一种煤与生物质共气化制备合成气系统及工艺

摘要

本发明提供一种煤与生物质共气化制备合成气系统及工艺，包括进料装置、气化炉本体和气化介质发生装置；气化炉本体由下部密相区和上部稀相区组成，在密相区的底部布置有多风室布风装置；多风室布风装置与气化介质发生装置出口相连结；进料装置与气化炉本体在密相区与稀相区的结合部连接；在多风室布风装置与气化炉本体之间的出渣口连接有出渣装置；稀相区上部侧壁设有合成气出口；气化介质发生装置包括富氧制备装置和/或水蒸气发生装置；多风室布风装置采用圆锥形或倒圆锥形布风方式。本发明可有效实现煤、木质纤维素及城市生活垃圾的共气化，有效利用煤与生物质的协同效应，具有原料适应性广，气化速度快、排渣残碳少、污染物易于控制等优势。

主权项

一种煤与生物质共气化制备合成气系统制备合成气的工艺，其特征在于，所述煤与生物质共气化制备合成气系统，包括进料装置(1)、气化炉本体(2)和气化介质发生装置(5)；气化炉本体(2)由下部密相区和上部稀相区组成，上部稀相区与下部密相区之间通过一个喉部区域连接，在密相区的底部布置有多风室布风装置(3)，多风室布风装置(3)由两个相互封闭的环形风室组成，其上布置有圆锥形的倾斜布风板；多风室布风装置(3)与气化介质发生装置(5)出口相连结；进料装置(1)与气化炉本体(2)在稀相区与喉部区域的结合部连接；在多风室布风装置(3)与气化炉本体(1)之间的出渣口连接有出渣装置(4)；稀相区上部侧壁设有合成气出口；气化介质发生装置(5)包括富氧制备装置和/或水蒸气发生装置；多风室布风装置(3)采用倒圆锥形布风方式与气化炉密相区渐缩结构相配合；多风室布风装置(3)由两个紧密连接且内部空间相互独立的第一风室(32)和第二风室(33)组成；第一风室(32)和第二风室(33)为环形互相嵌套；布风板上安装有多个定向风帽(31)，所述定向风帽(31)由一个一端封闭的圆管加工而成，在靠近封闭端的管壁侧面有两个出风孔，在同一水平面内，两个出风孔相互呈40～120°夹角布置；定向风帽(31)在布风板上呈中心对称分布，其出风孔沿布风板圆周方向呈顺时针或逆时针布置，其两个出风孔中心线的角平分线与布风板圆周切线外侧方向有10～40°的夹角，使气化炉本体(2)底层床料能够沿螺旋线由中心向外侧运动；进料装置(1)的入口连接有料仓；所述料仓，用于存储预处理后的生物质与煤的混合物；所述生物质为木质纤维素类生物质或城市生活垃圾；所述木质纤维素类生物质为农业秸秆类废弃物、农作物加工废弃物、木材及林产品加工废弃物中的一种或几种；所述煤为褐煤或烟煤中一种或两种；富氧制备装置采用膜分离制氧或变压吸附制氧；倒圆锥形布风板的倾斜角度为11°‑20°；所述工艺包括以下步骤：1)对生物质进行预处理；2)然后将预处理后的生物质输运至料仓与粒径为5‑10mm的煤粉以1:3～3:1的质量比例混合均匀形成混合物后进入气化炉本体(2)；3)气化介质发生装置(5)产生气化介质从气化炉底部的多风室布风装置(3)进入气化炉本体(2)内与生物质与煤粉的混合物反应生成合成气；其中，对于生物质为木质纤维素类生物质的情况：步骤1)中所述预处理为：在隔绝空气、温度范围为200‑350℃，烘焙处理时间为60‑200min，烘焙后破碎至3‑8mm；步骤3)中气化介质发生装置(5)中富氧制备装置产生的富氧从外围的第二风室进入气化炉本体(2)内，富氧浓度为25％‑31％，气化当量比为0.15‑0.30；水蒸气发生装置产生的水蒸气从中心的第一风室进入气化炉本体(2)内，气化炉本体(2)内水蒸气与混合物的质量比为0.15‑0.8：1；对于生物质为城市生活垃圾类生物质的情况：步骤1)中所述预处理为破袋、将渣土类物质筛分后破碎至5‑10mm；步骤3)中气化介质发生装置(5)中富氧制备装置产生的富氧从气化炉底部的第二风室(33)和第一风室(32)的布风板进入气化炉本体(2)内，富氧浓度为25％‑31％，气化炉本体(2)内气化当量比为0.15‑0.35；步骤2)中生物质与煤粉以1:1的质量比混合。