一种生物质气化制液化石油气的系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种生物质气化制液化石油气的系统及其方法，该系统包括依次连接的热解反应装置、气化反应装置、旋风分离装置、热量回收装置、降温除杂装置、冷凝装置、焦油去除装置、过滤装置、费托合成反应装置和精馏分离装置；热量回收装置用于将从旋风分离装置出来的气化气作为气化剂的加热热源。本发明专利技术的系统充分利用气化气高品质热量，将低热值、低附加值的生物质废弃物通过依次进入热解反应装置、气化反应装置、旋风分离装置等多个装置进行反应，最终制得高热值、高附加值的液化石油气，提高了燃料的能量密度。本发明专利技术的方法，无需通过加氢催化裂解方式制得，其制得的液化石油气组成简单，纯度更高。纯度更高。纯度更高。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质气化制液化石油气的系统及其方法


[0001]本专利技术涉及一种生物质气化制液化石油气的系统及其方法。

技术介绍

[0002]随着人类社会的发展，能源消耗量不断攀升，同时在使用化石燃料过程中产生的大量氮氧化物、硫氧化物、二氧化碳给环境带来了严重影响。生物质(如秸秆、麦秆、木屑、谷壳等农业废弃物)是一种可转化为液体燃料的可再生资源。
[0003]目前生物质制油工艺主要有液化。液化过程分为直接液化和间接液化，以得到生物油为目的快速热解也属于一种液化工艺。生物质通过热解转变为热解气体、热解生物油、热解炭等。其中，热解生物油主要为富含氧的酚类、酮类、醛类及醇类化合物，组成复杂，分离难度大，仅能作为低热值燃料油。而且，热解生物油的物理和化学性质稳定性差，在自然条件下存放极易氧化变质。在现有技术中，生物质通过热解过程制生物油过程中，对生物油的收集和冷却设备提出高要求。生物质在发生快速热解反应后，热解产物离开反应器时温度约400～500℃，此时热解产物大多为气态，在后续流动过程中会在管道及设备表面发生冷凝，并与固体颗粒(如热解炭)一并发生粘结最后造成管道及设备的堵塞，影响连续操作，不利于技术工业化和规模化。
[0004]利用间接液化技术，将生物质先进行气化，获得由CO和H2为主要成分的气化气，再经过催化剂作用下的费托合成过程，可产生液化石油气(液化石油气)。液化石油气(液化石油气)作为一种高热值的液体燃料，是理想的碳中性绿色燃料，可将用作城市交通和民用燃料。现阶段，液化石油气主要来源于以烷烃为主的油田伴生气和石油精炼过程中的副产物。以生物质作为原料制备液体燃料
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液化石油气具有重要的实际应用价值，同时保护环境。
[0005]CN 202272847 U专利将生物质通过炭化
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气化炉产生可燃气，再分别经冷却装置、油水分离器等设备制得生物质油。该专利不足之处在于：制得的生物质油组成复杂，热值低，难以直接作为化工产品进行利用。
[0006]CN 104629786 B专利通过快速热解得到生物油。以被加热后的沙子、陶瓷球或粉煤灰等惰性固体颗粒作为热载体，将生物质废弃物在1～2s内被加热到500℃以上，进行裂解反应产生热解气，再经过冷凝得到生物油和不可凝气体。不可凝气体经燃烧产生的烟气作为被循环使用的热载体的加热热源。该专利不足之处在于：可燃液体组成复杂，产率低，热值低。在旋风分离器中将生物炭和循环使用的热载体进行分离存在困难。
[0007]CN 110540856 B本专利采用热解和生物焦油加工的技术，将生物质转化为液体燃料。生物质原料先经过热解反应产生生物焦油，接着将生物焦油与烃油混合后进行一次加氢反应和一次蒸馏取得轻质生物油，最后通过二次加氢催化裂解和二次蒸馏等过程制得液体燃料。该专利不足之处在于：需要额外的氢气和烃油，增加燃料成本；且制得的液体燃料组成复杂，难以直接分离为化工产品进行利用。
[0008]专利CN 202272847 U、CN 104629786 B制得的生物热解焦油含有酚类、酮类、醛类及醛类与醇类化合物，CN 110540856 B制得的生物液体燃料含有干气、乙烯、液化气、丙烯、
苯、甲苯、二甲苯、芳烃等，组成均较为复杂。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决的技术问题是为了解决现有技术中制得的液体燃料的组成复杂，产率低，热值低，难以直接分离为化工产品进行利用的问题，提供了一种生物质气化制液化石油气的系统及方法，本专利技术的系统充分利用气化气高品质热量，将低热值、低附加值的生物质废弃物通过依次进入热解反应装置、气化反应装置、旋风分离装置等多个装置进行反应，最终制得高热值、高附加值的液化石油气。本专利技术的生物质气化制液化石油气的方法，产生具有合适H2/CO比例的气化气，无需通过加氢催化裂解方式，其制得的液化石油气组成简单，纯度高。
[0010]一种生物质气化制液化石油气的系统，其包括依次连接的热解反应装置、气化反应装置、旋风分离装置、热量回收装置、降温除杂装置、冷凝装置、焦油去除装置、过滤装置、费托合成反应装置和精馏分离装置；
[0011]并且，所述热量回收装置的第一通道入口和一气化剂原料管道连接，所述热量回收装置的第一通道出口和所述气化反应装置的气化剂进料口连接；所述热量回收装置的第二通道入口和所述旋风分离装置的气体出口连接，所述热量回收装置的第二通道出口和所述降温除杂装置的入口连接；用于将从所述旋风分离装置出来的气化气作为所述气化剂的加热热源；
[0012]所述热解反应装置用于将生物质原料进行热裂解反应；
[0013]所述气化反应装置用于将所述热裂解反应的产物进行所述气化反应，得到所述气化气；
[0014]所述旋风分离装置用于去除所述气化气中的粉尘；
[0015]所述降温除杂装置用于脱除所述气化气中的粉尘和焦油，净化所述气化气；
[0016]所述冷凝装置用于脱除从所述降温除杂装置出来的所述气化气中的水汽。
[0017]所述焦油去除装置用于进一步去除从所述冷凝装置出来的所述气化气中的粉尘和焦油；
[0018]所述过滤装置用于过滤所述焦油去除装置出来的所述气化气中的剩余水汽和杂质；
[0019]所述费托合成反应装置用于对从所述过滤装置出来的所述气化气进行费托合成反应；
[0020]所述精馏分离装置用于对所述费托合成反应的产物进行精馏分离。
[0021]本专利技术中，所述热解反应装置可为本领域常规，较佳地为热解筒。
[0022]本专利技术中，所述气化反应装置可为本领域常规，较佳地为气化炉；更佳地，所述气化炉中设有炉排，所述炉排上用于支撑碳层，用于对所述气化反应后的反应产物进行还原反应和脱焦油；更佳地，所述气化炉的底部与灰斗连通，所述灰斗用于收集、冷却并排出所述气化炉中产生的灰渣；更佳地，所述热解反应装置的出口与所述气化炉的顶部进料口连接。
[0023]本专利技术中，所述热量回收装置可为本领域常规，例如为预热器，较佳地为管壳式换热器。
[0024]本专利技术中，所述旋风分离装置可为本领域常规，较佳地为旋风分离器。
[0025]本专利技术中，所述降温除杂装置可为本领域常规，较佳地为喷淋塔。
[0026]本专利技术中，所述冷凝装置可为本领域常规，较佳地为冷凝器。从所述冷凝装置出来的气化气仍是气体状态。
[0027]本专利技术中，所述焦油去除装置可为本领域常规，较佳地为电捕焦油器。
[0028]本专利技术中，所述过滤装置可为本领域常规，较佳地为过滤器，所述过滤器较佳地包括两层过滤，上层过滤的滤芯较佳地为活性炭，下层过滤的滤芯较佳地为干燥剂。
[0029]本专利技术中，所述费托合成反应装置可为本领域常规，较佳地为催化反应器；所述催化反应器的壳层更佳地还与鼓风机出口连接，所述鼓风机用于给所述催化反应器的壳层通入空气对所述催化反应器进行降温；
[0030]更佳地，所述生物质气化制液化石油气的系统还包括依次连接的缓冲罐、压缩机和电加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质气化制液化石油气的系统，其特征在于，其包括依次连接的热解反应装置、气化反应装置、旋风分离装置、热量回收装置、降温除杂装置、冷凝装置、焦油去除装置、过滤装置、费托合成反应装置和精馏分离装置；并且，所述热量回收装置的第一通道入口和气化剂原料管道连接，所述热量回收装置的第一通道出口和所述气化反应装置的气化剂进料口连接；所述热量回收装置的第二通道入口和所述旋风分离装置的气体出口连接，所述热量回收装置的第二通道出口和所述降温除杂装置的入口连接；用于将从所述旋风分离装置出来的气化气作为所述气化剂的加热热源；所述热解反应装置用于将生物质原料进行热裂解反应；所述气化反应装置用于将所述热裂解反应的产物进行所述气化反应，得到所述气化气；所述旋风分离装置用于去除所述气化气中的粉尘；所述降温除杂装置用于脱除所述气化气中的粉尘和焦油，净化所述气化气；所述冷凝装置用于脱除从所述降温除杂装置出来的所述气化气中的水汽；所述焦油去除装置用于进一步去除从所述冷凝装置出来的所述气化气中的粉尘和焦油；所述过滤装置用于过滤所述焦油去除装置出来的所述气化气中的剩余水汽和杂质；所述费托合成反应装置用于对从所述过滤装置出来的所述气化气进行费托合成反应；所述精馏分离装置用于对所述费托合成反应的产物进行精馏分离。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热解反应装置为热解筒。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述气化反应装置为气化炉，较佳地，所述气化炉中设有炉排，所述炉排上用于支撑碳层；较佳地，所述气化炉的底部与灰斗连通，所述灰斗用于收集、冷却并排出所述气化炉中产生的灰渣；较佳地，所述热解反应装置的出口与所述气化炉的顶部进料口连接。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热量回收装置为预热器，较佳地为管壳式换热器；和/或，所述旋风分离装置为旋风分离器；和/或，所述降温除杂装置为喷淋塔；和/或，所述冷凝装置为冷凝器；和/或，所述焦油去除装置为电捕焦油器；和/或，所述过滤装置为过滤器，所述过滤器较佳地包括两层过滤，上层过滤的滤芯为活性炭，下层过滤的滤芯为干燥剂。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述费托合成反应装置为催化反应器；所述催化反应器的壳层较佳地还与鼓风机出口连接，所述鼓风机用于给所述催化反应器的壳层通入空气对所述催化反应器进行降温；较佳地，所述生物质气化制液化石油气的系统还包括依次连接的缓冲罐、压缩机和电加热器，所述缓冲罐的进料口和所述过滤装置的出气口连接，所述电加热器的出料口和所述催化反应器的进料口连接，所述缓冲罐用于对从所述过滤装置出来的所述气化气进行缓存，所述缓冲罐的顶部进口和下部出口之间通过循环风机进行连接，所述压缩机用于将从
所述缓冲罐的中部出口流出的所述气化气进行压缩；所述电加热器用于对从所述压缩机出来的所述气化气进行预热。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述精馏分离装置为精馏塔；所述精馏塔的塔顶冷凝器...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙立，茹斌，郭泗勇，曾志伟，戴贡鑫，宛政，程文丰，徐月亭，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：