生物油与来自纸浆厂的含碱富能水溶液的气化制造技术

在气流夹带床气化反应器(2)中气化来自纸浆厂的含碱富能水溶液(120)的方法，该方法包括以下步骤：供给所述含碱富能水溶液(120)到所述气化反应器(2)中，在所述反应器(2)的出口温度低于1400℃时，在所述反应器(2)中使用亚化学计量条件的氧化性介质气化所述含碱富能水溶液(120)；以及，在所述反应器(2)中产生液体物质相和气体物质相。其中，在步骤(a)中将生物油(110)供给到所述气化反应器(2)，在步骤(b)中在反应器(2)中同时气化所述含碱富能水溶液(120)和所述生物油(110)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物油与来自纸浆厂的含碱富能水溶液的气化
本专利技术的领域涉及从可再生能源生产富能合成气，更具体地是通过气化来自纸楽.厂的含喊富能水溶液(an alkali containing energy rich aqueous solution)来生产。更具体地，本专利技术涉及一种在气流夹带床气化反应器(entrained flow gasificationreactor)中气化来自纸浆厂的含碱富能水溶液的方法，该方法包括以下步骤:供给所述含碱富能水溶液到所述气化反应器，在该反应器中，通过在使所述反应器的出口温度低于1400°C时，使用亚化学计量条件的氧化性介质气化所述含碱富能水溶液；以及在所述反应器中产生液体物质相和气体物质相。背景资料存在找到有效的技术并且进一步发展已知技术，将可再生能源转换成有用能量的需求。生物质是一种引起极大兴趣的可再生能源。生物质是来自活的，或最近还活着的有机体的生物材料，如木材或有机废物。虽然矿物燃料来源于古老的生物，但是由于他们所含有的碳已经“脱离”碳循环很长时间，因而不被认为是普遍接受的所定义的生物质。因此其燃烧增加大气中的二氧化碳含量。生物质能来自多种来源，如木材、废物、填埋气体。木材能源来自采伐的木材作为燃料的直接使用，以及来自木材废料流。一种源于木材的重要的能量来源是纸浆废液或“黑液”，其为纸浆和造纸工业过程中的副产品。废物能源是生物质能的另一大来源。废物能源主要来自城市固体废弃物(MSW)、工业废物和填埋气。工业生物质可以来源于各种各样的植物,包括芒草、柳枝、麻、玉米、杨树、柳树、高粱、甘蔗、以及各种树木。有很多利用各种类型的生物质作为可再生能源的可选技术方案。转换技术可直接释放能量，以热或电的形式，或可将其转换为另一种形式，例如液体生物燃料或可燃沼气。尽管对于一些种类的生物质资源，有可能有多个使用选择，然而对于另一些，有可能只有一种适当的技术。其中一种可用的技术方案是热转换，其包括这样的过程:热是将生物质转换为另一种化学形式的主要转换机理。燃烧，烘焙，热解和气化等基本选择，在一定程度上主要由其所涉及的化学反应能够进行的程度来区别(主要是由氧供应和转化温度控制)。气化是这样的方法，其通过在高温下使原料与控制量的氧气和水蒸气和/或水反应，将例如煤、石油、生物燃料或生物质等含碳物质转化成一氧化碳和氢。所产生的气体混合物被称为合成气体或合成气，且其本身是一种燃料。气化是一种从许多不同类型的有机或矿物材料中提取能量的方法。气化的优点是，由于合成气能够以更灵活的方式燃烧/利用，所以使用合成气可能是比原燃料的直接燃烧更有效。合成气可直接在内燃机或燃气涡轮机中燃烧来发电，用于生产甲醇，氨，氢或合成柴油。后者通常是通过费-托(Fischer-Tropsch)过程产生。生物质气化预计将在可再生能源经济中扮演重要的角色，因为对于大气中的CO2来说，生物质的生产是中性的，并且使用生物质(例如生产燃料)的净效能是:相比于继续使用矿物燃料，降低了二氧化碳在大气中的浓度。虽然其他的生物燃料技术(例如生物气体和生物柴油的生产)也是有利于减少碳排放的有益燃料来源，但是气化可以采用更广泛的原料，可以用来生产更多种的燃料，并且是一种非常有效的从生物质中提取能量的方法。因此，对于约束碳排放的经济而言，生物质气化在技术上和经济上是最可行的能量转换路线之一。目前主要有三种类型的商用气化器:固定床，流化床和气流夹带床气化器。在气流夹带床气化器中，干燥的粉碎固体或液体燃料或燃料浆料与氧或空气在顺流中气化，并且所述气化反应发生在由很细的颗粒/液滴形成的密集云中。因为高的工作温度并且因为煤颗粒和气化剂之间实现了良好的接触，大多数的煤适用于这种类型的气化器。气流夹带床气化器已被证明是煤或其他含碳燃料(例如残余油和石油焦)气化的高度有效单元。黑液，来自于制浆过程中化学制浆木片，通常包含送入蒸煮器的木片一半以上的能量。在送入回收锅炉或气化工厂来产生能量以及回收煎煮用化学品之前，所述黑液需要浓缩到较高的干固体含量，通常为65-80%，该浓缩过程通常通过多效蒸发器蒸发。其他流出物包括来自造纸厂的生物材料废物，如漂白纸浆的漂白流出物。通常，这些流出物具有低的固体含量和比用过的蒸煮液(如黑液)更低的能量含量。为了能够燃烧或气化所述流出物，所述流出物不得不蒸发到这样的程度，以使得产生的净能量会非常低。气化技术的一个主要挑战在于，使低能量含量、低反应性或其他不期望性能的燃料达到可接受的能源效率。将合成气变换成燃料或电力的高效率可能会由于原料预处理中的显著功耗、大量的纯氧(经常被用来作为气化剂)消耗、和气体净化而被抵消。当将该方法移植在现实生活中时，变得明显的另一个挑战在于，在工厂中获得长的服务期，以使得不必每隔几个月就关闭工厂来进行清洗和维护。在许多气化方法中，输入的原料中的大部分无机成分保留在灰中，如金属和矿物。在一些气化方法中，其中所述无机材料在通过气化器(造渣气化)的炽热区域时熔融，这种灰会成为玻璃状固体的形式，其具有低的浸出性能，但由于在较高的温度下进行，造渣气化的能量效率可能更低。此外，还有一些与使用生物质作为能源有关的问题，其中一些是由于高含湿量，高含氧量或高无机物含量而导致的高体积和低热值。而且，生物质对湿气敏感，很难进料到加压气化器，研磨成本高，不均匀并且含有气化时导致灰烬处理问题的金属。其他的与生物质气化相关的问题是低的灰熔点和具有潜在高氯含量的化学成分。几个上述的缺点和/或问题导致整体效率降低，形成沉积物(结渣和积灰)，结块，腐蚀和灰处理困难以及为了处理上面提到各种问题的复杂且昂贵的解决方案。为了减少上述问题，可以在进行气化之前以某种方式预先处理生物质。其中一个方法是热解所述生物质以提供生物质热解油，这是一种深色的、油状的液体。热解通常是在400-600°C之间的温度进行并产生气体以及液体和固体部分。取决于热解过程，后两者可以结合以形成含有进料到热解方法的生物质中80-85%能量的热解油。已经以中试规模进行了气流夹带床气化器中的热解油气化，其在25巴的压力下进行并且以氧气和蒸汽作为气化介质。为了实现可接受的气化器性能，生物油原料中含有的最低99%的碳必须在该气化器中被转换为气体(CO和CO2)。中试工厂的测试表明，根据不同的热解油组分，99%或以上的碳转化率需要1200-1600°C的气化温度。这种高温导致高的氧消耗且降低了气化器的冷煤气效率(冷煤气效率定义为产生的合成气的能量除以气化器中燃料的能量)这意味着产物合成气中较低的化学气流(CCHH2)含量。中试规模的气流夹带床热解油的典型的冷煤气效率为50-55%。此外，处理热解油的灰分含量会在气化器设计中带来困难是公知的。正常的热解油的灰分含量为0-5%。其他富含可再生能源的液体是木材提取物如制浆副产物妥尔油，和例如生物柴油生产的副产物甘油。其热值通常高于黑液。甘油气化是可行的，例如在US7662196中所描述的。在该专利中描述的方法使用在气流夹带床反应器中于900-1000°C气化，但是由于原料不完全转化成合成气，需要第二反应步骤。所述第二步骤是重整器，其中，依然在高于900°C的温度下进行，不同的部分氧化/热裂化反应在金属氧化物的存在下完成。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
气流夹带床气化反应器(2)中气化来自纸浆厂的含碱富能水溶液(120)的方法，该方法包括以下步骤：a)供给所述含碱富能水溶液(120)到所述气化反应器(2)，b)在所述反应器(2)出口温度低于1400℃时，在反应器(2)中使用亚化学计量条件的氧化介质气化所述含碱富能水溶液(120)，以及c)在所述反应器(2)中产生液体物质相和气体物质相。其特征在于步骤(a)中，将生物油(110)供给到所述气化反应器(2)，步骤(b)中，在反应器(2)中同时气化所述含碱富能水溶液(120)和所述生物油(110)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.26 SE 1150362-01.气流夹带床气化反应器(2)中气化来自纸浆厂的含碱富能水溶液(120)的方法，该方法包括以下步骤: a)供给所述含碱富能水溶液(120)到所述气化反应器(2)， b)在所述反应器(2)出口温度低于1400°C时，在反应器(2)中使用亚化学计量条件的氧化介质气化所述含碱富能水溶液(120)，以及 c)在所述反应器(2)中产生液体物质相和气体物质相。 其特征在于 步骤(a)中，将生物油(110)供给到所述气化反应器(2)， 步骤(b)中，在反应器(2)中同时气化所述含碱富能水溶液(120)和所述生物油(110)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述含碱富能水溶液(120)和所述生物油(110)作为原料混合物(130)供给到所述反应器(2)。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述反应器(2)的独立入口(3、3’)供给所述含碱富能水溶液(120)和所述生物油(110)。4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于，所述生物油(110)包括生物质热解油、甘油和/或来自纸浆厂的液体副产物。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的液体副产物包括妥尔油。6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，含碱富能...

【专利技术属性】
技术研发人员：E弗鲁斯约，I兰达尔夫，R斯塔雷，
申请(专利权)人：坎雷克股份公司，
类型：
国别省市：