[发明专利]一种煤与松木共热解气化制备合成气的方法

说明书

本发明公开了一种煤与松木共热解气化制备合成气的方法，该方法包括如下步骤：(1)将松木、煤分别破碎至颗粒粒径70目以下，得松木粉和煤粉；(2)将松木粉和煤粉混合均匀，其中松木粉占比为1～25wt％；得混合料；(3)将混合料送入热解气化炉中，先通入惰性气体，在室温下保温10～15min，排出空气后，升温至800～1000℃，恒温保持10～15min，将惰性气体切换为CO₂，继续恒温进行气化反应，制备合成气。本发明方法充分利用松木和煤的优点，不仅可以有效的解决煤燃烧及气化所带来的环境问题和煤资源日益匮乏对经济发展的限制，还可以实现生物质能源的高效合理利用，避免大量生物质资源的浪费。

技术领域

本发明涉及气化技术领域，具体地，本发明涉及一种煤与松木共热解气化制备合成气的方法，本发明方法为松木类生物质的综合利用及碳减排等领域提供了有效的技术利用途径。

背景技术

生物质能源资源占世界一次能源14％，是继化石能源、石油和天然气之后的第四大能源，属于CO₂中性燃料，生物质能的转化技术主要包括生物质气化、液化、固化及生物质发酵技术，其中生物质气化是其中重要的生物质转化技术之一。生物质具有挥发分高，灰分低，氮硫含量低，热值低和活性组分高的特点。生物质的单独热解气化存在一定局限性，一方面生物质水分高，能量密度较低；另一方面生物质气化温度较低增加了焦油产量，对生物质能量利用效率具有消极作用，同时，焦油产生还会对气化设备的安全稳定运行造成不利影响，净化气化气中的焦油还会引起水污染等问题。

相关技术中，获得气化燃料及化工原料的方式较多，以煤为原料的煤气化工艺是目前比较成熟的气化工艺，原料适用范围较广。但是由于煤炭的过度利用开发，导致煤炭资源严重缺乏，同时煤气化对环境的污染也较严重，煤炭分为褐煤、烟煤和无烟煤三大类，其中烟煤又分为低变质烟煤和中变质烟煤，低变质烟煤又称作次烟煤，其与褐煤一起统称为低阶煤。低阶煤作为煤化作用初期的产物，具有挥发分含量高、水分高、含氧多、易自燃、热值低等特点，限制了低阶煤的直接开发利用，因此，低阶煤的综合利用也成为当前能源研究与开发的重点。

将煤与生物质掺混后共气化，是化石能源和可再生能源的综合利用技术，两者的优缺点互补，对于节约化石能源消耗、实现煤的高效清洁利用，以及避免生物质资源的浪费具有重要的意义。对于煤与生物质掺混后共气化技术来说，受多种因素影响，如何提高煤与生物质掺混后共热解气化的气化反应性，是本领域急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种煤与松木共热解气化制备合成气的方法。不仅可以有效的解决煤燃烧及气化所带来的环境问题和煤资源日益匮乏对经济发展的限制，还可以实现生物质能源的高效合理利用。

本发明实施例的一种煤与松木共热解气化制备合成气的方法，包括如下步骤：

(1)将松木、煤分别破碎至颗粒粒径70目以下，得松木粉和煤粉；

(2)将所述松木粉和所述煤粉混合均匀，其中所述松木粉占比为：1～25wt％；得混合料；

(3)将所述混合料送入热解气化炉中，先通入惰性气体，在室温下保温10～15min，排出空气后，升温至800～1000℃，恒温保持10～15min后，再将惰性气体切换为CO₂，继续恒温进行气化反应，制备合成气。

本发明实施例方法一方面解决松木单独热解气化时气化温度较低，增加焦油产量的局限性的问题；另一方面松木中含有碱金属含量较高，有利于促进煤与松木共气化反应的进行；再一方面，本发明实施例方法通过控制参数条件，包括但不限于掺混比例、反应气氛的选择、气化反应终温等，提高气化反应性，有效控制合成气气体中的H₂、CO的比例。

在一些实施例中，所述松木的含水量小于等于40％。

本发明实施例方法中的煤适用于所有的低阶煤、中阶煤或高阶煤。