一种生物质与煤流化床共气化方法是将生物质与煤粉碎混合为生物质煤混料，并加入流化床气化外筒中，在气化剂作用下进行气化，气化反应产生的气体通过旋风分离器排出；同时将生物质煤混料加入燃烧内筒，气化外筒未气化的煤焦与进入的压缩空气进行燃烧反应，后沿气化内筒上升，煤焦随燃烧气流进入惯性分离器进行循环气化，高温烟气与生物质煤混料逆流换热，由旋风分离器排出，灰渣由底部排出。本发明专利技术将生物质与煤的气化和燃烧过程分开，不仅利用高温循环物料为气化反应提供热量，还通过燃烧室和气化室的热辐射与对流直接交换热量，减小了热损失，同时提高了生产效率，合成气热值高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤流化床气化方法，特别是。
技术介绍
在本专利技术中，生物质是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸杆、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中产生的禽类粪便和废弃物等物质。在农村的大部分地区延用传统的生活取能方式，对秸杆、锯屑等农林废弃物未经加工直接燃烧，其转换效率仅为10% 15%，而且不方便、不卫生，生态环境效益差。生物质·能作为一种可再生清洁能源，在利用过程中能实现CO2零排放，可有效减缓温室效应。生物质气化是生物质利用的重要途径之一，但生物质单独气化存在一些不足,首先是生物质的供给受到季节的影响，单独气化的规模受到限制；其次是由于生物质处理后形成的颗粒具有不规则性，在流化床气化炉内不易形成稳定的料层，且由于气化温度较低，产生的气体焦油含量大，不易稳定运行。生物质、煤共气化可弥补生物质供给季节性缺陷，且可提高气化温度，促进生物质焦油进一步分解。开发低焦油产率、高气化效率的气化工艺是生物质气化的发展方向。现有的煤气化技术有待进一步完善，以提高气化效率。生物质与煤共气化不仅可以弥补生物质和煤单独气化时的某些缺陷，而且有利于煤炭资源的可持续利用，并可减少co2、so2、氮氧化物等污染物的排放量，对保护环境，节约化石能源具有重要意义，极具开发前景。添加生物质改善煤气化过程中主要反应的条件，又能成功的将焦油裂解，不仅可以提高生物质和煤的利用效率，而且对燃气的后续加工利用及环境保护极其有利。目前，国内提出的生物质与煤流化床共气化的工艺方法可以分为三类 第一类是生物质与煤流化床供风燃烧和供蒸汽气化的间歇式操作的工艺流程，如公开号为CN 1557919A的专利文献“一种生物质与煤混合流化床气化方法及其装置”，在供风燃烧阶段通入煤和空气，使煤料在流化状态下燃烧放出热量；在供蒸汽气化阶段，向炉内供入水蒸汽与生物质，可以得到高热值燃气，并无焦油产生。该方法采用供风燃烧和供蒸汽气化的间歇式操作，利用煤燃烧产生的高温料层来气化煤与生物质，减小了热损失，提高了燃气热值，避免了焦油的产生，却降低了生产效率，增加了操作的复杂性。第二类是生物质与煤流化床直接气化的工艺方法，如公开号为CN 1865408A的专利文献“一种生物质与煤流化床共气化制备燃料气的方法”，把生物质与煤破碎后的混合物加入气化炉内，通入空气和水蒸汽，保持900-1000°C的炉温，直接气化生成不含焦油的燃气。与供风燃烧和供蒸汽气化的间歇式操作方法相比，该方法操作简单，提高了生产效率，但生成合成气中成分复杂，CO2气体在产物中比例偏高，有效成分少。第三类是生物质与煤流化床间接气化的工艺方法，如公布号为CN 102199450 A的专利文献“双流化床固体燃料气化燃烧耦合方法和系统”，气化过程和燃烧过程分别在两个流化床中进行，通过循环系统使吸热的气化反应和放热的燃烧反应在同一装置完成，可以获得高纯度合成气，但由于燃烧过程与气化过程的分离，热量传递仅以流动物料在燃烧炉和气化炉间的循环流动实现，相对于直接气化时的直接热辐射或对流换热效率要低，热损失大。
技术实现思路
本专利技术基于农村及生态环境，针对农林生物质供给受到季节的影响，单独气化的规模受到限制；又由于生物质处理后形成的颗粒具有不规则性，在流化床气化炉内不易形成稳定的料层；还由于气化温度较低，产生的气体焦油含量大，不易稳定运行的特性。综合目前国内的三类气化工艺方法存在的问题，本专利技术提供一种生物质与煤流化床共气化方法，能够弥补生物质单独气化的不足，提高生物质气化的温度，促进生物质焦油的进一步分解，实现农村及生态资源的合理配置。为了实现上述目的，本专利技术采用，其所述方·法是按下列步骤进行的 首先是原料预处理，将生物质粉碎为小于5mm的粒料；将煤料粉碎为O. I 2mm的粒料，按生物质粒料与煤粒料的质量比为O. 25 I :1的比例进行混合为生物质煤混料，后在40 50°C烘干，备用； 其次是在流化床气化外筒中进行气化，将生物质煤混料通过环形进料口经预加热隔板加入上L阀中，经过预加热隔板预热温度由20 30°C升高为400 500°C，再由上L阀供气口进入的推动气将其推入流化床气化外筒中，通过气化剂CO2入口与气化蒸汽入口加入气化剂进行气化，气化反应产生的气体通过旋风分离器I进行气固分离后经合成气出口输出； 第三是在流化床燃烧内筒中进行气化，将生物质煤混料通过燃烧内筒进料口直接加入燃烧内筒中；流化床气化外筒中未气化反应的煤焦，由气化外筒下部的下L阀供气口进入的推动气推入流化床燃烧内筒中；直接加入燃烧内筒的生物质煤混料由气化外筒进入燃烧内筒的未气化反应的煤焦与由压缩空气入口进入燃烧内筒的压缩空气进行燃烧反应，后由压缩空气推动气流沿燃烧内筒上升，部分煤焦随燃烧气流进入惯性分离器，经惯性分离出的煤焦沿预加热隔板与内筒套管下落进入气化外筒中进行循环气化；在流化床燃烧内筒中燃烧煤焦产生的高温烟气经过预加热隔板与生物质煤混料逆流换热加热物料，后通过旋风分离器II由烟气出口排出，流化床燃烧内筒中燃烧产生的灰渣由底部落灰管排出； 第四是经旋风分离器II和旋风分离器I排出的飞灰沿回料管进入流化床气化外筒中；水封槽实现燃烧内筒与环境的隔离，压缩空气由鼓风座进入布风板实现燃烧内筒内物料的流化提升燃烧。进一步地，上述技术方案中 所述生物质是植物秸杆、农林杆类木质材以及农林废弃物。所述煤料是低挥发分粉煤、粉焦或煤矸石。所述生物质与煤流化床共气化的设备是 一流化床燃烧内筒，其顶端套设有惯性分离器；其中上部外表面设置有内筒套管延伸至底端；其外围套设有流化床气化外筒；流化床燃烧内筒与流化床气化外筒的底端依次连通设置有布风板及鼓风座，在鼓风座侧壁设置有至少两个以上的压缩空气入口，落灰管和水封槽位于鼓风座底端； 一流化床气化外筒，其内套设有流化床燃烧内筒；其顶端连通有旋风分离器II和环形进料口，顶端内连接有预加热隔板延伸至流化床燃烧内筒的中部；其中部设置有上L阀及其上L阀供气口，以及连通有旋风分离器I ;其底部连通设置有气化蒸汽入口、燃烧内筒进料口、下L阀供气口以及旋风分离器II和旋风分离器I的进口管，其中 流化床燃烧内筒与流化床气化外筒内外筒径比为1:2 4 ; 生物质与煤流化床共气化设备高度Hd与流化床气化外筒外径比为5 15:1 ； 惯性分离器呈倒锥形设置，内置有筒状挡板，其倒锥形锥体母线与竖直方向的夹角α1=15° 75°，其水平投影直径与流化床燃烧内筒直径比为I. 5 3:1，其锥体垂直投影高度与锥顶沿中心线距流化床燃烧内筒高度比为I. 5 2:1 ;其挡板高度与锥体垂直投影高度比为2 3:1 ;· 预加热隔板的外形呈筒状结构，与流化床燃烧内筒的直径比为2. 5 3.5:1 ;其底部呈倒锥形并延伸至气化外筒的下中部，倒锥形锥体母线与竖直方向的夹角为α2=15° 45。。所述气化剂是按质量比为2 3的CO2与过热水蒸汽构成，气化剂总量与煤和生物质混料总量的比例为O. I O. 5kg气化剂/Kg混料，其中C02由气化剂CO2入口进入流化床气化外筒中；200-250°C的过热水蒸汽由气化蒸汽入口进入流化床气化外筒中，炽热的生物质煤混料与CO2及过热水蒸汽进行气化反本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物质与煤流化床共气化方法，其所述方法是将生物质与煤的气化过程和燃烧过程分别在流化床气化外筒（9）与流化床燃烧内筒（8）中进行气化，并利用高温循环物料为气化炉提供热量，通过燃烧室和气化室的热辐射与对流换热直接交换热量进行气化。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨巨生，樊保国，郑仙荣，李岩，金燕，谢克昌，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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