[实用新型]以热载体为基础的气化燃烧及催化剂再生联合循环系统

说明书

技术领域

本实用新型属于双流化床生物质气化设备领域，特别涉及一种以热载体为基础的气化燃烧及催化剂再生联合循环系统。

背景技术

目前的生物质气化技术多采用固定床气化方式，随着流化床技术的发展，采用流化床气化的研究也在长足的发展，另外移动床、气流床等气化方式也在研究和发展阶段，这些气化方式有一个共同点，就是气化燃烧发生在同一个反应器内，就需要通入空气或者氧气等气化剂使燃料进行部分燃烧，从而获得气化反应所需的温度。如果采用空气气化，由于大量惰性气体氮气的存在，从而使燃气稀释，极大地降低了燃气品质，虽然可以通过分离提纯的方法获得高品质的燃气，代价较高。采用氧气做气化剂也能获得较高品质的蒸汽，但同样存在投资成本高的问题。关于双流化国内也有很多的研究和报道，比如美国的Battelle生物质示范项目、中国大连理工大学、浙江大学、中科院等科研院所及科研项目也都进行过或者正在进行双流化床的研究，并提出过一些基于热载体循环的流化床气化设计思想。

中国发明专利200410081018.5提出了一种双循环流化床煤气-蒸汽联产方法及装置，其特点在气化炉和燃烧器之间设置了一个热灰分配装置，由于煤等燃料会分含量较小，单传依靠灰分做热载体很难满足气化炉热量要求，而本装置又设置了热灰分配装置，更进一步减小了气化炉热量的供给。此发明背景部分提到的鼓泡床气化炉灰分颗粒的扬析问题，也没能在发明中得到很好的解决。此发明专利对中国发明专利92100503.2、中国发明专利92100912.7、中国实用新型专利01230778.5进行了较为详细的概述，并对上述专利中存在的一些不足做了相关说明。在催化剂技术越来越成熟的今天，催化剂的应用越来越受到人们的关注，催化剂能降低气化反应温度、催化裂解焦油气体，提高燃气品质，这些专利均未考虑催化剂的使用。

中国发明专利03133799.6提出了一种固体热载体催化气化生物质制取富氢气体的方法，本方法存在两点不足，1)由于采用移动床气化，气固接触以及固固接触均不良好，影响气化效果，这点也在中国发明专利200410081018.5背景部分提到过；2)热载体兼做催化剂，与生物质直接接触，虽然具有催化功能的热载体在提升管中的积碳能得到部分解决，但是还是并不能很好的解决催化剂由于积碳造成的催化剂失活的问题，且很难采用效果较好、价格较为昂贵的催化剂。

中国实用新型专利200920098654.7提出了一种固体热载体垃圾热解气化装置，本装置的特点是将双床气化应用于垃圾燃料方面，以及采用燃烧器的热量加热软水，来供应气化炉气化用气，其装置类似于发明专利92100503.2。

中国实用新型专利201020277492.6提出了一种流化床粉煤气化与固体热载体热解耦合汽油联产装置。该装置类似于中国发明专利200410081018.5，属于双流化床技术在焦油和燃气联产方面的具体应用。该专利中提到传统固体热载体热存在效率不高的问题。

发明内容

本实用新型专利提出了一种以热载体为基础的气化燃烧以及催化剂再生联合循环系统，不仅实现了传统热载体气化系统燃烧气化及独立又相互关联运行，生产较高品质燃气的目的，而且实现了焦油催化裂解以及燃气的二次转化，并通过高效催化剂的使用从而使固体热载体的热效率得到极大的提高。

本实用新型采用的技术方案为：

气化炉分为上部的气化炉催化裂解部分和下部的气化炉气化部分，上下两部分之间设置气化炉中部布风板；气化炉催化裂解部分的上端通过管道与气化炉旋风分离器连接；气化炉旋风分离器的顶端设置燃气出口，下端设置排灰口；气化炉气化部分的侧壁上设置管道，与螺旋给料器连接；气化炉气化部分的底部为气化炉风室，并设置气化炉底部布风板；燃烧器的顶部出口端与热载体旋风分离器连接；热载体旋风分离器的上端与主排烟管道连接，下端与热载体下降管连接后伸入气化炉气化部分内；气化炉气化部分通过管道及热载体返料器与燃烧器连接；催化剂再生反应器的顶部出口端与催化剂旋风分离器连接；催化剂旋风分离器的上端与主排烟管道连接，下端与催化剂下降管连接后伸入气化炉催化裂解部分内；气化炉催化裂解部分通过管道及催化剂返料器与催化剂再生反应器连接。

所述气化炉底部布风板可采用风帽布置方式，或采用多孔板型布风板，或采用其他形式的布风板，目的是使生物质等燃料与热载体之间良好接触，发生强烈的热交换，从而进行快速的热解气化反应；气化炉中部布风板采用风帽布置方式，燃气等混合气体从风帽中喷出，与具有高催化活性的催化剂充分接触，使燃气发生二次转化，焦油得到催化裂解。