[发明专利]一种生物质三段式加压高温热解气化装置

说明书

一种生物质三段式加压高温热解气化装置，属于生物质热解气化技术领域。本发明解决了现有的生物质热解气化中焦油含量高、产气热值低的问题。蓄热体连通设置在高温烟气生成装置与第一段之间，高温烟气生成装置生成的高温烟气经蓄热体进入第一段，生物质颗粒通过CO₂气体携带加压进入所述第一段内，生物质颗粒在第一段内进行高温热解和裂解；第二段及第三段内沿长度方向贯穿布置有蓄热中心管，所述生物质气进入蓄热中心管，通过向第二段内通入水蒸汽，使水蒸汽、CO₂气体与第一段内生成的半焦在第二段内发生还原反应；向第三段内通入纯氧气，第二段内发生的还原反应后剩余的半焦与纯氧气发生氧化反应，焦油在纯氧条件下被完全烧掉。

技术领域

本发明涉及一种生物质三段式加压高温热解气化装置，属于生物质热解气化技术领域。

背景技术

目前消除生物的方式通常有无组织焚烧、生物质锅炉、生物质气化燃烧锅炉、生物质气化等，其中无组织焚烧是造成雾霾天气的原因之一，被禁止；生物质锅炉，在中国用的较多，但是主要问题依然没有解决NOx排放的问题；生物质气化燃烧锅炉，先通过生物质气化产生生物质气，然后以生物质气作为燃料，实际上锅炉就变成了燃气锅炉，通过低氮燃烧等方式，降低NOx排放；生物质气化炉，实际上是解决无组织焚烧的最好方式，同时也可以解决农民的家庭用燃气问题，有助于切实提高农民的生活质量，但由于生物质气化炉一致没有解决焦油和生物质气热值低的问题，使生物质气化炉使用遇到了瓶颈。

生物质热解气化是一种热化学转化方法，目前利用生物质热解气化技术的方法较多，比如利用生物质热解制气、利用生物质气化制气等，另外现在的生物质锅炉，也有一部分采用前端是生物质气化，然后生物质气进入锅炉进行燃烧等情况。针对不同的使用目的，对于生物质气含有焦油的要求有着极大的不同，比如以制气为目的，并且生物质气用于家庭炉灶燃烧等，其焦油含量要求较低，尽可能的不产生焦油，否则容易堵塞气体输送管路。另外，一些常见的上吸式气化炉、下吸式气化炉等使用一段时间后废弃，主要原因是生物质气中的焦油含量太高导致的，而且使用水洗去除焦油的方法也污染了水源，焦油中的一些成分都含有苯环等致病物质。生物质气不被市场广泛接受的另外一个重要原因是其热值较低，一般生物质气热值为1700kcal/m³左右，仅为天然气热值的1/5，这也影响了居民用气的质量。

现有技术中的三段式气化炉第二段通常是氧化段，在缺氧条件下燃烧部分生物质来提供热量，这种做法的缺点是不能解决焦油问题，同时也导致生物质气热值低的问题，因此如何解决以制气为目的的生物质热解气化中存在的焦油、生物质气热值低等问题，一直困扰着生物质制气化技术的广泛使用，如果解决了生物质气中焦油含量高、热值低的问题，对于改善农民生活条件具有重要意义。

发明内容

本发明是为了解决现有的生物质热解气化中焦油含量高、产气热值低的问题，进而提供了一种生物质三段式加压高温热解气化装置。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种生物质三段式加压高温热解气化装置，它包括三段式生物质热解气化炉、高温烟气生成装置、蓄热体、旋风分离器及间壁式水冷换热装置，其中三段式生物质热解气化炉由上到下依次为第一至第三段，蓄热体连通设置在高温烟气生成装置与第一段之间，高温烟气生成装置生成的高温烟气经蓄热体进入第一段，生物质颗粒通过CO₂气体携带加压进入所述第一段内，生物质颗粒在第一段内进行高温热解和裂解，生成生物质气、半焦和焦油；

第二段及第三段内沿长度方向贯穿布置有蓄热中心管，所述生物质气进入蓄热中心管，通过向第二段内通入水蒸汽，使水蒸汽、CO₂气体与第一段内生成的半焦在第二段内发生还原反应；