[发明专利]一种生物质气化系统及方法

权利要求书

1.一种生物质气化系统，其特征在于：包括进料系统(100)、反应系统(200)和气体后处理系统(300)；

所述的反应系统(200)包括两套相同的反应设备-第一反应设备和第二反应设备，第一反应设备包括依次连接的第一加料器(201a)、第一高倍率循环流化气化炉(202a)、第一合成气冷却器(203a)和第一固体颗粒控制器(204a)；第二反应设备包括依次连接的第二加料器(201b)、第二高倍率循环流化气化炉(202b)、第二合成气冷却器(203b)和第二固体颗粒控制器(204b)；

用于生物质脱水、挤压和造粒的进料系统(100)分别与第一反应设备和第二反应设备的第一加料器(201a)、第二加料器(201b)连接供料，第一反应设备和第二反应设备合成气出口与气体后处理系统(300)连通；

所述第一加料器(201a)和第二加料器(201b)还分别连接有输送气管路，第一高倍率循环流化气化炉(202a)和第二高倍率循环流化气化炉(202b)分别连接氧气(3)和蒸汽(4)混合输送管路，第一合成气冷却器(203a)和第二合成气冷却器(203b)设置有锅炉给水管道和蒸汽排出管道；

生物质原料(1)经过进料系统(100)进行干燥脱水、破碎及成型后制成当量粒径分布符合要求的进料颗粒(10)，进料颗粒(10)分别通过第一加料器(201a)和第二加料器(201b)被定量加入到第一高倍率循环流化气化炉(202a)、第二高倍率循环流化气化炉(202b)中进行反应，将生物质原料(1)转化为以CO、H2为主要组成的高温粗合成气，高温粗合成气依次进入第一合成气冷却器(203a)和第二合成气冷却器(203b)、第一固体颗粒控制器(204a)、第二固体颗粒控制器(204b)中分别完成显热回收及净化除尘后产生的低温净化合成气进入下游的合成气后处理系统(300)进行变换反应及脱硫脱碳后得到满足后续合成工艺的合成气。

2.根据权利要求1所述的一种生物质气化系统，其特征在于：所述第一高倍率循环流化气化炉(202a)、第二高倍率循环流化气化炉(202b)和第一固体颗粒控制器(204a)、第二固体颗粒控制器(204b)的排渣口连接有渣冷却及收集系统(500)。

3.根据权利要求2所述的一种生物质气化系统，其特征在于：所述气体后处理系统(300)合成气出口通过循环气管路又分别与第一高倍率循环流化气化炉(202a)、第二高倍率循环流化气化炉(202b)和第一固体颗粒控制器(204a)、第二固体颗粒控制器(204b)连接，循环气管路上安装有循环气压缩机(400)。

4.一种基于权利要求1系统的生物质气化方法，其特征在于包括如下步骤：

第一步、作为生物质原料(1)的生物质经过进料系统(100)进行脱水、挤压、造粒并破碎后形成粒径均匀的进料颗粒(10)，同时第一高倍率循环流化气化炉(202a)和第二高倍率循环流化气化炉(202b)中预热至500～900℃；

第二步、进料颗粒(10)在输送气(2)的辅助作用下分别通过第一加料器(201a)和第二加料器(201b)被定量加入到预热后的第一高倍率循环流化气化炉(202a)和第二高倍率循环流化气化炉(202b)中，与此同时，氧气(3)和蒸汽(4)在定量混合后加入到第一高倍率循环流化气化炉(202a)和第二高倍率循环流化气化炉(202b)中；

第三步、控制第一高倍率循环流化气化炉(202a)和第二高倍率循环流化气化炉(202b)达到操作条件，在合适的进料颗粒(10)、氧气(3)和蒸汽(4)的配比下，发生部分氧化反应并生成高温粗合成气；

第四步，高温粗合成气进入第一合成气冷却器(203a)和第二合成气冷却器(203b)与送入其中的锅炉给水(5)换热进行降温及热量回收后形成低温粗合成气(11)，锅炉给水(5)变成蒸汽产品(6)排出，低温粗合成气(11)然后进入第一固体颗粒控制器(204a)和第二固体颗粒控制器(204b)进行固体颗粒脱除，经降温和固体颗粒脱除后的两股粗合成气(11)合并进入气体后处理系统(300)并形成满足后续工艺的合成气(7)。