本发明专利技术公开了一种生物质气化生成化工合成气的方法及制备所得的化工合成气，将生物质原料制成颗粒后用两段式固定床上吸式气化炉气化，气化炉干燥层温度为120～275℃，热解层温度为275～600℃，燃烧层温度为800～1000℃，以氧气和水蒸气的混合气体为气化剂，制得生物质粗燃气后经过除尘、除焦、洗涤、脱硫等工艺净化后，制得气体成分、硫含量、灰分含量和焦油含量都满足氨和尿素等化工业原料要求的化工合成气。本发明专利技术以生物质为原料生产化工合成气来代替天然气作为化工原料气，其气化效率高达84%，碳转化率高达90%，1Kg生物质原料颗粒可气化生成约1.5Nm3的化工合成气，为氨和尿素等化工产品合成企业提供了新的原料来源。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种生物质气化生成化工合成气的方法及制备所得的化工合成气，将生物质原料制成颗粒后用两段式固定床上吸式气化炉气化，气化炉干燥层温度为120～275℃，热解层温度为275～600℃，燃烧层温度为800～1000℃，以氧气和水蒸气的混合气体为气化剂，制得生物质粗燃气后经过除尘、除焦、洗涤、脱硫等工艺净化后，制得气体成分、硫含量、灰分含量和焦油含量都满足氨和尿素等化工业原料要求的化工合成气。本专利技术以生物质为原料生产化工合成气来代替天然气作为化工原料气，其气化效率高达84%，碳转化率高达90%，1Kg生物质原料颗粒可气化生成约1.5Nm3的化工合成气，为氨和尿素等化工产品合成企业提供了新的原料来源。【专利说明】生物质气化生成化工合成气的方法及生物质化工合成气
本专利技术的实施方式涉及含纤维素物料的干馏和混合气的生成及净化，更具体地，本专利技术的实施方式涉及一种用生物质材料制备能够用于化工业的化工合成气的方法。
技术介绍
研究资料表明，2012年我国达天然气产量1077亿m3，市场缺口仍然超过600亿m3以上；未来20年，国内产量可增加到1200亿m3/年，我国天然气供应量只能达到需求量的50%左右，因此将从国外如俄罗斯等国家进口天然气或者液化天然气(LNG)来填补市场的缺口。根据对国内天然气资源的预估，我国天然气资源只能使用70-80年，可以预见，本世纪内我们不得不面临天然气枯竭这一状况。另外，随着化工行业的发展，合成氨、尿素等企业对天然气的需求逐步增大，化工行业的原料问题有三种解决途径:一是继续争取增加天然气的供应量，二是改用煤或者油为原料，三是寻求其它原料，显然，就目前的形式来看，途径一和途径二我国都没有资源优势，因此，途径三是未来化工行业原料的首选。生物质(农作物秸杆、稻壳、蒿草、薪柴、林业加工废弃物等)能亦称“绿色能源”，它随生物再生而再生，可保证能源永续利用；它低污染，可有效地减轻温室效应；它分布广，可弥补地域性煤炭缺少的不足；它储量多，据估算，生物质能源的年生产量相当于目前世界总能耗的10倍(而真正作为能源的利用率还不到1%)。专家预测，生物质能必将成为未来可持续能源系统的重要组成部分，到本世纪中叶，用新技术生产的各种生物质能将占全球总能耗的40%以上。在我国，政府及有关部门对生物质能源利用极为重视，己连续在四个国家五年计划将生物质能利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展生物质能利用技术的研究与开发，如生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等。但生物质原料气化制成生物质燃气代替用天然气生`产的化工混合原料气的生产技术还是一片空白。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种生物质气化生成化工合成气的方法的实施方式，以解决化工混合原料气资源紧缺和枯竭面临的能源供需差距大的问题，用生物质原料气化制成生物质燃气来代替化工混合原料气，既解决能源紧缺问题，又改善环境。为解决上述的技术问题，本专利技术的一种实施方式采用以下技术方案:一种生物质气化生成化工合成气的方法，包括生物质气化原料的制备、生物质气化、燃气净化，具体步骤如下:(I)将生物质原料制成直径为25~35mm、长度为50~IOOmm的颗粒；(2)将制成颗粒的生物质原料投入气化炉中热解气化，控制气化炉干燥层温度为120~275°C，热解层温度为275~600°C，燃烧层温度为800~1000°C，气化过程中以氧气和水蒸气的混合气体为气化剂，制成生物质粗燃气；(3)将生物质粗燃气送入旋风除尘器中除尘，然后送入热交换器中用软化水换热后送入串联电捕焦器中除去焦油和粉尘，所得生物质粗燃气焦油含量< 0.lmg/Nm3 ；(4)将除去焦油和粉尘的生物质粗燃气送入洗涤塔中洗涤，除去生物质粗燃气中的细微游离杂质，所得生物质粗燃气灰分含量< lmg/Nm3 ；(5)将洗涤完成的生物质粗燃气导入汽水分离器中除去游离水分，获得生物质成品燃气，然后进入储气罐；(6)将储气罐中的生物质成品燃气通过干法脱硫和精脱硫组合脱硫方式脱硫至H2S ( 0.lmg/Nm3，所述干法脱硫以氧化铁为脱硫剂，所述精脱硫以钴钥加氢为催化剂、以氧化锌为脱硫剂。更进一步的技术方案是:所述气化炉为两段式固定床上吸式气化炉。更进一步的技术方案是:所述氧气通过变压吸附制氧机VPSA分离制备，所述变压吸附制氧机VPSA以活性氧化铝和沸石分子筛为吸附剂，所述沸石分子筛位于活性氧化铝上方。更进一步的技术方案是:所述气化炉内保持常压，所述氧气的供氧速率为氧气在燃烧层上表层处被完全利用。更进一步的技术方案是:所述串联电捕焦器是用两个电捕焦器串联形成，所述两个电捕焦器都采用30000~40000V高压静电除焦。更进一步的技术方案是:所述精脱硫通过一台钴钥脱硫反应器和两台ZnO脱硫反应器串联或者并联完成。一种生物质化工合成气，包含以体积分数计的以下组分:CO2 4~20%、C018~20%、H2 40~50%、N2 22~23%、O2 0~0.1%、CH4和Ar共0~3% ;所述生物质化工合成气的硫含量< 0.lmg/Nm3,灰分含量< lmg/Nm3，焦油含量< 0.lmg/Nm3。与现有技术相比，本专利技术的有益效果之一是:本专利技术以生物质为原料生产化工合成气来代替天然气作为化工原料气，其气化效率高达84%，碳转化率高达90%，IKg生物质原料颗粒可气化生成约1.5Nm3的化工合成气，为氨和尿素等化工产品合成企业提供了新的原料来源，解决了天然气能源供不应求的危机，为节能减排、能源可持续发展树立了新的典范。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术使用的两段式固定床上吸式气化炉的结构示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。 将生物质如农作物秸杆、稻壳、蒿草、薪柴、林业加工废弃物等作为生物质原料，利用生物质原料冷态致密成型技术，通过压缩成型，将生物质原料制成直径为25~35_，长度为50~IOOmm的颗粒，不但解决了生物质原料运输、存储等难题，还极大的提高了生物质原料在气化炉中的气化强度。采用生物质冷态致密成型技术将生物质原料制成颗粒的工艺流程如下:将生物质原料破碎、打包、干燥、粉碎、成型，然后进行冷却和储存。生物质原料被制备成颗粒后，将该原料从两段式固定床上吸式气化炉的炉顶部加入炉内。如图1所示，气化炉的炉腔分为干燥层101、热解层102和燃烧层103三段，生物质原料加入该气化炉时，需要控制该气化炉的干燥层温度为120~275°C，热解层温度为275~600°C，燃烧层温度为800~1000°C。实际上上述干燥层101、热解层102和燃烧层103的界限难以明确划分，各阶段存在一定的交叉，各阶段的温度范围也存在一定的交叉，在控制气化炉的内部温度时，只要控制气化炉各层主体温度范围和温度从上到下的递增趋势即可。从该气化炉底部通入气化剂，该气化剂为氧气和水蒸气的混合气体，对生物质原料进行热解气化，炉内保持常压，在气化炉的燃烧层上表层处，保证氧气被完全燃烧，消耗殆尽，因此经过热解层气体为无氧气体，为后本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物质气化生成化工合成气的方法，其特征在于：包括生物质气化原料的制备、生物质气化、燃气净化，具体步骤如下：（1）将生物质原料制成直径为25～35mm、长度为50～100mm的颗粒；（2）将制成颗粒的生物质原料投入气化炉中热解气化，控制气化炉干燥层温度为120～275℃，热解层温度为275～600℃，燃烧层温度为800～1000℃，气化过程中以氧气和水蒸气的混合气体为气化剂，制成生物质粗燃气；（3）将生物质粗燃气送入旋风除尘器中除尘，然后送入热交换器中用软化水换热后送入串联电捕焦器中除去焦油和粉尘，所得生物质粗燃气焦油含量≤0.1mg/Nm3；（4）将除去焦油和粉尘的生物质粗燃气送入洗涤塔中洗涤，除去生物质粗燃气中的细微游离杂质，所得生物质粗燃气灰分含量≤1mg/Nm3；（5）将洗涤完成的生物质粗燃气导入汽水分离器中除去游离水分，获得生物质成品燃气，然后进入储气罐；（6）将储气罐中的生物质成品燃气通过干法脱硫和精脱硫组合脱硫方式脱硫至H2S≤0.1mg/Nm3，所述干法脱硫以氧化铁为脱硫剂，所述精脱硫以钴钼加氢为催化剂、以氧化锌为脱硫剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王华峰，陈泉，贺恒鲁，
申请(专利权)人：绵阳通美能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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