[发明专利]一种生物质气化制航煤装置及方法

说明书

本发明提供一种生物质气化制航煤装置及方法，包括：载体加热单元、热解气化单元、蓄热裂解单元、合成分离单元，所述热解气化单元将生物质进行气化热解，并将热解后的气体进行分离输送到载体加热单元、蓄热裂解单元，蓄热裂解单元将裂解后的合成气输送到合成分离单元，经过合成分离单元得到纯净的航空煤油和驰放气，驰放气进入蓄热裂解单元为系统提供能量。本发明采用双流化床气化系统进行气化，原料适应性强，产生的高温合成气中H₂含量较高，减少了后续合成压力；通过蓄热裂解单元，将驰放气作为燃料使用加热蓄热装置，为CH₄、焦油裂解提供能量，并联产蒸汽，提高了系统热效率。

技术领域

本发明涉及生物质利用技术领域，具体为一种生物质气化制航煤装置及方法。

背景技术

随着我国经济的持续稳定增长，航空业发展迅速，我国已成为世界上第二大航空国，对航空煤油（简称航煤）的需求量也在逐年增加。目前，作为航空涡轮发动机燃料的航煤（一般指C8~C16的烷烃类），主要是使用常减压蒸馏装置对原油进行初步加工，再将分馏产品进行催化裂化等二次加工制得。但随着能源与环境问题的凸显，尤其是全球温室效应的加剧，同时为了实现航空业可持续发展，寻求和开发新能源成为研究重点。由于生物质原料易得、可再生、污染少等优点，生物航煤的开发已经得到世界许多国家的普遍重视。

生物质航煤以油脂或农林废弃物等可再生资源为原料，制造时需要吸收大气中的CO₂，而燃烧时会产生CO₂排至大气，在制造和燃烧过程中，部分CO₂处于循环状态，所以生物质航煤的制造和使用具有减排作用。与传统航煤相比，生物质航煤在生产过程中可降低80%以上的CO₂排放量，最高可达98%。

生物质制备航煤与煤的加工路线相似，原料需要气化、变换、净化、和油品合成的过程。常见生物质航煤生产工艺主要包括加氢法、气化-费托合成法、生物质热裂解和催化裂解法等，其中加氢法和气化-费托合成法较为常用。由于生物质原料来源的复杂及技术特点，制备的航煤产品中成分较为复杂，除了C8~C16的烷烃类外，还有其他数量的多碳链液体产品，导致后续提纯工艺复杂，急需开发一种合成工艺简单，液体产品中满足有效航燃比例高的工艺。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种生物质气化制航煤装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种生物质气化制航煤装置，包括：载体加热单元、热解气化单元、蓄热裂解单元、合成分离单元，所述热解气化单元将生物质进行气化热解，并将热解后的气体进行气固分离，分别输送到载体加热单元、蓄热裂解单元，蓄热裂解单元将裂解后的合成气输送到合成分离单元，经过合成分离单元得到纯净的航空煤油和驰放气，驰放气进入蓄热裂解单元为系统提供能量。

所述载体加热单元包括载体加热炉、旋风分离器A、载体控制阀、蒸汽锅炉，所述载体加热炉上端一侧连接旋风分离器A，旋风分离器A下端连接载体控制阀、上端连接于蒸汽锅炉。

所述热解气化单元包括流化床气化炉、旋风分离器B、返料器、生物质加料装置，所述流化床气化炉顶部连接载体控制阀、上端一侧连接旋风分离器B、中下部一侧连接生物质加料装置；旋风分离器B下端连接返料器、上端通过管道连接燃气换向阀，载体加热炉下部一侧与返料器连接。

所述蓄热裂解单元包括蓄热裂解装置A、蓄热裂解装置B、鼓风机、空气换向阀、燃气换向阀、合成气换向阀、烟气换向阀和换热器，蓄热裂解装置A高温烟气出口、蓄热裂解装置B高温烟气出口连接烟气换向阀，烟气换向阀通过管道与载体加热炉底部相连；蓄热裂解装置A、蓄热裂解装置B上端设有空气换向阀、燃气换向阀、驰放气换向阀，空气换向阀通过管道连接于鼓风机，燃气换向阀通过管道连接于旋风分离器B，驰放气换向阀通过管道连接于换热器，蓄热裂解装置A合成气出口、蓄热裂解装置B合成气出口均连接合成气换向阀，合成气换向阀通过管道与换热器相连接。