专利名称：生物质空气-水蒸汽气化方法
技术领域：
本发明涉及一种气化方法，具体是涉及一种利用空气-水蒸汽作为气化剂参与气化反应制成生物质燃气的气化方法。
背景技术：
生物质燃气是一种可替代化石能源的绿色能源，它的原料为生物质物料，如秸杆、甘蔗渣、稻杆、稻壳(糠)、废木材、树皮、锯末、木屑等，通过气化设备对其高温(750°C以上)气化反应后，能够制出生物质燃气。生物质气化制取燃气是一种先进的生物质能热化学转化方式，根据其气化介质的不同，可分为空气气化、氧气气化、高温水蒸汽气化等。用空气作为气化介质进行的生物质气化具有投资省，操作可行性强的优点，在工业应用中比较广泛。但这种气化技术产生的可燃气热值较低，只有1000 1200Kcal/N m3，氢体积含量只有8 12%。氧气气化是一种有效的制取中热值(2500 4300Kcal/N m3)燃气的方法，且具有工艺简单，技术成熟，运行稳定的优点。但氧气气化的主要缺点是需要一套相应的制氧设备，即使采用较简单的变压吸附制氧法，其一次投资仍很大。高温水蒸汽气化也是一种有效的制取中热值(M00 3800Kcal/N m3)燃气的方法，但由于生物质热解较理想的温度在700°C以上，而且主要气化反应即焦炭与水蒸汽的反应要求具有较高的温度，所以要使气化达到较好的效果，水蒸汽的温度必须在700°C以上。而生物质空气-水蒸汽气化是一种投资相对较低，产气质量也较好的气化方法。在这种气化中，水蒸汽重整所需要的热量可以由生物质燃料的部分燃烧供给。但这种气化方式并未得到广泛应用，原因在于水蒸汽加入点过于集中，造成水蒸汽与反反应物的混合不完全，反应不充分，最终导致制备出的生物质燃气的产出率低，且热值低，无法大规模工业化。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种能够制备出高热值、产气高的气化方法。为了实现以上目的，本发明的技术方案如下一种生物质空气-水蒸汽气化方法，在生物质气化器的燃烧室内通入空气，在常压或微正压条件下燃烧生物质燃料产生反应物，气化器内部温度达到750 1000°C时，通入0.2 0. 8Mpa的120 160°C的水蒸汽与反应物参与气化反应，经过1 ^反应时间，产生生物质燃气。进一步地，所述水蒸汽/生物质燃料质量比S/B为0 1. 5。所述空气当量比ER为0. 19 0.27。在所述气化反应过程中，，添加白云石、橄榄石、氧化铝中的其中一种或两种物质作为催化剂。与现有技术相比，在传统气化方法的基础上，增加引入水蒸汽参与气化反应的步骤，使生物质燃料热解燃烧产生的反应物与水蒸汽进一步反应制得中热值(1800 2000Kcal/N m3)的生物质燃气，热值提高30 40%，燃气产出率提高20%，而且，在整个反应过程中，气化反应所需的热能来源于燃烧中的生物质燃料，实现气化反应的自供热量而无需外部热能，解除了外部供热步骤，节省了外部能量。
图1为气化器的结构示意图。下面，结合最佳实施例对本发明进一步具体描述。
具体实施例方式本发明生物质空气-水蒸汽气化方法的过程如下在生物质气化器的燃烧室内通入空气，控制空气当量比ERSO. 25，加入催化剂，如白云石、橄榄石、氧化铝等，在常压或微正压条件下燃烧生物质燃料产生反应物(生物质碳和反应气体)，气化器内部温度达到850°C左右时，通入0. 6Mpa的120°C的水蒸汽与反应物参与气化反应，控制水蒸汽/生物质燃料质量比S/B为0. 5，经过2s反应时间，产生生物质燃气。实现本发明的气化器，如图1所示，采用一台0. 5吨/时的气化炉，以流化床为最佳。气化器的炉体1连接水蒸汽管路组件，给炉体1内的燃烧室2提供高温水蒸汽。燃烧室为中空的圆筒形体。炉体1(燃烧室)的壁体开设三个通孔10，通孔10在炉体1的横截面上呈圆周均勻布置，通孔10的位置位于燃烧层。水蒸汽管路组件，由三路水蒸汽管路11、水蒸汽分配器3和水蒸汽总管4组成。水蒸汽分配器3为圆圈形状，其内圆侧连接三路水蒸汽管路11，每一路水蒸汽管路11也呈圆周均勻布置，每一路水蒸汽管路11与通孔10直线连通。水蒸汽分配器3的入口连接水蒸汽总管4，而出口连接疏水阀12。每一路水蒸汽管路11均安装有压力表13和截止阀9。水蒸汽总管4安装有压力表6、流量计7和减压阀8。水蒸汽总管连接一台0. 5吨/时的蒸汽锅炉5。
权利要求
1.一种生物质空气-水蒸汽气化方法，其特征在于在生物质气化器的燃烧室内通入空气，在常压或微正压条件下燃烧生物质燃料产生反应物，气化器内部温度达到750 1000°C时，通入0. 2 0. 8Mpa的120 160°C的水蒸汽与反应物参与气化反应，经过1 2s反应时间，产生生物质燃气。
2.根据权利要求1所述的气化方法，其特征在于，所述水蒸汽/生物质燃料质量比S/B为 1. 5。
3.根据权利要求1所述的气化方法，其特征在于，所述空气当量比ER为0.19 0. 27。
4.根据权利要求2或3所述的气化方法，其特征在于，在所述气化反应过程中，添加白云石、橄榄石、氧化铝中的其中一种或两种物质作为催化剂。
全文摘要
本发明公开了一种生物质空气-水蒸汽气化方法，在生物质气化器的燃烧室内通入空气，在常压或微正压条件下燃烧生物质燃料产生反应物，气化器内部温度达到750～1000℃时，通入0.2～0.8MPa的120～160℃的水蒸汽与反应物参与气化反应，经过1～2s反应时间，产生生物质燃气。由于增加引入水蒸汽参与气化反应的步骤，使生物质燃料热解燃烧产生的反应物与水蒸汽进一步反应制得中热值的生物质燃气，热值提高30～40％，燃气产出率提高20％。
文档编号C10J3/72GK102367391SQ20111017367
公开日2012年3月7日 申请日期2011年6月24日 优先权日2011年6月24日
发明者刘安庆, 常厚春, 张开辉, 缪麒, 陈平, 陈燕芳, 马革 申请人:广州迪森热能技术股份有限公司