[发明专利]一种生物油煤浆及其制备煤气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质的能源领域，特别涉及一种生物油煤浆及其制备煤气的方法。

背景技术

生物质是一种广泛和大量存在的可再生能源，与化石燃料相比，生物质是一种能量密度低，原料分散的能源，虽然生物质的气化技术比较成熟，但若用来生产氢气或合成气，则因原料收集和运输困难而不易达到规模化生产。此外，生物质气化多是在高温、高压条件下进行的，由此带来的诸如带压进料困难、灰分熔化所带来的排渣及碱金属和卤化物的高温腐蚀等问题都不易解决，而且，由生物质直接气化所得气体不够纯净，会给后续的重整或变换工艺带来不便。

相比之下，生物质热解技术发展迅速，由于热解在中温常压下进行，工艺操作相对简单，热解所得液体产物(生物质热解油或简称生物油)产率较高，运输方便，因此，热解便于在小地区范围内建立热解装置，从而对多个地区所得的生物质热解液可以进行集中利用。生物油根据物料和热解条件不同呈现不同的性质，一般情况下是一种棕黑色的粘性液体，成分复杂，主要是水、少量焦炭和近300种含氧有机化合物(有机酸、醛、酮、醇及芳烃等)，含氧量高，其热稳定性很差，加热至80～120℃左右就会成为海绵状胶体，不能用蒸馏的方法除去油中的水分，使其利用受到很大限制，人们正在通过各种途径对其进行改质以期达到利用的目的。

另一方面，对于煤粉直接气化制备合成气存在诸如进料困难，设备投资高等一系列的问题，因此，开展了水煤浆气化技术，水煤浆气化技术解决了进料难的问题，但水煤浆气化技术一方面耗水量过大，另一方面能耗也较高，因此，其应用也受到一定的限制。

目前的粉煤和水煤浆气化炉大多采用加压气流床气化工艺，加压气流床气化工艺是目前国际上较先进的气化技术之一，在对含碳氢化合物进行加压气化的气流床气化工艺中，原料以粉状或浆态的料液进入气化炉，气化剂作为原料的输送介质经过喷嘴将原料夹带并流进入气化炉，经过喷嘴的雾化作用，被雾化的原料在气化炉内和气化剂进行充分的混合，进而发生热解、燃烧和气化反应。该技术在煤气化领域已经比较成熟，目前世界上已经商业化的大型(250MW以上)电站都采用气流床，并且在代表性的工业化气流床气化炉中，均采用加压气化，如Shell，GSP、GEGP(即Texaco)、Prenflo和DOW气化炉及工艺，另外，国内还有华东理工大学开发的多喷嘴对置式气化炉、二段加氧水煤浆气化炉技术及航天炉等气化炉及工艺。其中，最具代表性的也是最先进的是以干煤粉为原料的Shell和以水煤浆为原料的Texaco气化炉工艺，Shell气化炉采用干煤粉进料，氧耗比水煤浆低15％；碳转化率高，可达99％，煤耗比水煤浆低8％；调节负荷方便，关闭一对喷嘴，负荷则降低50％；炉衬为水冷壁，据称其寿命为20年，喷嘴寿命为1年，其主要缺点是设备投资大于水煤浆气化技术，喷嘴寿命太短，气化炉及废热锅炉结构过于复杂，加工难度加大。Texaco气化炉采用水煤浆进料，水煤浆制备输送、计量控制简单、安全、可靠；设备国产化率高，投资省，其主要缺点是不同煤种的制浆浓度不同，因此，其对煤种的适应范围相对较Shell气化炉低；另一方面，因汽化煤浆中的水量要耗去入炉煤的8％，比干煤粉为原料氧耗高12％～20％，所以效率比较低，且水煤浆中由于含有大量的水而造成原料热值较低，因此，水煤浆的气化炉不宜采用水冷壁而采用耐火材料层，耐火材料层寿命有限，不能长期运行，造成设备投资较高；另外，需以低灰、低灰熔点煤为原料，高温操作，虽气化强度和气体品质较高，但氧耗高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种生物油煤浆及其制备煤气的方法。由于生物油本身具有较高的热值和含氧量，若能将生物油和煤粉混合制成易于流动和输送的生物油煤浆去气化炉气化，这样就十分有利于煤粉的气化，另一方面，由于生物油本身具有较高的热值，对于生物油煤浆的气化来说，可以在更高的温度下进行，因此，是可以采用水冷壁形式的气化炉的。将生物油与煤粉在适当添加剂的作用下按照一定比例制成生物油煤浆，制备的生物油煤浆易于流动，可用泵直接输送，并易于雾化和贮存，可广泛用作各种气化炉的气化原料，同时也可用于工业锅炉、电厂锅炉和工业窑炉上替代油或煤燃烧。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供的一种生物油煤浆，其特征在于：所述的生物油煤浆是由煤粉和生物油按照一定的比例搅拌或研磨混合制成；其中，煤粉的重量份比为20～80；生物油的重量份比为20～80。

所述的生物油煤浆中还包括添加剂，用于增加生物油煤浆的分散性或稳定性，其重量份比为0～5。