一种果壳类下吸式固定床气化发电联产活性炭、热的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种果壳类下吸式固定床气化发电联产活性炭、热的工艺，属于生物质能源及活性炭领域。
【背景技术】
[0002]果壳类生物质由于自身的特点是生产活性炭优质原料，目前果壳类活性炭生产中由于装置的局限性，无论一步法还是两步法的生产只得到一项产品活性炭，热量没有充分利用，造成资源浪费严重及一定的环境污染。
[0003]以往的果壳类下吸式固定床气化发电工艺设备没有果壳炭或活性炭产品。
[0004]生物质气化作为生物质资源化利用中一种热化学转化的方法，在国内多所高校进行了深入研究。研究人员相继开发了多种气化发电工艺及装备。纵观当前生物质气化发电工艺及装备:产品单一，经济效益低;采用湿式净化系统，系统热效率低，产生水污染；由于净化不彻底采用内燃机及燃气轮机发电，维护成本高，系统稳定性差;生物质气化技术相关设备的研制及装备能力的不足，工业化的应用问题颇多。如江苏正昌集团有限公司的郝波等人开发的《一种垃圾衍生物(RDF)气化发电工艺》、武汉力人投资有限公司王良等人开发的专利《利用生物质发电的方法》、台湾黄家笙等人开发的专利《一种生物质能循环发电工艺及发电系统》:对原料要求极高，产品单一，没有生物质炭(果壳炭产品);采用湿式净化热损失多，同时增加了水处理工艺;采用内燃机发电，稳定性较差，无法工业化规模化长期使用。
[0005]现阶段国内外所有气化发电项目，使用如下工艺:稻壳、果壳类等+固定床+气体净化装置+内燃机发电(燃气轮机)。这种系统运行过程中气化炉产出的可燃气中含有大量的粉尘和焦油，用于内燃机发电必须对可燃气进行深度净化，目前较好的可燃气净化方式是水洗加电捕焦，电捕焦对燃气中氧含量有要求，如超标可能会发生安全事故，会导致电捕焦法无法推广使用。可燃气经过水洗净化，确实去除了几乎全部的粉尘，但可燃气中还留有少量焦油，这部分少量焦油严重影响了内燃发电机的运行，使得内燃发电机稳定性、效率下降及维护费用提高，特别规模化上网发电无法稳定运行难以推广应用;这种工艺产品单一，经济效益差。
[0006]传统的生物质(包括果壳类)气化技术是指生物质完全气化，将生物质(果壳类)中的硫、氮及碳元素全部转化为S02、Nx0y和CO2排放到大气中去了。而果壳类生物质气化联产活性炭技术是将果壳类生物质气化的同时得到果壳炭(得率25-30%)，生物质中的大部分硫、氮和碳元素保留在果壳炭中，相对于传统气化技术更减少了C02、S02和NOx等有害气体的排放，从而提高了生物质气化技术的环境效应。另外在传统的生物质(包括果壳类)气化发电的实际运行过程中，燃气发电系统的存在了不少问题(①主要包括单机规模偏小，目前只有500KW机组的生物质燃气发电机组可用；②燃气发电机噪音大、震动大；③维护、保养频繁，费用高，运行时间短;④由于燃气发电机对燃气质量的要求较高，需要较高的自动化控制水平和燃气轮机制造技术;⑤可燃气净化后的液体包括焦油的收集、利用还存在一定的问题;⑥燃气发电机规模小、发电机数量多，净化可燃气需要大量的循环水，同时占地面积大;⑦净化生物质可燃气的过程中还会产生一定的焦油气味和环境污染问题;⑧燃气净化系统、生物质燃气发电机等标准化不足等)。针对以上问题，本技术创新性的提出了果壳类生物质气化热燃气一蒸汽联合循环发电系统，采用了热燃气(未经过气液分离)直接烧锅炉的蒸汽轮机发电模式，直接解决了生物质燃气净化和焦油的两大气化技术难题，并有效的解决了生物质气化发电的经济性、规模性(单机可达3MW、6MW、9MW甚至更大)、可靠性、稳定性和标准化等问题。
【发明内容】
[0007]本发明提出的是一种果壳类下吸式固定床气化发电联产活性炭、热的工艺，其目的旨在针对现有工艺技术不足，解决现有技术存在的问题，系统稳定、环保，没有二次污染，满足并适应规模化推广使用的要求，生产产品多样化(电、果壳炭及热)、经济效益及环境效应好，符合可持续发展产业及绿色产业发展方向。
[0008]本发明的技术解决方案:一种果壳类下吸式固定床气化发电联产活性炭、热的工艺，利用规模化气炭联产下吸式固定床气化炉，用果壳类生物质气化制得燃气作为燃气锅炉的燃料，燃气锅炉产生的蒸汽推动蒸汽轮机发电，同时得活性炭、热，其具体工艺包括以下几个步骤:
1)果壳类生物质原料的收集，水份大于20%，需用于滚筒干燥设备，
干燥至含水率小于20%;
2)果壳类生物质通过皮带输送入规模化下吸式气炭联产固定床气化炉
内，果壳类生物质在600-800°C条件气化产生可燃气，可燃气热值为950-1300Kcal，温度350°C左右；
3)果壳类生物质在气化过程中根据生产活性炭要求(要求果壳炭低灰分同时又有一定的挥发分)控制气化强度，得到适合生产活性炭的果壳炭(果壳炭工业分析:灰分3%以下，挥发分10-15%，固定碳82-87%)，然后果壳炭采用常规水蒸气活化炉制得高品质果壳活性炭(活性炭指标优于GB/T13803.2—1999上一级品的指标)；
4)气化产生的350°C左右的热燃气可直接通入燃烧器供燃气锅炉使用；所述的热燃气中含有焦油，焦油300°C以上为气态；
5)蒸汽推动汽轮机进行发电同时供热，锅炉产生的蒸汽部分直接减温减压后供活性炭活化使用；
本发明的优点:
I)本工艺为电、活性炭、热三项产品，产品多样性，提高了经济效益。
[0009]2)气化系统产生的热燃气无需净化直接进入燃烧器燃烧，提高热效率、无再生污染。
[0010]3)发电系统由燃气锅炉提供蒸汽推动汽轮机发电，设备稳定大大提高，利于规模化生产。
【附图说明】
[0011]附图1是果壳类下吸式固定床气化发电联产活性炭、热的工艺的流程图。
[0012]附图2是规模化气炭联产下吸式固定床气化炉的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]对照附图1，一种果壳类下吸式固定床气化发电联产活性炭、热的工艺，其特征在于:利用规模化气炭联产下吸式固定床气化炉，用果壳类生物质气化制得燃气作为燃气锅炉的燃料，燃气锅炉产生的蒸汽推动蒸汽轮机发电，同时得活性炭、热，其具体工艺包括以下几个步骤:
1)果壳类生物质原料的收集，水份大于20%，需用于滚筒干燥设备，
干燥至含水率小于20%;
2)果壳类生物质通过皮带输送入规模化下吸式气炭联产固定床气化炉
内，果壳类生物质在600-800°C条件气化产生可燃气，可燃气热值为950-1300Kcal，温度350°C左右；
3)果壳类生物质在气化过程中根据生产活性炭要求(果壳炭低灰分同时又有一定的挥发分)控制气化强度，得到适合生产活性炭的果壳炭(果壳炭工业分析:灰分3%以下，挥发分10-15%左右，固定碳82-87%左右)，然后果壳炭采用常规水蒸气活化炉制得高品质果壳活性炭(活性炭指标优于GB/T13803.2—1999上一级品的指标)