本发明专利技术涉及一种用于由生物质（BM）通过气流床气化生成合成气体（SG）的设备。该设备包含处理装置（1），该处理装置具有用于输入的生物质（BM）的粗粉碎装置（2），该粗粉碎装置在下游经由第一闸门（3）与被压力加载的碳化装置（4）连接以用于由生物质（BM）热液生成碳化炭（KK）。碳化装置（4）包含至少一个预热装置（5）和一个在预热装置（5）下游设置的碳化反应器（6）并且在下游经由第二闸门（11）与至少一个固液分离装置（12，13）连接以提供燃料。在固液分离装置（12，13）下游设置烘干装置（16）以用于烘干燃料，在该烘干装置下游连接粉碎装置（18），其中粉碎装置（18）将燃料粉碎成粉末化燃料（BS），该粉末化燃料具有在55μm至500μm范围内的粒度。该设备此外包含用于转移燃料的转移装置（21）和气流床气化装置（22），其中转移装置（21）提供处理装置（1）与气流床气化装置（22）的耦合。本发明专利技术此外涉及一种在利用本发明专利技术的设备的情况下用于由生物质（BM）通过气流床气化生成合成气体（SG）的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由生物质通过气流床气化以高的转换效率生成富含一氧化碳和氢气的以及无焦油和贫甲烷的合成气体或者说燃烧气体或还原气体的设备和方法。
技术介绍
在EP O 745 114B1中描述一种用于气化生物质的方法，也称为■法，其目标是在较低地消耗含氧的气化介质和较高的气化效率的情况下生成无焦油的燃烧气体，而生物质的无机部分则作为玻璃化的难洗脱的产品伴生。为此生物质通过气化气体的物理热焓被烘干并且通过低温干馏分解成气体和焦炭，这对应于在DE 198 07 988B4中公开的低温气化工艺(NTV工艺)。在低温气化工艺中通过热分解从生物质中分离出挥发性的物质，而含有焦油的NTV气体和无焦油的利用相对较小的能量消耗就能被碾磨的焦炭在实际的气化之前形成。所形成的含有焦油的NTV气体利用在干燥的气体清洁中形成的剩余焦炭在高温气流床气化工艺中在高于灰熔点的温度下放热地气化。在来自该阶段的所述热的气化气体中在一个第二气化阶段(所谓的吸热气化)添加来自NTV工艺的焦炭。通过带有来自第一气化阶段的热气化气体的二氧化碳和水蒸气的焦炭的消耗热量的气化反应成一氧化碳和氢气，气化气体冷却到大约800至900°C。通过低温气化的热处理阶段，可以将生物质以作为NTV气体的被处理的形式直接输送给高温气流床气化装置的燃烧器并且作为焦炭经由合适的输入机构(浓相输送系统，螺旋输送器)输送给吸热的气化阶段。利用G arbo-V 气化可以达到的气体冷却效率大致对应于流化床气化的气体冷却效率，因为尽管高温气化阶段(在其中燃料灰被熔化)，气化结束温度仍然在流化床气化的温度的范围内。来自Carbo-Vtm气化的气化气体相对于来自流化床气化的气体是贫甲烷的和无焦油的，因为焦油在高温阶段被热破坏并且焦炭在吸热阶段是无焦油的。来自流化床气化的气体中甲烷含量和高级烃含量一方面由于热力形成的甲烷和另外一方面由脱气过程的挥发性的烃形成，脱气过程在流化床气化中与加热、烘干和气化过程并行地进行。甲烷和高级烃不是合成气体成分并且必须首先通过合适的方法(例如重组或部分氧化)转化成一氧化碳和氢气，否则它们显著减小合成产品的产量。V 工艺需要许多的固体转移，例如转入生物质、转入和转出在NTV工艺中生成的焦炭，因为在其在大气压力下被粉碎并且必须被清除杂质(石头、金属部分等等)，转出和转入剩余焦炭，因为其在大气压力下必须被碾磨成粉末化燃料以用于浓相输送，和转出炉渣。因此这种工艺在工艺技术方面是麻烦的和易受到干扰的。另外的缺点是在NTV反应器和高温气化阶段的燃烧器之间的直接通过气体的连接，它们在一个压力水平上工作。这种方法在高压(30bar或更高，如对于合成是需要的)必然导致用于许多的固体转移的提高的耗费。NTV反应器和气流床气化的直接耦合因此也不允许生物质的热处理和处理产品的气化的空间上和时间上的分离，然而这种分离不仅对于气化过程的可利用性而且对于分散形成的和处理的生物质的集中气化是有利的。 在气流床气化器中气动传送煤粉是现有技术。由现有技术已知将含碳的燃料(例如煤、气体和油)在气化床中转化成燃烧气体、合成气体和还原气体。在文献中广泛描述使用Shell气化煤和原油载体气体、利用GSP方法的煤和废油气化(其在弗莱堡的德国燃料研究所和“Gaskombinat Schwarze Pumpe”被研究)以及根据Texaco的煤气化,等等。在例如根据GSP方法的煤气化时，煤被碾磨成粉末化燃料并且经由气动的浓相输送被输入到气流床气化器中。在煤的碾磨中产生的颗粒范围在此如此设定，即最大的颗粒也可以完全转化成气化气体(相应的合成气体)，其中观察燃料的反应度和通过燃烧器的尺寸和流量确定的、颗粒在反应区域的逗留时间。这导致这样的结果，不应当超过最大的颗粒直径。通常的用于气流床气化的煤粒度在50至500 μ m之间(见文献〃Noell_Konversionsverfahren zurVerwertung und Entsorgung von AbfSIlcn ，Jilrgen Carl, PeterFritz, EF-Verlag fiirEnergieund Umwelttechnik GmbH, Berlinl994)。过高的细颗粒份额相反导致，在气流床气化方法(其以水淬火工作以进行气体冷却和粉尘分离)时，保留在气体中的细颗粒例如灰颗粒由于差的可分离性可能仅仅被不充分地分离，因为这些颗粒是能够通过过滤器的。在利用辐射和对流冷却工作的方法中，高的细颗粒份额导致冷却面的强烈污染并且因此导致气体冷却的恶化。在具有小于50μπι的粒度的细的矿物粉尘的情况下，为了改善粉尘的流动特性和因此改善在气动的输送路径中的可定量配给性，使用所谓的流动辅助介质(例如见http://www. basf-cc. de/de/produkte/zementadditive)。为了将燃料输入到气流床气化过程中，可以应用煤水悬浮物也称为浆体或稠浆。这种形式的带水的燃料输入或多说少限于石煤和无烟煤，因为例如褐煤基于毛细管的高吸水能力而需要大量的水直至达到可泵送性，从而在气化过程中存在能量方面的缺陷。对于燃料如来自生物质焦炭或煤而言，也可以利用可燃的液体例如煤焦油、废油、石脑油、生物柴油等等制造可泵送的悬浮物，例如制造焦炭与煤焦油的悬浮物。用于应用在气流床气化中的燃料必须以气体、可泵送的液体、固液悬浮物或可泵送输送的粉末化燃料的形式存在。由于生物质的纤维结构，机械粉碎干燥的生物质至粉末化燃料是非常耗费能量的并且粉末的质量不足以确保对于可靠运行和稳定的气体质量而言所需要的持续的气动输送，见“The 2nd World Conference and Technology Exhibition on Biomass forEnergy,Industry and Climate Protection^in RomjItalienj 10. -14. Mai 2004，vonPatrick CA. Bergman, Arjen R. Boersmaj Jacob H. A. Kiel, Energy research Centre of theNetherlands (ECN)，，期间提出的 “Torrefaction for entrained-flow gasification ofbiomass (用于生物质的气流床气化的烘焙)”。由生物质获得的纤维状的粉末化燃料倾向于聚集成具有相对大的长度直径比的颗粒尺寸。由此形成的不连续的且易受到干扰的输送可能导致气化器中的暂时的氧过量并且可能因此形成爆炸性混合物。因此在气流床气化器中直接应用固体的生物质作为燃料不是已知的。另外一种用于处理用于气流床气化的生物质的途径是Bioliq方法，其在国际会议“Thermochemische Biomassevergasung, KUBUS, Leipzig 27. -28. Februar2007,von E.Henrich,N.Dahmen, E. Dinjus, Forschungszentrum Karlsruhe, Institutfiir Technische Chemie, CPV” 的名称为 “Das FZK-Proj ekt,本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.27 DE 102009055976.01.一种用于由生物质(BM)通过气流床气化生成合成气体(SG)的设备，该设备包含用于生物质(BM)的处理装置(I )，该处理装置具有用于输入的生物质(BM)的粗粉碎装置(2)，该粗粉碎装置在下游经由第一闸门(3)与被压カ加载的碳化装置(4)连接以用于由生物质(BM)热液生成碳化炭(KK)，其中碳化装置(4)包含至少ー个预热装置(5)和ー个在预热装置(5)下游设置的碳化反应器(6)并且在下游经由第二闸门(11)与至少ー个固液分离装置(12，13)连接以提供燃料，并且处理装置(I)在固液分离装置(12，13)下游具有烘干装置(16)以用于烘干燃料，在该烘干装置下游连接粉碎装置(18)，其中粉碎装置(18)将燃料粉碎成粉末化燃料(BS)，该粉末化燃料具有在55 μ m至500 μ m范围内的粒度，并且该设备包含用于转移燃料的转移装置(21)和气流床气化装置(22)，其中转移装置(21)提供处理装置(I)与气流床气化装置(22)的耦合。2.如权利要求I所述的设备，其特征在于，所述生物质(BM)包括木材、木材废料、緑色废料、草、农产品和废料，该废料包括稻草和生物质加工残余。3.如权利要求I或2所述的设备，其特征在于，粉碎装置(18)与用于辅助介质、特别是用于碾磨和/或流动辅助介质的供给管路(19)相连接。4.如上述权利要求I至3中至少ー项所述的设备，其特征在于，气流床气化装置(22)包含燃料供给装置，该燃料供给装置能与转移装置(21)耦合并且在下游经由第三闸门(24)与用于燃料的输送系统连接，该输送系统通入到气流床气化器(40)中。5.如权利要求4所述的设备，其特征在干，气流床气化器(40)具有至少ー个燃烧器(28 )，用于气化介质的供给管路(27 )通入到所述燃烧器中并且所述燃烧器与气流床气化反应器(32)连接，该气流床气化反应器包含配备耐火衬里和/或冷却装置(31)的反应腔(30)并且在反应腔(30)下游具有冷却腔，用于炉渣的排出管路(36)和用于合成气体(SG)的产品管路(35)从该冷却腔出发延伸。6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，冷却腔是具有多个用于淬火水和/或淬火气体的供给部(34)的淬火腔(33)、具有借助于辐射和/或对流散热器以进行间接的气体冷却的装置或者具有由淬火腔(33)和用于间接的气体冷却的装置构成的组合。7.如权利要求5或6所述的设备，其特征在于，气流床气化反应器(32)在反应腔(30)的下...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·鲁戈，O·舒尔泽，A·奥尔特拉普，C·艾希霍恩，H·克雷奇默，
申请(专利权)人：林德股份公司，
类型：发明
国别省市：
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