專利名稱：生物質氧氣氣化產(chǎn)生中熱值可燃氣體的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生物質熱解氣化技術及其裝置。
木材廠，人造纖維板廠等在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量細小木粉，這一類細小粒度的生物質原料，難以利用，處理不當，還會污染環(huán)境，成為公害。處理這類材料，目前有采用木粉與煤混合直接燒鍋爐的辦法，但因木粉太細，未來得及完全燃燒，就會隨風由煙道排出，易堵塞煙道，造成環(huán)境污染。國外曾有采用固定床氣化爐及高純氧氣使生物質氣化以產(chǎn)生中熱值可燃氣體的報道，但因采用固定床，生產(chǎn)強度小，效率低，又由于用高純氧，成本昂貴，故而難以推廣應用。
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的問題，提出一種高效而簡易可行的生物質氧氣氣化產(chǎn)生中熱值可燃氣體的方法及裝置，以使廢棄的細小生物質物料得到合理的利用。
本發(fā)明方法的特點是采用循環(huán)流化床氣化爐為生物質物料氣化裝置，將生物質物料經(jīng)加料裝置加入氣化爐的流化床上，從氣化爐下部的進氣分布室鼓入富氧氣體，使生物質物料在爐內(nèi)于富氧氣氛下快速流化，迅速加熱并進行氣化反應，氣化反應生成的可燃氣體夾帶未反應完全的炭在床外經(jīng)氣固分離，將炭粒再循環(huán)回流到爐內(nèi)繼續(xù)反應，爐內(nèi)氣化反應的溫度控制在700～850℃范圍。
本發(fā)明方法由于采用快速流態(tài)化技術，大大提高了生產(chǎn)強度，炭回流可強化還原反應，提高氣化效率；采用富氧氣體而不是高純氧氣體參與氣化反應，既解決了高純氧價格高昂的問題，又滿足生物質熱解氣化產(chǎn)生較高熱值可燃氣體的條件，為采用簡易的制氧設備以降低整體生產(chǎn)成本成為可能。
采用本發(fā)明方法而設計的裝置稱為生物質循環(huán)流化床中熱值氣化裝置，其結構是具有一個長筒形流化床氣化爐，氣化爐的下部設有進氣分布室，進氣分布室上部有氣體分布板與氣化爐爐膛相隔，下部有排灰口，側壁有進氣口，在氣化爐爐膛氣體分布板的上方處設有生物質物料入爐口，一個加料裝置接到該入爐口向爐內(nèi)加入生物質物料，氣化爐的上部通過出氣管接到旋風分離器作氣炭分離，旋風分離器下部連接炭回流裝置將炭粒送回氣化爐內(nèi)，形成循環(huán)流化床氣化爐；采用PSA變壓吸附制氧機產(chǎn)生富氧氣體，該制氧機的氧氣輸出口通過氣閥接到氣化爐進氣分布室的進氣口。
上述生物質循環(huán)流化床中熱值氣化裝置中的加料裝置可采用結構簡單的螺旋加料器將生物質物料連續(xù)推入氣化爐的生物質物料入爐口。所說的炭回流裝置可采用回流L閥，將回流L閥的出口接到位于氣化爐氣體分布板上方的回流炭入爐口。
為加速生物質物料在氣化爐中流化以促進氣化反應，在氣化爐的下段(于氣體分布板之上)形成一段縮徑爐段，縮徑爐段的爐膛直徑d與上部爐段的爐膛直徑D的比例可為d/D=0.5～0.7。生物質物料的入爐口和回流炭的入爐口均可安排在縮徑爐段。
本裝置通過控制生物質物料的加料量和富氧氣體的流量來控制氣化爐爐內(nèi)的氣化溫度，最佳的工藝條件為生物質物料加料量為40～80kg/h，富氧氣體流量為7.5～10m3/h，爐內(nèi)反應溫度為700～850℃。
本生物質循環(huán)流化床中熱值氣化裝置所產(chǎn)生的可燃氣體成分為CO222～26％,CnHm1.8～2.5％,O20.8～1.3％,CO 42～49％,CN47～14％,H28～12％,N26～11％，其低位熱值為2500～2850千卡/m3(11.3～12MJ/m3)，本裝置結構簡單，投資小，具有操作方便，運行穩(wěn)定，易調(diào)節(jié)，能連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)強度大的特點，可有效將廢棄的細小生物質物料轉化為中熱值可燃氣體燃料，可供作居民生活煤氣或作化工原料，達到能源和環(huán)保雙重目的。


圖1為采用本發(fā)明方法的生物質循環(huán)流化床中熱值氣化裝置結構示意圖。
以下結合附圖對本發(fā)明實施例作進一步詳細說明如附圖所示，15為流化床氣化爐，其爐體為圓筒形，爐壁由鋼套外壁7、保溫層8和耐火材料內(nèi)壁9構成，爐體下部為倒錐形進氣分布室19，進氣分布室下部為排灰口20，富氧氣體通過進氣口2鼓入進氣分布室，富氧氣體由PSA變壓吸附制氧機1產(chǎn)生，該制氧機輸出含氧量為90％±5％的富氧氣體經(jīng)氣閥22接到進氣分布室的進氣口，進氣分布室的上部設有氣體分布板3，在氣體分布板之上的爐體下段為縮徑爐段，其爐膛直徑d與上部爐段的爐膛直徑D的比例d/D=0.6，在流化床氣化爐的側邊設有進料裝置，進料裝置由原料倉6和螺旋加料器4構成，螺旋加料器由電機5驅動，其出料口接到流化床氣化爐爐體的生物質物料入爐口，流化床氣化爐的上部出氣管10接到旋風分離器12，旋風分離器的下部連到由炭貯槽13、循環(huán)管14和回流L閥18組成的炭回流裝置，回流L閥的出口接入爐體的炭?；亓魅霠t口，生物質物料入爐口和炭?；亓魅霠t口均位于爐體氣體分布板的上方的縮徑爐段，生物質物料由流化床氣化爐熱解氣化而產(chǎn)生的可燃氣體經(jīng)旋風分離器12進行氣固分離后從其上部的氣體出口11引出。爐內(nèi)反應溫度控制在前700～850℃，生物質物料加料量控制在內(nèi)40～80kg/h，富氧氣體流量控制在7.5～10m3/h范圍。圖1中的其他編號分別表示16為縮徑爐段耐火內(nèi)襯，17為回流L閥的吹氣口，22為爐體支座。
權利要求
1．一種生物質氧氣氣化產(chǎn)生中熱值可燃氣體的方法，其特征在于采用循環(huán)流化床氣化爐為生物質物料氣化裝置，將生物質物料經(jīng)加料裝置加入氣化爐的流化床上，從氣化爐下部的進氣室鼓入富氧氣體，使生物質物料在爐內(nèi)于富氧氣氛下快速流化，迅速加熱并進行氣化反應，氣化反應生成的可燃氣體夾帶未反應完全的炭在床外經(jīng)氣固分離，將炭粒再循環(huán)回流到爐內(nèi)繼續(xù)反應，爐內(nèi)氣化反應的溫度控制在700～850℃范圍。
2．用生物質氧氣氣化產(chǎn)生中熱值可燃氣體的裝置，具有一個長筒形流化床氣化爐(15)，氣化爐的下部設有進氣分布室(19)，進氣分布室上部有氣體分布板(3)與氣化爐爐膛相隔，下部有排灰口(20)，側壁有進氣口，在氣化爐爐膛氣體分布板的上方處設有生物質物料入爐口，一個加料裝置接到該入爐口向爐內(nèi)加入生物質物料，其特征在于氣化爐的上部通過出氣管(10)接到旋風分離器(12)作氣炭分離，旋風分離器下部連接炭回流裝置將炭粒送回氣化爐內(nèi)，形成循環(huán)流化床氣化爐；采用PSA變壓吸附制氧機產(chǎn)生富氧氣體，該制氧機的氧氣輸出口通過氣閥(22)接到氣化爐進氣室的進氣口。
3．根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于所說的加料裝置采用螺旋加料器(4)將生物質物料連續(xù)推入氣化爐的生物質物料入爐口。
4．根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于所說的炭回流裝置采用回流L閥(18)，回流L閥的出口接到位于氣化爐布風板上方的回流炭入爐口。
5．根據(jù)權利要求2、3或4所述的裝置，其特征在于氣化爐的下段為縮徑爐段，該爐段的爐膛直徑d與氣化爐上部爐段的爐膛直徑D的比例d/D=05～0.7，所說的生物質物料的入爐口和回流炭入爐口均位于縮徑爐段。
6．根據(jù)權利要求2所述的裝置，其特征在于通過控制生物質物料的加料量和富氧氣體的流量來控制氣化爐爐內(nèi)的氣化溫度，最佳工藝條件為生物質物料加料量為40～80kg/h，富氧氣體流量為7.5～10m3/h，爐內(nèi)反應溫度為700～850℃。
全文摘要
一種生物質氧氣氣化產(chǎn)生中熱值可燃氣體的方法及裝置,采用循環(huán)流化床氣化爐為生物質物料氣化裝置,使物料在爐內(nèi)于富氧氣氛下快速流化,加熱和氣化反應,未反應完全的炭在床外經(jīng)氣固分離,再循環(huán)回流到爐內(nèi)繼續(xù)反應。本發(fā)明提供的裝置結構簡單,操作方便,運行穩(wěn)定,能連續(xù)生產(chǎn),可有效將廢棄的細小生物質物料轉化為中熱值可燃氣體燃料,可供作居民生活煤氣或作化工原料,達到能源和環(huán)保雙重目的。
文檔編號C10J3/20GK1221777SQ97114339
公開日1999年7月7日 申請日期1997年12月31日 優(yōu)先權日1997年12月31日
發(fā)明者徐冰嬿, 吳創(chuàng)之, 羅曾凡, 陰秀麗, 劉平 申請人:中國科學院廣州能源研究所