[发明专利]一种高效生物质气化与能源利用系统及生物质气化与能源利用方法

权利要求书

1.一种高效生物质材料气化与能源利用系统及方法，其特征在于：

所述生物质材料气化与能源利用系统设有生物质气化反应装置(1)、气化剂发生装置(2)、加料与闭锁装置(3)、燃气处理装置(4)、密闭出渣装置(5)、氧化剂输入装置(6)。生物质气化反应装置(1)用于接收和布置进入反应装置的生物质材料和来自气化剂发生装置(2)的乏氧高温气化剂，并提供生物质材料与乏氧高温气化剂发生气化反应所需要的空间结构和条件。

生物质材料气化方法是通过从气化剂发生装置(2)产生温度可根据气化工艺要求而有效控制的乏氧高温气化剂，其主要成分为二氧化碳(CO2)、水(H2O)、和氮气(N2，其含量由氧化剂中氮气含量决定。)；在压力差的作用下，乏氧高温气化剂进入生物质气化反应装置(1)与生物质材料直接接触，与生物质材料发生气化反应，产生并输出燃气。

生物质材料气化是在气化剂发生装置(2)产生温度可根据气化工艺要求而有效控制的乏氧高温气化剂进入生物质气化反应装置(1)用于实现生物质材料气化，产生并输出燃气；整个系统工作在气化状态，实现生物质的清洁和高效气化。

生物质材料气化与能源利用是通过气化剂发生装置(2)产生温度可根据气化工艺要求而有效控制的乏氧高温气化剂除进入生物质气化反应装置(1)用于实现生物质材料气化，产生并输出燃气外，还向系统外输出数量可控的乏氧高温气化剂作为热能输出；整个系统工作在气化和能源利用状态，实现生物质的清洁和高效气化和灵活能源利用。

能源利用是通过气化剂发生装置(2)将系统的全部燃气用于产生温度可根据气化工艺要求而有效控制的乏氧高温气化剂，除将部分乏氧高温气化剂输入生物质气化反应装置(1)用于实现和维持生物质材料气化外，其余全部乏氧高温气化剂作为系统的热能输出；整个系统工作在能源利用状态，实现生物质能源的清洁和高效利用。

2.如权利要求1所述的生物质材料气化与能源利用系统，其特征在于：生物质气化反应装置(1)，其提供生物质材料与由气化剂发生装置(2)产生的乏氧高温气化剂进行有效和充分接触的气化反应空间结构和反应条件与反应时间，实现生物质材料在乏氧高温气化剂作用下的高效气化反应。

3.如权利要求2所述的生物质气化反应装置(1)，其特征在于：其为包括由粉末状、块状、水浆状或其任意混合状而构成的生物质材料提供与由气化剂发生装置(2)产生的乏氧高温气化剂进行有效和充分接触的空间结构和反应条件与反应时间，实现并完成高效气化反应。

4.如权利要求2所述的生物质气化反应装置(1)，其特征在于：其提供使由气化剂发生装置(2)产生的乏氧高温气化剂有效进入生物质气化反应装置(1)内的空间结构，形成乏氧高温气化剂与生物质材料充分接触并发生气化反应的气化条件，使生物质材料发生高效气化反应。

5.如权利要求1所述的生物质材料气化与能源利用系统，其特征在于：

燃气处理装置(4)，将生物质气化反应装置(1)生产的粗燃气进行净化处理和热量回收处理，输出洁净燃气。

气化剂发生装置(2)，其为利用生物质材料气化系统生产的洁净燃气或外部能源产生温度可根据气化工艺要求而有效控制的高温乏氧烟气作为乏氧高温气化剂的燃烧器。

加料与闭锁装置(3)，其有效实现使包括粉末状、块状、水浆状或其任意混合形式而构成的生物质材料在与空气隔绝的条件下进入生物质气化反应装置(1)。

密闭出渣装置(5)，其有效实现生物质材料气化后产生的灰渣(或固体有机肥)在与空气隔绝的条件下排出生物质气化反应装置(1)。

氧化剂输入设备(6)，其为气化剂发生装置(2)提供可根据燃气品质要求而产生不同氮气含量的乏氧高温气化剂所需要的氧化剂：空气、富氧、或纯氧。