[发明专利]一种生物质流化床气化设备及其气化方法

权利要求书

1.一种生物质流化床气化设备，包括外反应炉(2)和顶部开口的内反应炉(3)，所述内反应炉(3)设置于外反应炉(2)的内腔中，其特征在于：所述外反应炉(2)内壁与内反应炉(3)外壁之间装有倾斜的外炉布风板(22)，内反应炉(3)内装有水平的内炉布风板(31)；所述外炉布风板(22)上方的外反应炉(2)侧壁上设有第一进料口(21)，其下方的外反应炉(2)侧壁上设有外炉气化剂进口(23)；所述内炉布风板(31)上方的内反应炉(3)侧壁上设有第二进料口(32)，其下方的内反应炉(3)侧壁上设有内炉气化剂进口(33)；所述内反应炉(3)上端的外边缘与外反应炉(2)内壁之间形成环形溢流口(25)。

2.根据权利要求1所述的一种生物质流化床气化设备，其特征在于：所述外炉布风板(22)相对于水平面的倾角为20°﹣50°；所述内炉布风板(31)上设有排渣口(34)，排渣口(34)接有排渣管。

3.根据权利要求1所述的一种生物质流化床气化设备，其特征在于：所述内反应炉(3)具有从上至下逐渐收缩的开口段。

4.根据权利要求1所述的一种生物质流化床气化设备，其特征在于：还包括加料装置(1)；所述加料装置(1)的出料口通过管道与外反应炉(2)的第一进料口(21)连通。

5.根据权利要求4所述的一种生物质流化床气化设备，其特征在于：还包括加热器；所述加热器用于对连接所述加料装置(1)和外反应炉(2)的管道内的生物质原料进行预热。

6.根据权利要求4所述的一种生物质流化床气化设备，其特征在于：还包括旋风分离器(4)；所述旋风分离器(4)的进气口通过导气管连通外反应炉(2)顶部的燃气出口(26)，其出气口连接下游储存设备，其料出口通过返料管(5)连通外反应炉(2)炉壁上的返料口(24)；所述返料口(24)位于外炉布风板(22)的上方。

7.一种生物质流化床气化方法，包括以下步骤：

①加料：向外反应炉(2)中添加生物质原料；

②第一段反应：向外反应炉(2)中添加低温气化剂，低温气化剂与生物质原料在反应区域I(6)中发生初步反应，生成含有热解气、焦油或水蒸汽的气体产物和含半焦的固体产物，残余生物质原料和生成的固体产物进入内反应炉(3)内部的反应区域II(7)，生成的气体产物进入内反应炉(3)上方的反应区域III(8)；

③第二段反应：向内反应炉(3)中添加高温气化剂，第一段反应中生成的固体产物、气体产物以及残余的生物质原料与高温气化剂发生反应，生成燃气。

8.根据权利要求7所述的一种生物质流化床气化方法，其特征在于：在第二段反应后还包括如下步骤：

④分离：经过第二段反应生成的燃气通入旋风分离器(4)，旋风分离器(4)将燃气中夹杂的固体颗粒分离，分离后的燃气输送至下游储存设备；

⑤返料：分离后的固体颗粒返回至外反应炉(2)内继续反应。

9.根据权利要求8所述的一种生物质流化床气化设备的气化方法，其特征在于：所述的低温气化剂为被预热到300-500℃的纯氧、富氧空气、空气或二氧化碳中的任意一种或多种的混合气；所述的高温气化剂为被预热到600℃以上的纯氧、富氧空气、空气或二氧化碳中的任意一种或多种的混合气。

10.根据权利要求9所述的一种生物质流化床气化设备的气化方法，其特征在于：所述生物质原料为木屑、纸渣、中药渣、蔗渣或酒糟中的任意一种或多种的组合；所述生物质原料为颗粒状，其粒径小于10mm。