一种生物质管式气流床气化系统技术方案

本技术公开了一种生物质管式气流床气化系统，包括第一气化炉、第二气化炉、第三气化炉与燃烧器；所述的第一气化炉和第二气化炉上均开设有原料进口、气化剂进口和载气进口，所述的第一气化炉和第二气化炉的第一出口均与所述的第三气化炉的第一进口连接；利用多个管式气化炉的组合，提升生物质资源化处理的转化效率，同时通过合理的余热回收来实现能量的梯级利用。相较于现有的气化炉，一方面可采用外加热的形式来实现生物质的水蒸气气化，显著提高产出气的热值和原料的转化率，另一方面通过套管换热的模式可以实现能量的梯级利用，从而提高整个工艺能效，解决了现有技术中的气化炉的原料转化率低、能效低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于固废/生物质热解气化领域，涉及一种气化炉，具体是一种生物质管式气流床气化系统。

技术介绍

1、生物质能源属于零碳燃料，是一种理想的可再生能源，具有绿色、低碳、清洁等特点，可通过发电、供热、供气等方式，广泛应用于工业、农业、交通、生活等多个领域，是其他可再生能源无法替代的。

2、气化是生物质能高层次利用的良好途径。生物质气化是指将固体生物质加热，在气化剂（空气、氧气或水蒸气）的作用下使生物质裂解，变成小分子量的co、h2、ch4等可燃性气体。气流床气化是一种并流式气化，具有原料适应性强、碳转化率低、物料停留时间短、烟气净化处置简单、产出气中有效成分高等技术特点。近年来的研究显示，生物质高温气流床气化制取合成气不仅能够进行大规模的商业运作，而且还能使生物质高效转化，且合成气中焦油含量少、灰分少，正在成为国内外生物质气化研究的焦点。

3、而现有的气化炉多为塔式气化炉，由于本身设备结构的限制，无法通过外供热源来为原料气化提供热量，只能通过原料在氧气或空气气氛下氧化来为原料提供热量，减少了产出气中可燃气的产量，另外，现有的气化工艺气化温度较低（800~950℃），原料的转化率低于90%，产出气中会有部分焦油，容易造成管路堵塞等。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于，提供一种生物质管式气流床气化系统，以解决现有技术中的气化炉的原料转化率低、能效低的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案予以实现：

3、一种生物质管式气流床气化系统，包括第一气化炉、第二气化炉、第三气化炉与燃烧器；

4、所述的第一气化炉和第二气化炉上均开设有原料进口、气化剂进口和载气进口，所述的第一气化炉和第二气化炉的第一出口均与所述的第三气化炉的第一进口连接；

5、所述的第三气化炉第一出口与所述的第一气化炉的第一进口连接，所述的第三气化炉第二出口与第二气化炉的第一进口连接；

6、所述的第一气化炉的第二出口上连接有气固分离器，所述的气固分离器的出口与所述的燃烧器的进口连接，所述的燃烧器的出口与所述的第三气化炉的第二进口连接。

7、本技术还包括以下技术特征：

8、所述的第二气化炉的第二出口上连接有烟囱。

9、所述的第一气化炉、第二气化炉与第三气化炉均管式气化炉。

10、所述第一气化炉采用直管或u型弯管式气化炉，第二气化炉为弯管式气化炉，所述第三气化炉采用单程倒u型弯管或多程倒u型弯管式气化炉。

11、所述第一气化炉第一出口、第二气化炉第一出口的温度均为550~950℃，压力均为0.1mpa~1.0mpa；所述的第一气化炉第二出口的出口温度为80℃~120℃，所述的第二气化炉第二出口的出口温度为100℃~150℃。

12、所述的燃烧器出口温度范围是为1400℃~1600℃。

13、所述的第三气化炉的第二出口上连接有外部的去余热回收装置。

14、所述的气固分离器采用布袋除尘器。

15、所述的第一气化炉1生物质进料量约占总进料量的40~60%，进料时速为25m/s~50m/s。

16、本技术与现有技术相比，有益的技术效果是：

17、（ⅰ）本技术中利用多个管式气化炉的组合，提升生物质资源化处理的转化效率，同时通过合理的余热回收来实现能量的梯级利用。相较于现有的气化炉，一方面可采用外加热的形式来实现生物质的水蒸气气化，显著提高产出气的热值和原料的转化率，另一方面通过套管换热的模式可以实现能量的梯级利用，从而提高整个工艺能效，解决了现有技术中的气化炉的原料转化率低、能效低的技术问题。

18、（ⅱ）通过将原料分为两股来回收高温气化气和烟气的余热，来尽可能减少外部热源的输入，从而提高整个工艺的能效及经济性；

19、（ⅲ）采用水蒸气气化，产生的合成气中co+h2的含量可达85%以上，h2含量40%以上，可燃气热值较高。

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【技术保护点】

1.一种生物质管式气流床气化系统，包括第一气化炉(1)、第二气化炉(2)、第三气化炉(3)与燃烧器(4)，其特征在于，所述的第一气化炉(1)和第二气化炉(2)上均开设有原料进口、气化剂进口和载气进口，所述的第一气化炉(1)和第二气化炉(2)的第一出口均与所述的第三气化炉(3)的第一进口连接；

2.如权利要求1所述的生物质管式气流床气化系统，其特征在于，所述的第二气化炉的第二出口上连接有烟囱(5)。

3.如权利要求1所述的生物质管式气流床气化系统，其特征在于，所述的第一气化炉(1)、第二气化炉(2)与第三气化炉(3)均管式气化炉。

4.如权利要求1所述的生物质管式气流床气化系统，其特征在于，所述第一气化炉(1)采用直管或U型弯管式气化炉，第二气化炉(2)为弯管式气化炉，所述第三气化炉(3)采用单程倒U型弯管或多程倒U型弯管式气化炉。

5.如权利要求1所述的生物质管式气流床气化系统，其特征在于，所述第一气化炉(1)第一出口、第二气化炉(2)第一出口的温度均为550～950℃，压力均为0.1MPa～1.0MPa；所述的第一气化炉(1)第二出口的出口温度为80℃～120℃，所述的第二气化炉(2)第二出口的出口温度为100℃～150℃。

6.如权利要求1所述的生物质管式气流床气化系统，其特征在于，所述的燃烧器(4)出口温度范围是为1400℃～1600℃。

7.如权利要求1所述的生物质管式气流床气化系统，其特征在于，所述的第三气化炉(3)的第二出口上连接有外部的去余热回收装置。

8.如权利要求1所述的生物质管式气流床气化系统，其特征在于，所述的气固分离器(10)采用布袋除尘器。

9.如权利要求1所述的生物质管式气流床气化系统，其特征在于，所述的第一气化炉(1)生物质进料量约占总进料量的40～60％，进料时速为25m/s～50m/s。

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【技术特征摘要】

1.一种生物质管式气流床气化系统，包括第一气化炉(1)、第二气化炉(2)、第三气化炉(3)与燃烧器(4)，其特征在于，所述的第一气化炉(1)和第二气化炉(2)上均开设有原料进口、气化剂进口和载气进口，所述的第一气化炉(1)和第二气化炉(2)的第一出口均与所述的第三气化炉(3)的第一进口连接；

2.如权利要求1所述的生物质管式气流床气化系统，其特征在于，所述的第二气化炉的第二出口上连接有烟囱(5)。

3.如权利要求1所述的生物质管式气流床气化系统，其特征在于，所述的第一气化炉(1)、第二气化炉(2)与第三气化炉(3)均管式气化炉。

4.如权利要求1所述的生物质管式气流床气化系统，其特征在于，所述第一气化炉(1)采用直管或u型弯管式气化炉，第二气化炉(2)为弯管式气化炉，所述第三气化炉(3)采用单程倒u型弯管或多程倒u型弯管式气化炉。

5.如权利要求1所述的生物质管式...

【专利技术属性】
技术研发人员：康雪，刘强，郭婷，汪涛，胡波，张瑾，田玉宝，王派风，
申请(专利权)人：西安联创分布式可再生能源研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：