[发明专利]一种生物质生产高品位合成气的装置及工艺

权利要求书

1.一种生物质生产高品位合成气的装置，其特征在于，包括多功能气化反应器、流化床热载体升温器、热载体分离器、催化剂再生分级分离系统以及合成气收集器；

所述多功能气化反应器包括热解气化反应区、设置在热解气化反应区侧端的重整反应区以及重整过滤区；所述热解气化反应区顶部设有物料进口以及与热载体分离器的灰斗连接的热载体进口，底部设有第一返料阀，所述第一返料阀通过返料器与流化床热载体升温器进口连接；所述重整反应区包括两个，对称设置在热解气化反应区两侧；

所述热解气化反应区与重整反应区之间上部通过隔板分离，下部通过格栅分离，所述隔板和格栅相互连接；所述重整反应区顶部分别设有气体产物出口和第一催化剂进口，底部设有第二返料阀，所述第二返料阀与催化剂再生分级分离系统进口连接，所述气体产物出口与合成气收集器连接；所述重整过滤区设置在重整反应区与气体产物出口之间，顶部设有第二催化剂进口，下部设有调节阀；

所述流化床热载体升温器出口与热载体分离器进口连接；所述催化剂再生分级分离系统出口分别与第一催化剂进口和第二催化剂进口连接；

所述催化剂再生分级分离系统包括流化床烧焦升温器、第一旋风分离器、第二旋风分离器、第一固定床还原器以及第二固定床还原器；

所述流化床烧焦升温器进口与重整反应区底部的第二返料阀连接，出口与第一旋风分离器进口连接，第一旋风分离器出口与第二旋风分离器进口连接，第二旋风分离器出口外排；所述第一旋风分离器的灰斗通过第一固定床还原器与第二催化剂进口连接；所述第二旋风分离器的灰斗通过第二固定床还原器与第一催化剂进口连接；

所述生物质生产高品位合成气的工艺包括如下步骤：

1）生物质与水蒸气由物料进口进入，热载体由热载体进口进入，在热解气化反应区实现混合升温并反应；

2）步骤1）中生成的气相产物经过格栅进入重整反应区，与重整反应区中的催化剂接触进行重整反应；

3）步骤2）中经过重整反应后的气相产物继续经过重整过滤区，得到的合成气之后进入合成气收集器；

4）步骤1）经过反应的热载体和未完全反应的半焦通过返料器进入流化床热载体升温器，之后通过热载体分离器再次进入热解气化反应区；

5）步骤2）中经过反应的催化剂通过第二返料阀进入流化床烧焦升温器，之后依次进入第一旋风分离器和第二旋风分离器，由第一旋风分离器分离出粒径大于0.5 mm的催化剂经过第一固定床还原器进入重整过滤区，由第二级旋风分离器分离出小于0.5 mm的催化剂经过第二固定床还原器进入重整反应区。

2.根据权利要求1所述的生物质生产高品位合成气的装置，其特征在于，所述重整过滤区与重整反应区和气体产物出口接触的壁面采用筛网；所述筛网的孔径小于重整过滤区内催化剂的粒径。

3.根据权利要求1所述的生物质生产高品位合成气的装置，其特征在于，所述热解气化反应区内设有若干物料混合板；所述物料混合板的形状为三菱柱，相互之间平行设置且分层错位排列，所述物料混合板的层数为8-30层。

4.根据权利要求1所述的生物质生产高品位合成气的装置，其特征在于，所述重整反应区内设有若干物料混合板；所述物料混合板的形状为三菱柱，相互之间平行设置且分层错位排列，所述物料混合板的层数为3-10层。

5.根据权利要求1所述的生物质生产高品位合成气的装置，其特征在于，所述格栅由倒V字形格栅板间隔排列组成；所述倒V字形格栅板为不对称结构，位于热解气化反应区一侧板边与竖直方向的夹角小于位于重整反应区的一侧板边与竖直方向的夹角。

6.根据权利要求1所述的生物质生产高品位合成气的装置，其特征在于，所述流化床热载体升温器内设有水蒸气气化器。

7.根据权利要求1所述的生物质生产高品位合成气的装置，其特征在于，所述热载体进口竖直设置于热解气化反应区顶部；所述物料进口包括二个，分别倾斜设置于热解气化反应区顶部。