本发明专利技术涉及一种使用生物质的方法，包括下列步骤：首先，热气化至少一种含碳原材料，在下一个步骤中，纯化气化过程中产生的合成气。在所述纯化过程中，改变合成气的温度。然后，所述合成气优选通过催化化学反应转化为液态燃料，其中，选择秸秆类生物质作为含碳原材料，在固定床反应器中进行气化，通过加入至少一种碱土盐，提高所述秸秆类原材料的灰软化温度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及权利要求1、9和10的前序部分提到的在(热)生物质气化工艺中使用生物质的方法和装置，尤其涉及提高秸秆类生物质的灰软化温度的方法。
技术介绍
本专利技术涉及BtL(生物质到液态)燃料的生产。这个术语表示从生物质中合成的那些燃料。与生物柴油相反，通常从固体生物质中获得BtL燃料，比如木柴、稻草、生物废弃物、肉骨粉或芦苇，即从纤维素或半纤维素，而非仅仅从植物油或油籽中获得BtL燃料。这种合成的生物燃料的很大的优势在于生物质的高产量和面积，每公顷高达 40001，这方面不能与食品抗争。此外，这种燃料具有超过90%的较高的二氧化碳减少潜能， 对于当今使用的和将要产生的引擎，该燃料的高品质不受到任何的限制。通常，生产BtL燃料时，在第一工艺步骤中，生物质进行气化，随后生成合成气。合成气在更高的压力和温度下合成以生成液态燃料。由于木柴类燃料价格上涨，秸秆类生物质，比如小麦秸秆、油菜秸秆或者牧地干草成为越来越重要的燃料。然而，在燃烧或者气化的过程中，秸秆与例如，木柴具有明显不同的性质。此外，现有技术中已知多种气化炉，比如自热固定床气化炉或者可选的自热气、流床气化炉(Jl # 1 SunDiesel-made by Choren-Erfahrungen und neueste Entwicklungen, Matthias Rudloff in " Synthetische Biokraftstoffe “ ， series "nachwachsende Rohstoffe " , Volume 25, Landwirtschaftsverlag GmbH, Miinster 2005 (SunDiesel-科林公司出品-经验和最新研发，Matthias Rudloff于《综合生物力量材料》，《再生原料》系列第25卷，Landwirtschaftsverlag出版社，Munster, 2005年))。比如，现有技术中已知的基于“猜测(GUssing)原理”的流化床气化炉。该技术中， 通过提供热沙(以950°C的温度)来施加必要的气化能量。通过已使用的原材料(这种情况下是生物质)的燃烧再次预加热这种沙。因此，该技术中，宝贵的原材料也用作能量来源，这就减少了单位产量。而且，根据EP 1 837 390A1，已知通过加入氧化钙来处理生物燃料，尤其是未处理的木柴，其中，报道了利用氧化钙的吸湿作用来提高原材料的干燥度。与氧化钙混合后，已处理过的燃料被进一步加工以形成固体形状的块。DE 198 36 描述了用于生物质尤其是木柴料的气化的方法和装置。其中，在第一气化阶段，在温度高达600°C时进行固定床气化，在随后的第二气化阶段，在800°C到 1000 0C之间进行流化床气化。DE 10 2005 006305A1中已知一种生成可燃气体和合成气体并产生高压蒸汽的方法。在这种方法中，使用在气流床气化炉中低于1200°C的气化工艺。由于氯化物和钾含量高，小麦秸秆的灰软化温度大约为800°C，大大地低于木柴的灰软化温度约1200°C。不利地，这导致在反应器温度大于约800°C时，秸秆类生物质的灰变成软的糊状渣，从而导致在反应器内成团。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种可行的用于有效气化含碳原材料尤其是秸秆类原材料的方法和装置，使原材料在更高的温度下气化，尤其避免了生物质结块。此外，本专利技术的装置也应整体适应于不同给料材料的更小容量和可能的分散操作，以获得高的利润率并可用于间接气化和自热气化。通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求9所述的装置可达到上述目的。 有利的实施例和发展是从属权利要求的主题。在根据本专利技术用于提高含碳原材料的灰软化温度的方法中，包括下列步骤首先热气化至少一种含碳原材料；在下一个步骤中，纯化气化过程中生成的合成气；这样，改变合成气的温度。根据本专利技术，选择秸秆类生物质作为含碳原材料，优选在固定床反应器中进行气化，并且通过加入至少一种碱土盐提高秸秆类原材料的灰软化温度。特别地，秸秆类原材料应理解为一种原材料，该原材料选自由草、稻草、干草、芦苇、油菜秸秆、小麦秸秆、这些物质的组合物或类似物组成的群组。正如昂贵的调查所显示的，根据本专利技术，将用于秸秆类生物质的固定床反应器的使用和碱土盐的添加相结合，可产生特定的协同效应。固定床反应器的优点在于该流动可从上面和下面穿过该固定床反应器。此外，就固定床反应器而言，产品的排出相对简单。在这种情况下，由于上述提到的灰软化温度的提高，灰的排放也被大大地简化。优选通过催化化学反应，将合成气转换成液态燃料，即，尤其是在合成气的温度变化后。碱土盐优选地选自由钙和/或镁以及碳酸盐、氢氧化物、碳酸氢盐和/或氧化物组成的组。尤其优选地，在热气化过程中，并且可选地在热气化之前，以氧化钙(CaO)和/或熟石灰(Ca(OH)2)和/或碳酸钙(CaCO3)和/或碳酸氢钙(Ca(HCO3)2)的形式加入碱土盐。 在这种情况下，可使用上述物质的混合物。相对于秸秆类原材料和碱土盐的总重量，所添加的碱土盐的量优选为按重量计0. 1-10.0%，更优选为按重量计1.0-3.0%。优选地，在热气化过程中，但可选地在热气化之前，以白云石和/或石灰岩的形式加入碱土盐。特别地，气化炉的操作温度保持在秸秆类原材料的灰熔化温度之上。优选地，秸秆类原材料的灰软化温度低于木材的灰软化温度，或者更低的温度，在加入碱土盐之前，秸秆类原材料的灰软化温度在600°C到1000°C的范围内，优选地在700°C 到900°C的范围内，尤其优选为约800°C。有利地，气化之后的至少一个工艺的废热用于生成饱和蒸汽。本专利技术更进一步地提供一种使用含碳原材料的方法，其中，对至少一种含碳原材料进行热气化。根据本专利技术，选择秸秆类生物质作为含碳原材料，在固定床反应器中进行气化，并且通过加入至少一种碱土盐提高秸秆类原材料的灰软化温度。优选地，该方法用上面描述的方式进行。本专利技术的用于将含碳原材料，尤其是生物质，转换成液态燃料或者转换成可进一步使用的气体的装置包含气化炉，含碳原材料在该气化炉中气化；至少一个纯化单元，用于纯化气化过程中产生的合成气；至少一个温度改变单元，用于改变产生的合成气的温度； 以及优选地包含转换单元，用于将合成气转换为液态燃料；该含碳原材料包含至少一种秸秆类原材料，通过加入至少一种碱土盐，提高该秸秆类原材料的灰软化温度。优选地，所述气化炉是固定床反应器。特别地，从所述固定床反应器中可连续地去除秸秆类原材料的灰。优选地，该装置具有供应设备，该供应设备给原材料供应碱土盐。在这种情况下的供应设备有利地允许给原材料或者生物质计量添加碱土盐，也可以在运行的气化过程中连续添加碱土盐。此外，固定床反应器中的秸秆类原材料可进行间接气化或自热气化。因此，本专利技术的方法分成至少3个工艺步骤，第一个步骤为，例如用作气化剂和能量源的原材料，比如生物质，尤其为比如带有蒸汽的稻草或者小麦秸秆和/或油菜秸秆，进行间接气化。在随后的纯化工艺中，清理尤其来自灰尘和焦油的气体，并优选地随后把这些物质返回到气化过程中。比如在费托(Fischer-Tropsch)合成中，合成气转换成液态燃料。为了实现完全的气化，有必要将使用的蒸汽的温度维持在远远高于平均本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种使用含碳原材料的方法，包括以下步骤：热气化至少一种含碳原材料；纯化气化过程中生成的合成气；改变合成气的温度；其特征在于，选择秸秆类生物质作为含碳原材料，在固定床反应器中进行气化，通过加入至少一种碱土盐提高秸秆类原材料的灰软化温度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔穆特·卡默洛荷，S·约翰森，文恭·特兰，
申请(专利权)人：克朗斯股份公司，
类型：发明
国别省市：DE
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