生物质燃气全程分段式净化的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物质气化技术领域，具体涉及一种生物质燃气全程分段式净化的方法。
【背景技术】
[0002]农林生物质，历来就是人类的生产、生活、生存所依赖的能源资源。到了21世纪的今天，当一次性化石能源数量越来越少、危害环境越来越严重的时候，各国都先后把科技和经济力量，投入到生物质能开发和利用上来。
[0003]我国是世界生物质产出大国，拥有农林生物质总量约有9亿多吨。面对国家能源短缺和环境污染严重双重压力，我国已经将生物质能源化利用作为国家能源发展战略。
[0004]生物质热化学过程中的气化制取燃气，是一种先进的生物质能转换方式。其按气化介质种类，可分为空气气化、水蒸气气化、氧气分离膜气化、富氧气化等方法。
[0005]现在比较普遍应用气化技术，是利用空气作为气化介质生产可燃气。这种利用技术，具有经济性和便利性。
[0006]但是由于空气中含有大量N2，致使生物质燃烧热值偏低(4一6kj/m3);由于热值偏低，致使炭化不充分，燃气中具有粉尘颗粒，致使燃气中焦油含量偏高(> 60mg/m3)，造成管道堵塞。
[0007]正由于燃气净化不好，杂质含量较多，致使终端燃气利用装置常会造成停产，给使用者造成不便和经济损失。这严重影响了秸杆气化技术的推广应用。因此，净化生物质燃气，对于完善下吸式固定床气化炉的功能、提高燃气的清洁度，实现大规模项目的连续化生产具有重要作用。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种生物质燃气全程分段式净化的方法。
[0009]由于燃气中的炭粉颗粒、酸性液体和焦油是在生物质热解过程中产生，因此燃气净化也必须全程性分段式的进行。
[0010]本发明通过下述技术方案予以实现:
生物质燃气全程分段式净化的方法:
1、从进料口向固定床气化炉内加入生物质成型燃料，利用富氧气化发生器产生的富氧气体，使炉温保持在1050?1150°C，同时，由罗茨风机将燃气气流从燃气出气口输送到扩散式旋风除尘器。
[0011]2、启动循环水栗，让冷却水在燃气输送管道外的水夹套装置中流动起来，与在罗茨风机引导下输送到管道内的燃气气流作逆向流动，从而吸走燃气气流的热量，迅速将燃气气流温度降到150?160°C。
[0012]3、在罗茨风机继续引导下，燃气气流中带着粉尘颗粒，通过管道进入扩散式旋风除尘器、再经过旋风填料式除尘塔，让细小的粉尘与除尘器内壁撞击，从而失去活力，落到旋风填料式除尘塔底部;与此同时，冷却水与高温燃气气流继续进行热量交换，让燃气气流温度下降到80?90°C。
[0013]4、在燃气经过除尘后，继续用冷却水与高温燃气气流进行热交换，让燃气气流温度下降到50?60°C;燃气气流中的水蒸汽、纤维素、半纤维素和木质素中的H20被雾化成弱酸分子，在罗茨风机继续引导下，送入醋酸收集塔；由于收集塔壁内外温差，让燃气气流中的弱酸分子在塔内凝聚成水珠，下滴到醋酸收集塔底部。
[0014]5、在罗茨机风继续引导下，经过除尘、凝酸后的燃气气流进入第I焦油收集塔后，再进入第2焦油收集塔，同时用冷却水与高温燃气气流进行热量交换，燃气气流温度下降到25?35°〇。
[0015]6、燃气气流通过2个焦油收集塔里设置的过滤层过滤，让燃气气流中的细小分子焦油，有多次机会，与乱无章的过滤层充分接触，从而被吸附上去，使燃气气流品质得到进一步的净化，送入储气罐中储存备用，生物质成型燃料燃烧后的废渣从出渣口排出。
[0016]采用本生物质燃气全程分段式净化的方法，向固定床气化炉内加入生物质成型燃料，并利用富氧气化剂，使炉温保持在1050?1150°C，从而加速生物质成型燃料的热解，炭被加快氧化，焦油被加快裂解，致使燃气气流中的焦油、炭粉颗粒都会减少2/3以上的发生量。
[0017]燃气气流通过管道进入扩散式旋风除尘器、再经过旋风填料式除尘塔，让细小的粉尘与除尘器内壁撞击，从而失去活力，落到除尘器底部。
[0018]除尘器、液体收集塔、焦油收集塔的本体制成水夹套。通过用地下水与高温燃气进行热交换，让燃气气流温度逐步下降到160°C、90°C、60°C、35°C以下，既保护和延长设备的寿命，又有助于燃气中的液体凝聚，经净化后的燃气出口焦油含量小于30mg/m3。
[0019]生物质燃气全程分段式净化的方法能提高炉温加速裂解，降低燃气温度以加速凝聚，通过过滤网的加强吸附，使燃气中焦油含量指标远低于国家行业标准，并没有污染水排放。
[0020]生物质燃气全程分段式净化的方法，适用于固定床气化炉燃气的全程净化。
【附图说明】
[0021 ]图1是生物质燃气全程分段式净化的示意图，
如图所示:I是生物质成型燃料，2是富氧气化发生器，3是冷却水，4是循环水栗，5是水夹套装置，6是固定床气化炉，7是进料口，8是出渣口，9是燃气出气口，10是扩散式旋风除尘器，11是旋风填料式除尘塔，12是醋酸收集塔，13是第I焦油收集塔，14是第2焦油收集塔，15是过滤层，16是罗茨风机，17是储气
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例对本发明作进一步的描述:
生物质燃气全程分段式净化的方法:
1、从进料口 7向固定床气化炉6内加入生物质成型燃料，利用富氧气化发生器2产生的富氧气体，使炉温保持在1050?1150°C，同时，由罗茨风机16将燃气气流从燃气出气口9输送到扩散式旋风除尘器10。
[0023]2、启动循环水栗4，让冷却水3在燃气输送管道外的水夹套装置5中流动起来，与在罗茨风机16引导下输送到管道内的燃气气流作逆向流动，从而吸走燃气气流的热量，迅速将燃气气流温度降到150?160°C。
[0024]3、在罗茨风机16继续引导下，燃气气流中带着粉尘颗粒，通过管道进入扩散式旋风除尘器10、再经过旋风填料式除尘塔11，让细小的粉尘与除尘器内壁撞击，从而失去活力，落到旋风填料式除尘塔11底部;与此同时，冷却水3与高温燃气气流继续进行热量交换，让燃气气流温度下降到80?90°C。
[0025]4、在燃气经过除尘后，继续用冷却水3与高温燃气气流进行热交换，让燃气气流温度下降到50?60°C;燃气气流中的水蒸汽、纤维素、半纤维素和木质素中的H20被雾化成弱酸分子，在罗茨风机16继续引导下，送入醋酸收集塔12;由于收集塔壁内外温差，让燃气气流中的弱酸分子在塔内凝聚成水珠，滴到醋酸收集塔12底部。
[0026]5、在罗茨机风16继续引导下，经过除尘、凝酸后的燃气气流进入第I焦油收集塔13后，再进入第2焦油收集塔14，同时用冷却水3与高温燃气气流进行热量交换，燃气气流温度下降到25?35°C。
[0027]6、燃气气流通过2个焦油收集塔里设置的多层过滤层15过滤，让燃气气流中的细小分子焦油，有多次机会，与乱无章的过滤层充分接触，从而被吸附上去，使燃气气流品质得到进一步的净化，送入储气罐17中储存备用，生物质成型燃料I燃烧后的废渣从出渣口 8排出。
【主权项】
1.一种生物质燃气全程分段式净化的方法，其特征在于: ⑴从进料口向固定床气化炉内加入生物质成型燃料，利用富氧气化发生器产生的富氧气体，使炉温保持在1050?1150°C;同时，由罗茨风机将燃气气流从燃气出气口输送到扩散式旋风除尘器； ⑵启动循环水栗，让冷却水在燃气输送管道外的水夹套装置中流动起来，与在罗茨风机引导下输送到管道内的燃气气流作逆向流动，从而吸走燃气气流的热量，迅速将燃气气流温度降到150?160°C; (3)在罗茨风机继续引导下，燃气气流中带着粉尘颗粒，通过管道进入扩散式旋风除尘器、再经过旋风填料式除尘塔，让细小的粉尘与除尘器内壁撞击，从而失去活力，落到旋风填料式除尘塔底部;与此同时，冷却水与高温燃气气流继续进行热量交换，让燃气气流温度下降到80?90°C; ⑷在燃气经过除尘后，继续用冷却水与高温燃气气流进行热交换，让燃气气流温度下降到50?60°C ；燃气气流中的水蒸汽、纤维素、半纤维素和木质素中的H20被雾化成弱酸分子，在罗茨风机继续引导下，送入醋酸收集塔；由于收集塔壁内外温差，让燃气气流中的弱酸分子在塔内凝聚成水珠，下滴到醋酸收集塔底部； (5)在罗茨机风继续引导下，经过除尘、凝酸后的燃气气流进入第I焦油收集塔后，再进入第2焦油收集塔，同时用冷却水与高温燃气气流进行热量交换，燃气气流温度下降到25?35°C； (6)燃气气流通过2个焦油收集塔里设置的过滤层过滤，让燃气气流中的细小分子焦油，有多次机会，与乱无章的过滤层充分接触，从而被吸附上去，使燃气气流品质得到进一步的净化，送入储气罐中储存备用，生物质成型燃料燃烧后的废渣从出渣口排出。
【专利摘要】本发明公开了一种生物质燃气全程分段式净化的方法，其技术方案的要点是，利用富氧气体，加速生物质成型燃料的热解，燃气气流通过管道进入扩散式旋风除尘器、再经过旋风填料式除尘塔，通过用地下水与高温燃气进行热交换，让燃气气流温度逐步下降到30℃以下，使燃气气流品质得到进一步的净化，送入储气罐中储存备用，既保护和延长设备的寿命，又有助于燃气中的液体凝聚，经净化后的燃气出口焦油含量小于30mg/m3。生物质燃气全程分段式净化的方法能提高炉温加速裂解，降低燃气温度以加速液体凝聚，通过过滤层的加强吸附，使燃气中焦油含量指标远低于国家行业标准，生物质燃气全程分段式净化的方法，适用于固定床气化炉燃气的全程净化。
【IPC分类】C10K1/20, C10K1/02, C10J3/84, C10J3/20, C10K1/04
【公开号】CN105524658
【申请号】CN201610011114
【发明人】张勇, 许庆华
【申请人】张勇
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年1月10日