[发明专利]一种用于生物质与煤流化床共气化方法的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种流化床煤气化的设备，特别是一种用于生物质与煤流化床共气化的气化设备。

背景技术

生物质气化是生物质利用的重要途径之一，但生物质单独气化存在一些不足，首先时生物质的供给受到季节的影响，单独气化的规模受到限制；其次是由于生物质处理后形成的颗粒具有不规则性，在流化床气化炉内不易形成稳定的料层，且由于气化温度较低，产生的气体焦油含量大，不易稳定运行。生物质、煤共气化可弥补生物质供给季节性缺陷，且可提高气化温度，促进生物质焦油进一步分解。

开发低焦油产率、高气化效率的气化工艺是生物质气化的发展方向。现有的煤气化技术有待进一步完善，以提高气化效率。生物质与煤共气化不仅可以弥补生物质和煤单独气化时的某些缺陷，而且有利于煤炭资源的可持续利用，并可减少CO₂、SO₂、氮氧化物等污染物的排放量，对环境保护，节约化石能源具有重要意义，极具开发前景。添加生物质改善煤气化过程中主要反应的条件，又能成功的将焦油裂解，不仅可以提高生物质和煤的利用效率，而且对燃气的后续加工利用及环境保护极其有利。

在本发明中，所述生物质是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中产生的禽类粪便和废弃物等物质；所述煤料是低挥发分粉煤、粉焦或煤矸石。

国内外现有的生物质与煤共气化设备大部分是使用现有的煤气化装置并向煤中添加生物质。目前流化床气化装置可分为两类：

第一类是单流化床气化装置，如获得的公告号为CN 201704294 U的一种“生物质和煤复合气化装置”，气化过程与燃烧过程一并同时进行，即通过一个气化炉完成燃料的燃烧气化，装置结构简单，生物质与煤混合完全，热能利用率较高，但是生成合成气中成分复杂，CO₂气体在产物中比例偏高，有效成分偏少；又如获得的公开号为CN 1557919A的 “一种生物质与煤混合流化床气化方法及其装置”，在供风燃烧阶段，向炉内通入煤和空气，使煤料在流化状态下燃烧放出热量；在供蒸汽气化阶段，向炉内供入水蒸汽与生物质，可以得到高热值燃气，并无焦油产生。该装置采用供风燃烧和供蒸汽气化的间歇式操作，利用煤燃烧产生的高温料层来气化煤与生物质，减小了热损失，提高了燃气热值，避免了焦油的产生，却降低了生产效率，增加了操作的复杂性。

第二类是双流化床气化装置，如公获得的告号为CN 200958098Y的一种“固体燃料制备高浓度合成气的双流化床气化-燃烧耦合装置”，气化过程和燃烧过程分别在两个流化床中进行，实现分别控制，通过循环系统使吸热的气化反应和放热的燃烧反应在同一装置完成，可以获得高纯度合成气，实现了装置的高度集成和能量合理协调，但由于燃烧过程与气化过程的分离，热量传递仅以流动材料在燃烧炉和气化炉间的循环流动实现，相对于一体进行时的直接热辐射或对流换热效率要低，而且独立的气化炉与燃烧炉均存在对外散热，散热面积大，系统热损失大。

申请人已申请的公开号为CN 1786123A的专利文献 “内外循环煤气化方法及装置”，解决了上述问题，其提出了一种煤的燃烧与气化交替进行、煤燃烧过程通过高温物料循环以及内、外筒的热传递为煤的气化提供热源、实现内循环与外循环的复合循环的煤气化方法及设备。但其原料与循环物料在惯性分离器中混合进入气化室，无法有效控制调节气化室原料进量与物料循环量，且上L阀处容易发生进料堵塞；水蒸汽入口位于气化室下部，送入燃烧室的循环物料气化反应不够充分。

发明内容

本发明通过对现有生物质与煤流化床共气化的设备进行改进，进一步解决原料与循环物料在惯性分离器中混合进入气化室，未能有效控制调节气化室原料进量与物料循环量，且上L阀处进料容易发生堵塞；水蒸汽入口位于气化室下部，送入燃烧室的循环物料气化反应不够充分，由此提供一种用于生物质与煤流化床共气化方法的设备。

为了实现其上述目的及解决上述问题，本发明所提供的一种用于生物质与煤流化床共气化方法的设备是通过以下技术方案来实现的：

一种用于生物质与煤流化床共气化方法的设备，其构成在于：

    一流化床燃烧内筒，其顶端套设有惯性分离器；其中上部外表面设置有内筒套管延伸至底端；其外围套设有流化床气化外筒；流化床燃烧内筒与流化床气化外筒的底端依次连通设置有布风板及鼓风座，在鼓风座侧壁设置有至少两个以上的压缩空气入口，落灰管和水封槽位于鼓风座底端；