[发明专利]一种生物质热解气化系统及应用

说明书

本发明属于生物质能源技术领域，并具体公开了一种生物质热解气化系统及应用，其包括进料装置、热解室和气化室，进料装置与热解室相连，用于将生物质原料送入热解室；热解室顶部连接有热解气输送管道，用于将热解气送出，底部设有将热解焦送入气化室的热解焦出口；气化室套装在热解室外部形成套筒结构，气化室顶部连接有气化气输送管道，用于将气化气送出，气化气输送管道套装在进料装置外部，以利用气化气对生物质原料进行烘焙预热，烘焙预热产生的烘焙气送入气化室中，气化室底部开有气化灰渣出口，用于将气化产生的气化灰渣送入灰渣收集器。本发明可与燃煤锅炉进行深度耦合，具有气化效率高、燃气综合热值高、热解气可作为再燃燃料等优点。

技术领域

本发明属于生物质能源技术领域，更具体地，涉及一种生物质热解气化系统及应用。

背景技术

随着我国经济的高速发展，电力需求大幅增加，燃煤发电作为我国目前电力生产的主要来源，在消耗大量煤炭资源的同时，其排放的污染物也对环境造成了严重的影响。如何在保障电力稳定供应的前提下，利用其他可再生能源部分代替煤炭，是当今绿色发展大环境下要解决的重要问题。生物质能作为唯一可再生碳源，在世界能源消费总量中仅次于煤炭、石油和天然气，它的利用转化方式与化石能源具有很好的兼容性。我国生物质资源丰富，其中可作为能源利用的生物质约相当于4.6亿吨标准煤/年。

生物质发电技术包括生物质直燃技术、生物质混煤直燃技术、生物质气化混煤燃烧技术等。生物质气化混煤燃烧技术具有发电效率高、污染物排放低、可避免生物质灰的不利影响(积灰、结渣和腐蚀)、燃煤锅炉改造量小等显著优点。然而，现有的生物质气化技术直接应用于燃煤锅炉混燃还存在一定的局限性，如直接气化产生的燃气热值较低，混燃会影响燃煤锅炉内部温度分布，带来燃烧不稳定的问题；而热解气化产生的燃气热值虽然较高，但气化效率低，且需要外部能量供给。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种生物质热解气化系统及应用，其可实现气化过程中能量的自给并产生综合热值高的燃气，可与燃煤锅炉进行深度耦合，满足燃煤锅炉安全高效运行的要求，具有气化效率高、燃气综合热值高、热解气可作为再燃燃料等显著优势。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种生物质热解气化系统，其包括进料装置、热解室和气化室，其中：

所述进料装置与热解室相连，用于将生物质原料送入热解室中进行热解；

所述热解室的顶部连接有热解气输送管道，用于将热解产生的热解气送出，其底部开设有与气化室导通的热解焦出口，用于将热解产生的热解焦送入气化室内，以在气化介质的作用下进行气化反应；

所述气化室套装在热解室的外部以形成套筒结构，该气化室的顶部连接有气化气输送管道，用于将气化反应产生的气化气送出，该气化气输送管道同时套装在进料装置的外部，以使得气化气在送出过程中对进料装置中的生物质原料进行烘焙预热，烘焙预热产生的烘焙气则送入气化室中作为气化介质，该气化室的底部开设有气化灰渣出口，用于将气化产生的气化灰渣送入灰渣收集器。

作为进一步优选的，所述气化室内设置有缓冲装置，该缓冲装置位于热解室的热解焦出口的下方。

作为进一步优选的，所述缓冲装置包括中心转轴和环绕中心转轴设置且上下布置的多层缓冲结构，每层缓冲结构包括与中心转轴相连且呈放射布置的的多根支管以及布置在多根支管下方的环形挡板，所述中心转轴与支管内部设有连通的气路，并且该气路与外部的气化介质管路相连，此外，中心转轴与支管上均开有若干出气孔，且出气孔从上至下内径依次减小、数量依次减少。

作为进一步优选的，所述环形挡板和支管倾斜设置，环形挡板的倾角优选为30°～45°，支管的倾角优选为10°～80°。

作为进一步优选的，所述进料装置优选为螺旋进料装置，且螺旋间距呈前密后疏分布。