)与低温气化炉(8)连接。6.根据权利要求5所述的生物质微正压富氧双段气化装置，其特征在于，高温气化炉(14)的底部设有排灰冷却装置(15)，且在排灰冷却装置(15)远离高温气化炉(14)的一端设有排灰锁斗(16)。7.根据权利要求6所述的生物质微正压富氧双段气化装置，其特征在于，还包括输灰锁斗(17)，输灰锁斗(17)设于排灰锁斗(16)远离高温气化炉(14)的一端。8.根据权利要求5
‑
7中任一项所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙向文，刘卫东，沈洁，刘彬超，杨军，刘宏，徐彦辉，张明宝，魏国华，姜孝国，李召生，高嘉楠，毕艳飞，李月，刘海丰，
申请(专利权)人：哈锅能源动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。