[发明专利]一种用于生物质与焦油混合物的上吸式水蒸汽气化装置

权利要求书

1.一种用于生物质与焦油混合物的上吸式水蒸汽气化装置，其特征在于，该装置包括上吸式气化炉，所述上吸式气化炉由下至上依次分为氧化层、还原层、热解层、烘干层和混合区；所述上吸式气化炉上部设有燃气出口和进料口，顶部设有乳化后焦油水喷入口，氧化层底部设有空气接口；所述燃气出口连接有间接冷却器；所述氧化层和还原层交界处周向设有共同喷嘴接口，所述共同喷嘴接口跟加压水蒸汽接口连通，加压水蒸汽从氧化层和还原层交界处的共同喷嘴接口均匀喷入炉膛；所述乳化后焦油水喷入口用于输入含重质焦油水或含轻质焦油水。

2.根据权利要求1所述的用于生物质与焦油混合物的上吸式水蒸汽气化装置，其特征在于，所述共同喷嘴接口还跟含轻质焦油水接口连通。

3.根据权利要求1或2所述的用于生物质与焦油混合物的上吸式水蒸汽气化装置，其特征在于，所述混合区高度不低于2.0m，烘干层、热解层的高度均不低于4.0m，氧化层、还原层的高度均不低于1.0m。

4.根据权利要求1或2所述的用于生物质与焦油混合物的上吸式水蒸汽气化装置，其特征在于，所述乳化后焦油水喷入口为1-4个；所述氧化层和还原层交界处周向设有加压水蒸气和含轻质焦油雾化水的共同喷嘴接口为4-6个。

5.一种用于生物质与焦油混合物的上吸式水蒸汽气化方法，其特征在于，利用权利要求1中所述的用于生物质与焦油混合物的上吸式水蒸汽气化装置，包括以下步骤：生物质原料在上吸式气化炉制备的含焦油燃气经冷凝乳化后得到的乳化后含重质焦油水与生物质原料在上吸式气化炉上部混合区混合，在烘干层遇到下方上升的热气流，脱除水分的同时将气流里的部分焦油冷却截留；脱除水分的原料下移至热解层进一步受热发生热解分解成挥发分和固体焦炭，挥发分被气流带到上方；固体焦炭依次进入下方的还原层和氧化层；同时空气从上吸式气化炉底部进入氧化层，与固体焦炭发生氧化反应，释放出大量的热量；氧化产物与焦炭在还原层发生还原反应生成一氧化碳、氢气和甲烷，向上与热解挥发分混合；加压水蒸汽从氧化层和还原层交界处均匀喷入；还原层产生的燃气与轻焦油裂解重整得到的气体，向上进入热解层，与热解挥发分一起进入混合区，从燃气出口排出。

6.一种用于生物质与焦油混合物的上吸式水蒸汽气化方法，其特征在于，利用权利要求2-4中任一权利要求所述的用于生物质与焦油混合物的上吸式水蒸汽气化装置，包括以下步骤：生物质原料在上吸式气化炉制备的含焦油燃气经冷凝乳化后得到的乳化焦油水与生物质原料在上吸式气化炉上部混合区混合，在烘干层遇到下方上升的热气流，脱除水分的同时将气流里的部分焦油冷却截留；脱除水分的原料下移至热解层进一步受热发生热解分解成挥发分和固体焦炭，挥发分被气流带到上方；固体焦炭依次进入下方的还原层和氧化层；同时空气从上吸式气化炉底部进入氧化层，与固体焦炭发生氧化反应，释放出大量的热量；氧化产物与焦炭在还原层发生还原反应生成一氧化碳、氢气和甲烷，向上与热解分解出的挥发分混合；含轻质焦油水与加压水蒸汽混合后从氧化层和还原层交界处雾化后均匀喷入，一方面轻焦油在高温环境下发生氧化裂解，另一方面水蒸汽同时参与焦油的重整反应；还原层产生的燃气与轻焦油氧化裂解重整得到的气体，向上进入热解层，与热解挥发分一起进入混合区，从燃气出口排出。