一种生物质异态双流化增压气化系统及方法与流程

本发明涉及一种生物气化领域，尤其涉及一种生物质异态双流化增压气化系统及方法。

背景技术：

1、生物质具有明显的“0碳”属性，在“碳中和”发展趋势下，以生物质为原料合成化工产品的经济性越发明显；我国作为生物资源丰富的国家，在生物质资源利用上更具潜力与优势；受到生物质燃料高温下易结焦特性的限制，常规流化床气化炉只能在常压或低压下运行；低压运行的气化炉不仅占地面积大，还需要额外对合成气进行增压，以便与化工合成工段相匹配，这造成了空间与能源的浪费。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种生物质异态双流化增压气化系统及方法，采用异态双流化技术，可实现气化炉在大于0.5mpa的压力下安全运行；与常压技术相比可大幅提高气化炉单位容积下的产气量；有效减少设备占地及合成气升压的能耗；喷动热解流化床、鼓泡气化流化床，都可独立调节流化状态与运行温度，使得气化装置有更好的负荷调节能力；同时，具备热循环物料的存量的控制手段，大幅提高气化炉的燃料适应能力；气化炉下游设置焦油高温裂解装置，可降低合成气中焦油、残炭的含量，进一步提高燃气品质。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供的一种生物质异态双流化增压气化系统及方法，包括喷动热解流化床、鼓泡气化流化床；所述喷动热解流化床与鼓泡气化流化床相串联；喷动热解流化床与鼓泡气化流化床组成增压气化段的反应装置；喷动热解流化床中进行干燥及热解反应；鼓泡气化流化床中进行燃烧及气化反应。

4、本发明的进一步地技术方案在于，喷动热解流化床与生物质增压给料装、热灰返料装置、高效旋风分离装置相连接；鼓泡气化流化床与焦炭返料装置、热灰返料装置、高效旋风分离器、循环灰补充装置以及气化炉排渣冷却装置相连接。

5、本发明的进一步地技术方案在于，喷动热解流化床一侧设置有生物质增压给料装；喷动热解流化床另一侧设置有热灰返料装置；喷动热解流化床顶部与高效旋风分离装置相连接；鼓泡气化流化床一侧下部设置有热灰返料装置；鼓泡气化流化床一侧上部设置有循环灰补充装置；鼓泡气化流化床另一侧设置有焦炭返料装置；鼓泡气化流化床顶部与高效旋风分离器相连接；鼓泡气化流化床底部与气化炉排渣冷却装置相连接。

6、本发明的进一步地技术方案在于，生物质增压给料装置将常压环境的生物质燃料送入增压环境的喷动热解流化床中；喷动热解流化床热解产生的焦炭在喷动热解流化床密相段研磨，变细后被热解气携带送入高效旋风分离器中进行气固分离，固相产物通过热灰返料装置送入鼓泡气化流化床中进行燃烧与气化，产生的热态灰，经过热灰返料装置送入喷动热解流化床。

7、本发明的进一步地技术方案在于，鼓泡气化流化床产生的热燃气及细颗粒的灰分，送入高效旋风分离器内，更多的热灰通过热灰返料装置进入喷动热解流化床中；鼓泡气化流化床内物料需要调整时，可以通过循环灰补充装置进行补充。

8、本发明的进一步地技术方案在于，气化炉排渣冷却装置对鼓泡气化流化床在增压状态下进行排渣及热渣的冷却。

9、本发明的进一步地技术方案在于，高效旋风分离器与喷动热解流化床、鼓泡气化流化床、焦炭返料装置及焦油裂解装置相连接；高效旋风分离器分离后的合成气进入焦油裂解装置进行反应，分离下的焦炭、灰分颗粒进入鼓泡气化流化床进行反应。

10、本发明的进一步地技术方案在于，焦炭返料装置与高效旋风分离器、鼓泡气化流化床相连接；高效旋风分离器分离下来的以焦炭为主的含灰颗粒通过焦炭返料装置送入鼓泡气化流化床进行气化反应。

11、本发明的进一步地技术方案在于，热灰返料装置与喷动热解流化床、鼓泡气化流化床相连接；热灰返料装置位于喷动热解流化床与鼓泡气化流化床之间；将鼓泡气化流化床产生的热灰颗粒通过热灰返料装置送入喷动热解流化床中。

12、本发明的进一步地技术方案在于，焦油裂解装置与高温旋风分离器、裂解炉排灰冷却装置相连接，裂解后的增压高品质合成气将送至下游设备；焦油裂解装置采用补燃方式，高温旋风分离器产生的细颗粒焦炭，在焦油裂解装置中进行气化反应；裂解炉排灰冷却装置对焦油裂解装置在增压状态下进行排灰及热灰的冷却。

13、本发明的有益效果为：

14、1、采用异态双流化技术，可实现气化炉在大于0.5mpa的压力下安全运行；与常压技术相比可大幅提高气化炉单位容积下的产气量；有效减少设备占地及合成气升压的能耗。

15、2、喷动热解流化床、鼓泡气化流化床，都可独立调节流化状态与运行温度，使得气化装置有更好的负荷调节能力；同时，具备热循环物料的存量的控制手段，大幅提高气化炉的燃料适应能力。

16、3、气化炉下游设置焦油高温裂解装置，可降低合成气中焦油、残炭的含量，进一步提高燃气品质。

技术特征：

1.一种生物质异态双流化增压气化系统及方法，其特征在于，包括喷动热解流化床(01)、鼓泡气化流化床(02)；

2.根据权利要求1所述的生物质异态双流化增压气化系统及方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的生物质异态双流化增压气化系统及方法，其特征在于：

4.根据权利要求2所述的生物质异态双流化增压气化系统及方法，其特征在于：

5.根据权利要求2所述的生物质异态双流化增压气化系统及方法，其特征在于：

6.根据权利要求2所述的生物质异态双流化增压气化系统及方法，其特征在于：

7.根据权利要求2所述的生物质异态双流化增压气化系统及方法，其特征在于：

8.根据权利要求2所述的生物质异态双流化增压气化系统及方法，其特征在于：

9.根据权利要求2所述的生物质异态双流化增压气化系统及方法，其特征在于：

10.根据权利要求2所述的生物质异态双流化增压气化系统及方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种生物质异态双流化增压气化系统及方法，属于一种生物气化领域，生物质异态双流化增压气化系统及方法，包括喷动热解流化床、鼓泡气化流化床；所述喷动热解流化床与鼓泡气化流化床相串联；喷动热解流化床与鼓泡气化流化床组成增压气化段的反应装置。本发明公开的生物质异态双流化增压气化系统及方法，采用异态双流化技术，可实现气化炉在大于0.5Mpa的压力下安全运行；与常压技术相比可大幅提高气化炉单位容积下的产气量；有效减少设备占地及合成气升压的能耗；喷动热解流化床、鼓泡气化流化床，都可独立调节流化状态与运行温度，使得气化装置有更好的负荷调节能力。

技术研发人员：孙向文,刘彬超,刘卫东,沈洁,张明宝,姜孝国,毕艳飞,李月,杨军,李召生,高嘉楠,刘海丰
受保护的技术使用者：哈尔滨锅炉厂有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21