生物质高值化燃气的生产方法
【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高值化燃气的生产方法。
【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，投入到生物质能源开发和利用上来。
[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的双重压力，我国已经将生物质能源化利用作为国家能源发展战略。
[0004]生物质气化技术是生物质利用的重要方式之一。它是利用热化学转换技术，将热效率较低的生物质，转化为热效率较高的可燃气体。现在比较普遍应用气化技术，有空气气化、富氧气化、水蒸气气化等方法。
采用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。但是由于空气中含有大量N2，所以生物质的气化效率和气化燃气的热值都很低(4一6kj_/m3)，且焦油含量较高，造成设备堵塞，影响连续化生产运行。
[0005]采用水蒸气生产可燃气，这种利用的技术，可以增加燃气中的H2成分，产出热值较高的可燃气。但是投资成本较高、实现规模化连续化生产较难，影响广泛利用。
[0006]采取膜分离制氧法生产可燃气，这种利用技术也可以增加氧气的浓度，降低N2的含量，提高生物质的气化效率和单位体积产出气体的热值。但是这种方法所需要的膜滤氧气法投资大、耗能高、成本高，不利于工业广泛利用。
[0007]虽然制氧气化和水蒸气气化的技术，是一种特殊又有效提高燃气热值的方法，但并不能大幅度降低投资和运行成本，因此推广不易。
【发明内容】
[0008]本发明的目的，是克服现有空气气化法、水蒸气气化法、膜分离制氧法等技术中不足之处，提供一种生物质高值化燃气的生产方法。
[0009]生物质高值化燃气的生产方法，是在利用空气作为生物质热解气化剂的基础上，外接一个与燃气产能相匹配的、可控制的氧气加入装置，通过加大氧气量，增大空气中氧气组分浓度，获取富氧气气体，来升高固定床热解炉的反应温度，加快气化反应的速率，从而有利于加快物料中心水分及挥发分的析出，进尔增加燃气中H2含量、有利于C02还原、制得更多的CO和促进焦油发生裂解生成小分子气体，以达到提高产气率，改善气体质量，提升燃气热值的目标。
[0010]本发明通过下述技术方案予以实现:
1、一种生物质高值化燃气的生产方法:⑴将生物质成型燃料从进料口加入固定床热解炉内，点燃生物质成型燃料，启动罗茨风机，待固定床热解炉运行正常后，先开启氧气发生器阀门，再打开氧气控制阀门和空气入口阀门，调节氧气控制阀门，逐步增大空气中的氧气浓度，使空气中含氧量由20.9%，提高到25—45%，制成富氧气体。
[0011 ]⑵在罗茨风机的作用下，富氧气体通过预热器加热，输送到固定床热解炉的生物质成型燃料层内部。
[0012]⑶根据固定床热解炉现场的燃烧热值，调节氧气控制阀门，使固定床热解炉的热解温度控制在1050?1150°C，以产生8000?12000kj/ m3的高热值燃气。
[0013]⑷在罗茨风机的引导下，高热值燃气气流从出气口排出，输入生物质燃气的净化系统进行净化处理，生物质成型燃料燃烧后的废渣从出渣口排出。
[0014]生物质高值化燃气的生产方法，是一种能增加空气中氧气浓度，获取富氧气体，提高生物质成型燃料气化效率，得到高热值可燃气的方法。
[0015]生物质高值化燃气的生产方法，充分应用了现有的生物质空气气化的装置条件，发挥了成熟的制氧技术优势，节省了制氧成本和基建投资。
[0016]生物质高值化燃气的生产方法，充分应用了生物质高温热解气化的化学原理，加快了高温热解气化反应，加快C02还原，制得更多的CO，促进物料中心水分及挥发分的析出，增加H2发生量，有利于提高燃气热值、气化效率，确保固定床热解炉消耗生物质成型燃料量的产能，能够稳定生物质热解所需要的1100°C左右的炉膛温度，保障了持续运行的工况。
[0017]生物质高值化燃气的生产方法，利用炉膛的高温，有效裂解了生物质焦油成为小分子，有助于提高燃气热值，还提高燃气洁净度，减少了焦油在输送管道和相关设备的粘连和堵塞。
[0018]生物质高值化燃气的生产方法，适用于生物质可燃气生产线项目，产生的高热值燃气可用于发电和供热。
【附图说明】
[0019]图1是生物质高值化燃气工艺流程示意图。
[0020]如图所示:I是氧气发生器，2是氧气控制阀门，3是空气入口阀门，4是预热器，5是固定床热解炉，6是进料口，7是出渣口，8是出气口，9是生物质燃气的净化系统，10是罗茨风机。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例对本发明作进一步的描述:
1、一种生物质高值化燃气的生产方法:⑴将生物质成型燃料从进料口 6加入固定床热解炉5内，点燃生物质成型燃料，启动罗茨风机10，待固定床热解炉6运行正常后，先开启氧气发生器阀门I，再打开氧气控制阀门2和空气入口阀门3，调节氧气控制阀门2，逐步增大空气中的氧气浓度，使空气中含氧量由20.9%，提高到25—45%，制成富氧气体。
[0022]⑵在罗茨风机10的作用下，富氧气体通过预热器4加热，输送到固定床热解炉5的生物质成型燃料层内部。
[0023]⑶根据固定床热解炉5现场的燃烧热值，调节氧气控制阀门3，固定床热解炉5的热解温度控制在1050?1150°C，以产生8000?12000kj/ m3的高热值燃气。
[0024]⑷在罗茨风机10的引导下，高热值燃气气流从出气口8排出，输入生物质燃气的净化系统9进行净化处理，生物质成型燃料燃烧后的废渣从出渣口 7排出。
【主权项】
1.一种生物质高值化燃气的生产方法，其特征在于: ⑴将生物质成型燃料从进料口加入固定床热解炉内，点燃生物质成型燃料，启动罗茨风机，待固定床热解炉运行正常后，先开启氧气发生器阀门，再打开氧气控制阀门和空气入口阀门，调节氧气控制阀门，逐步增大空气中的氧气浓度，使空气中含氧量由20.9%，提高到25—45%，制成富氧气体； ⑵在罗茨风机的作用下，富氧气体通过预热器加热，输送到固定床热解炉的生物质成型燃料层内部； (3)根据固定床热解炉现场的燃烧热值，调节氧气控制阀门，使固定床热解炉的热解温度控制在1050?1150°C，以产生8000?12000kj/ m3的高热值燃气； ⑷在罗茨风机的引导下，高热值燃气气流从出气口排出，输入生物质燃气的净化系统进行净化处理，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高值化燃气的生产方法，其技术方案的要点是，在利用空气作为生物质热解气化剂的基础上，外接一个与燃气产能相匹配的、可控制的氧气加入装置，通过加大氧气量，增大空气中氧气组分浓度，获取富氧气体，来升高固定床热解炉的反应温度，加快气化反应的速率，加快物料中心水分及挥发分的析出，增加H2含量、有利于制得更多的CO，促进焦油发生裂解生成小分子气体，以达到提高产气率，改善气体质量，提升燃气热值的目标。此方法有助于提高燃气热值，裂解焦油，提高燃气洁净度，减少焦油在输送管道和相关设备的粘连和堵塞，保障设备装置的正常运行。生物质高值化燃气的生产方法适用于生物质可燃气生产线，发电和供热等项目。
【IPC分类】C10J3/02, C10J3/84, C10J3/72, C10J3/06
【公开号】CN105542861
【申请号】CN201610011115
【发明人】张勇, 许庆华
【申请人】张勇
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月10日