等离子流化床气化炉及其处理生物质的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种处理生物质的工艺。更具体地说，本发明涉及一种等离子流化床气化炉及其处理生物质的工艺。
【背景技术】
[0002]生物质气化采用的技术路线种类繁多，根据采用的气化反应器的不同又可分为固定床气化、流化床气化和气流床气化。每种气化技术又包括不同类型的气化炉。固定床气化技术主要有上吸式、下吸式和横吸式气化炉。固定床必须使用特定种类，形状、尺寸尽可能一致的原料，且产物中含有少量焦油、油脂、苯、氨等物质，需经过分离、净化处理。流化床气化对于入炉颗粒粒度要求细(一般要求小于0.4mm)，对于生物质而言，要满足气流床的气化的粒度还有许多技术及经济难题需要解决。流化床气化技术主要用于气化颗粒尺寸小于5cm的生物质，流化床气化炉在吹入的气化剂的作用下，物料颗粒、砂子、气化介质充分接触，受热均勾，在炉内呈“沸腾”状态，因此又叫沸腾床，反应温度一般为750?850°C。特别是对于灰熔点较低的生物质，床层只要保持良好的混合特性就可使床层保持高温，这样可避免局部燃烧高温，气化反应速度快，产气率高，是唯一在恒温床上反应的气化炉，原料适应性广，可大规模、高效利用。
[0003]但是流化床气化炉出炉燃气中固体颗粒较多，造成不完全燃烧损失，且流化床中的温度低于生物质的灰熔点，否则容易结渣，虽然流化床气化炉中生物质的气化效率高，但合成气中还是有部分焦油产生，焦油在温度低于200°C会冷凝堵塞后续工序的管道，引起整个系统运行不稳定。
[0004]生物质气化的主要用途有生产甲醇、二甲醚等化工产品、气化发电。生物质气化反应产生的合成气经过费-托反应合成甲醇、二甲醚等液体燃料以及氨、乙烯、丙烯等多种化学品，以缓解或改变长期依赖化石燃料的紧张局面。但是生物质气化制备的合成气中h2/co含量低而CO2含量高，不利于醇醚燃料制备和费-托合成，且合成的生产成本高。生物质气化产生的合成气中所含的焦油以及颗粒物质，能够阻塞管道、损害设备，污染环境，降低经济效益。
[0005]传统的燃煤发电，需要耗费大量的煤炭资源，且燃烧后产生大量的CO2，加剧全球温室效应，燃烧之后的烟气中氮化物和硫化物的含量高，需要大规模的脱硫脱硝系统。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0007]本发明还有一个目的是提供一种流化床气化炉及其处理生物质的工艺，将生物质通过气化生产合成气进行燃烧发电。
[0008]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种用于处理生物质的等离子流化床气化炉，包括:
[0009]炉体，其呈两端封闭的中空类圆柱形，所述炉体侧壁的下部设置有1-4个二级气化剂入口，所述1-4个二级气化剂入口沿所述炉体的同一水平面均匀分布；
[0010]至少一个进料管，其设置于所述炉体的中下部，与所述炉体内部连通，所述进料管远离所述炉体的一端呈封闭状，所述进料管的侧壁开设有进料口，所述进料管呈封闭状的一端设置有一级气化剂入口；
[0011]第一等离子体炬，其发生端穿入所述进料管呈封闭状的一端；
[0012]合成气出气管，其设置于所述炉体的顶端，与所述炉体内部连通，导出合成气；
[0013]1-2支第二等离子体炬，其设置于所述合成气出气管内，所述第二等离子体炬与所述合成气出气管的内壁平行；
[0014]膜式水冷壁，其设置于所述炉体除进料管与炉体连接处的内壁外的内壁，所述进料管与所述炉体接触的内壁设置有耐火衬里，所述耐火衬里的厚度为300?500_ ；
[0015]陶瓷纤维保温层，其设置于所述膜式水冷壁的表面，所述陶瓷纤维保温层的厚度为 40-60mm ；
[0016]布风板，其水平设置于所述炉体内的下部，所述布风板位于所述进料管的下方且位于所述二级气化剂入口的上方，所述布风板由上至下包括交错叠加且内接于所述炉体内壁的3层400目的丝网。排灰口，其设置于所述炉体的底部，所述排灰口的直径为80-120mm，所述排灰口与带有截止阀的排灰管连接，所述排灰管上端穿过所述布风板的中心。
[0017]优选的是，所述进料管为从炉体侧壁向上倾斜延伸，所述进料管的侧壁且远离所述炉体一侧的上方开设有所述进料口，所述进料口与星型给料器的一端连通，所述星型给料器的另一端与生物质料仓连通。
[0018]本发明还提供了一种应用所述的等离子流化床气化炉处理生物质的工艺，包括:启动所述第一等离子体炬，向所述一级气化剂入口中通入气化剂，将生物质通过所述进料口送入所述进料管，进行气化反应，当所述生物质送入所述进料管后，启动所述第二等离子体炬，并向二级气化剂入口中通入气化剂。
[0019]优选的是，所述生物质的粒度彡50mm，含水率彡20%。
[0020]优选的是，所述合成气经过旋风除尘后进行燃烧发电。
[0021]优选的是，所述合成气在旋风除尘时经过了两级旋风除尘器，其中，所述合成气出气管与一级旋风除尘器连接，所述一级旋风除尘器与二级旋风除尘器连接，使合成气经过两级旋风除尘后再进行所述燃烧发电；
[0022]所述一级旋风除尘器的粉尘出料口与所述炉体连通，使收集的大颗粒物返回气化炉再次进行气化处理。
[0023]优选的是，所述合成气经过两级旋风除尘后，先经过预热器与将要进入炉体的气化剂进热交换，之后再进行燃烧发电，经过热交换后的合成气温度不低于为400-450°C，所述气化剂为空气。
[0024]优选的是，所述合成气经过旋风除尘后在煤粉锅炉中进行燃烧发电。
[0025]优选的是，所述等离子流化床气化炉的气化压力为O?4MPa。
[0026]优选的是，所述气化剂为空气、富氧空气、纯氧或水蒸气中的任意一种或多种。
[0027]本发明至少包括以下有益效果:
[0028]1、本发明采用的气化技术，气化效率高，采用两级气化，首先在进料口气化，气化后的物料进入炉体内，在二级气化剂的作用下，进行第二次气化，一级与二级气化剂入口的合理设置同时具有送风的作用，通过气化剂快速将生物质送入炉体内，并且合成气从炉顶排出后，经过一级旋风分离，回收合成气中未燃尽的大颗粒物，重新返回气化炉，大大提高了生物质的气化效率；
[0029]2、本发明采用的气化技术，环保和经济效益好，生成的合成气经炉顶合成气出口排出，合成气携带的大量热量可以用于加热进入气化炉的气化剂；合成气经过除尘、回收热量后进入煤粉锅炉与煤粉一起燃烧发电，节约了发电所需的煤量，燃烧产生的0)2量减少，减轻0)2产生的温室效应；
[0030]3、本发明采用的气化技术，节约设备的运行成本，生物质气化产生的合成气燃烧发电，替代了一部分发电所需的燃煤，燃烧产生的烟气量减少，减轻后续配备的脱硫脱硝系统的负荷。
[0031]4、本发明提供的气化技术，能够保证设备长期、稳定的运行，等离子气化炉中出来的合成气的焦油含量低，进入煤粉锅炉燃烧前，焦油一直保持气态，不会产生因其冷凝而产生的堵塞管道、损害设备的问题；
[0032]5、本发明提供的等