專利名稱：一種生物質(zhì)復(fù)合氣化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)氣化技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種爐內(nèi)去除焦油的生物質(zhì)復(fù)合氣化裝置。
背景技術(shù)：
由于石油資源的日漸匱乏，環(huán)境污染及溫室效應(yīng)問題的日益嚴(yán)重，從豐富的生物 質(zhì)農(nóng)林廢棄物資源(如秸稈等)獲取高品位燃料和化學(xué)品正逐漸成為一種發(fā)展趨勢，在國 內(nèi)外引起高度關(guān)注。生物質(zhì)氣化技術(shù)可將各種廢棄的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為高品位的氣體燃料， 用于工業(yè)發(fā)電、熱電聯(lián)產(chǎn)、集中供氣、工業(yè)采暖供熱，以及作為合成氣合成液體燃料以及為 燃料電池提供氣源等。生物質(zhì)氣化過程由于技術(shù)靈活、產(chǎn)物品位高、用途廣泛等特點，成為 利用低品位生物質(zhì)中最有前景的技術(shù)之一。國內(nèi)外生物質(zhì)氣化技術(shù)已受到廣泛重視，相關(guān) 研究也取得了顯著的進展。但目前氣化技術(shù)仍然存在瓶頸問題，尤其用于低品位生物質(zhì)時， 常規(guī)的氣化方式不論從焦油含量、氣化效率、燃?xì)獬煞值确矫娑紵o法滿足需要，因此，迫切 需要研究焦油含量低、燃?xì)饨M份調(diào)控能力強以及操作方便的氣化工藝，解決目前存在的瓶 頸，使生物質(zhì)氣化工藝實現(xiàn)新的突破，在新的應(yīng)用領(lǐng)域凸顯其優(yōu)勢地位。針對不同的工業(yè)用途，國內(nèi)外對生物質(zhì)氣化技術(shù)進行了大量的研究開發(fā)工作，開 發(fā)出固定床、流化床、氣流床等不同的生物質(zhì)氣化工藝。不論采用哪種氣化工藝，焦油的產(chǎn) 生是氣化技術(shù)的共性問題。焦油在高溫時呈氣態(tài)，與可燃?xì)怏w完全混合，而在低溫時凝結(jié)為 液態(tài)，其分離和處理極為困難。焦油的存在不僅降低了氣化效率、氣體熱值，更嚴(yán)重的是焦 油在低溫時凝結(jié)為液態(tài)，容易和水、焦炭、灰等結(jié)合，堵塞輸氣管道，影響氣化設(shè)備的正常運 行；凝結(jié)為細(xì)小液滴的焦油難以燃燼，在燃燒時容易產(chǎn)生碳黑等顆粒，對燃?xì)庠O(shè)備造成極大 的損害。焦油的存在大大降低了合成氣的利用價值，阻止了氣化技術(shù)的高端應(yīng)用，是氣化技 術(shù)高效大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸問題。目前工業(yè)上常用的焦油去除方法主要是爐外去除，如干式過濾、濕式洗滌、催化裂 解等。過濾和水洗方法雖然操作簡單、成本較低，但是效率不高，為防止二次污染，需要增加 額外的凈化設(shè)備和廢水處理設(shè)備，不僅占地較大，也增加了投資成本，而且處理掉的焦油不 能利用，造成能源的浪費。催化裂解系統(tǒng)簡單、能量利用率高，且對生物質(zhì)燃?xì)饨M分具有調(diào) 變作用而成為國內(nèi)外研究的熱點，但需要消耗大量的額外能量，還需要額外的輔助設(shè)備，增 加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和投資。同時，由于催化劑失活、機械磨損和應(yīng)用成本等問題，目前主要 用于試驗研究，還未形成商業(yè)化的專用催化劑系列，尤其在催化劑的使用壽命方面離商業(yè) 化還存在較大的距離。焦油也可通過爐內(nèi)去除的方法即在氣化爐內(nèi)抑制焦油產(chǎn)生并將產(chǎn)生的焦油原位 轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物氣，實現(xiàn)氣化爐內(nèi)粗合成氣中不含焦油。爐內(nèi)脫除可以通過優(yōu)化氣化爐結(jié) 構(gòu)設(shè)計、優(yōu)化氣化過程操作參數(shù)、氣化爐內(nèi)添加催化劑等方法實現(xiàn)，從而達到減少氣化爐出 口燃?xì)庵薪褂秃康哪康摹＿@種方法是目前研究的熱點和今后發(fā)展方向。國內(nèi)外氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢是開發(fā)高效、低焦油、燃?xì)饨M份調(diào)控能力較強的氣化工藝。針對焦油的有效脫除和燃?xì)獾母叨死?，國?nèi)外開展了新型氣化工藝的研究。如丹麥技術(shù)大學(xué)設(shè)計了兩段式氣化爐，所得燃?xì)庵薪褂秃看蟠蠼档?；德國Choren公司提出了 溫和熱解和高溫?zé)峤鈨刹椒ㄖ聘哔|(zhì)量合成氣的工藝，合成氣中幾乎不含焦油。這些裝置的 特點是將諸多的反應(yīng)器串聯(lián)在一條連續(xù)的流程上，燃料先在間接加熱式裂解器中干燥和熱 解，裂解的產(chǎn)物緊接著在裂解器及焦炭氣化器間的狹窄地帶進行部分氧化，產(chǎn)物氣流經(jīng)熱 的焦碳床，從而使產(chǎn)物氣中的焦油裂解并達到較低的含量。由上可見，目前爐內(nèi)脫除焦油的氣化工藝多是利用幾個反應(yīng)器的串聯(lián)實現(xiàn)，只有
發(fā)明者吳創(chuàng)之, 周肇秋, 陰秀麗, 陳堅, 馬隆龍 申請人:中國科學(xué)院廣州能源研究所