利用生物质制造合成气的复合循环式高温气化工艺方法

摘要

本发明涉及一种利用生物质制造合成气的复合循环式高温气化工艺方法，包括低温炭化、炭化制粉、高温气化、含碳灰渣的分离、合成气的净化处理、合成气的再循环利用。首先将生物质原料热解为热解气和木炭，将含有焦油的热解气送到高温气化炉的燃烧区发生不完全燃烧反应产生气化剂和热量；木炭被送到制粉机制成含碳粉状燃料，利用两级引射的合成气再循环将含碳粉状燃料输送到高温气化炉的还原区，与气化剂发生还原反应；净化处理产生的飞灰和残碳被合成气再循环送回高温气化炉的燃烧区。本发明解决了气流床无法气化生物质原料的技术难题，减少了木炭的损失，合成气中不含焦油，脱碳之前合成气中CO和H₂含量达到72％以上，气化效率80～84％，碳转化率达到99％以上。

主权项

1.一种利用生物质制造合成气的复合循环式高温气化工艺方法，包括低温炭化、炭化制粉、高温气化、含碳灰渣的分离、合成气的净化处理、合成气的再循环利用，其特征在于，具体步骤如下：a)将初步破碎和干燥的生物质原料输送到低温炭化装置，该装置采用自热和合成气再循环间接加热相结合，进行慢速热解反应，控制温升速率在0.1～1℃/秒，炭化温度控制在300～500℃；b)将热解反应产物分离为热解气和木炭，热解气直接送入高温气化炉，木炭送往制粉机制成含碳粉状燃料，再用输送气体将该含碳粉状燃料送到高温气化炉，输送气体采用合成气再循环，控制再循环合成气的温度，使含碳粉状燃料温度控制在100～500℃，固气比控制在0.3～0.8kg/Nm3；c)热解气在高温气化炉的燃烧区与氧化剂进行不完全燃烧反应生成气化剂，燃烧区平均温度控制在1300～1800℃，并使所有灰变成液态渣由燃烧区直接排出；燃烧反应生成的气化剂送入高温气化炉的还原区与由再循环合成气输送到高温气化炉还原区的含碳粉状燃料发生还原反应，将还原反应的温度控制在900～1300℃，生成主要含有CO和H2的合成气；d)还原区出口的合成气经过净化处理后对外输出，同时利用一部分合成气再循环将分离、净化处理过程产生的灰渣及残碳输送回高温气化炉的燃烧区。