[发明专利]一种煤与生物质共气化制备合成气系统及工艺

权利要求书

1.一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，包括进料装置（1）、气化炉本体（2）和气化介质发生装置（5）；气化炉本体（2）由下部密相区和上部稀相区组成，在密相区的底部布置有多风室布风装置（3），多风室布风装置（3）由两个或多个相互封闭的环形风室组成，其上布置有圆锥形的倾斜布风板；多风室布风装置（3）与气化介质发生装置（5）出口相连结；进料装置（1）与气化炉本体（2）在密相区与稀相区的结合部连接；在多风室布风装置（3）与气化炉本体（1）之间的出渣口连接有出渣装置（4）；稀相区上部侧壁设有合成气出口；气化介质发生装置（5）包括富氧制备装置和/或水蒸气发生装置；多风室布风装置（3）采用圆锥形或倒圆锥形布风方式。

2.根据权利要求1所述的一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，多风室布风装置（3）由两个紧密连接且内部空间相互独立的第一风室（32）和第二风室（33）组成；第一风室（32）和第二风室（33）为环形互相嵌套。

3.根据权利要求2所述的一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，布风板上安装有多个定向风帽（31），所述定向风帽（31）由一个一端封闭的圆管加工而成，在靠近封闭端的管壁侧面有两个出风孔，在同一水平面内，两个出风孔相互呈40～120°夹角布置；定向风帽（31）在布风板上呈中心对称分布，其出风孔沿布风板圆周方向呈顺时针或逆时针布置，其两个出风孔中心线的角平分线与布风板圆周切线外侧方向有10～40°的夹角，使气化炉本体（2）底层床料能够沿螺旋线由中心向外侧运动。

4.根据权利要求1所述的一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，富氧制备装置采用膜分离制氧或变压吸附制氧。

5.根据权利要求1所述的一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，进料装置（1）的入口连接有粮仓；所述粮仓，用于存储预处理后的生物质与煤的混合物。

6.根据权利要求5所述的一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，所述生物质为木质纤维素类生物质或城市生活垃圾；所述木质纤维素类生物质为农业秸秆类废弃物、农作物加工废弃物、木材及林产品加工废弃物中的一种或几种；所述煤为褐煤或烟煤中一种或两种。

7.根据权利要求6所述的一种煤与生物质共气化制备合成气系统，其特征在于，对于木质纤维素类生物质，所述预处理为在隔绝空气、温度范围为200-350℃，处理时间为60-200min，然后破碎至3-8mm；对于城市生活垃圾，所述预处理为破袋、将渣土类物质筛分后破碎至5-10mm。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的煤与生物质共气化制备合成气系统制备合成气的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）对生物质进行预处理；

2）然后将预处理后的生物质输运至料仓与粒径为5-10mm的煤粉以1:3～3:1的质量比例混合均匀形成混合物后进入气化炉本体（2）；

3）气化介质发生装置（5）产生气化介质从气化炉底部的多风室布风装置（3）进入气化炉本体（2）内与生物质与煤粉的混合物反应生成合成气；

其中，对于生物质为木质纤维素类生物质的情况：步骤1）中所述预处理为：在隔绝空气、温度范围为200-350℃，烘焙处理时间为60-200min，烘焙后破碎至3-8mm；步骤3）中气化介质发生装置（5）中富氧制备装置产生的富氧从中心风室进入气化炉本体（2）内，富氧浓度为25%-31%，气化当量比为0.15-0.30；水蒸气发生装置产生的水蒸气从边缘风室进入气化炉本体（2）内，气化炉本体（2）内水蒸气与混合物的质量比为0.15-0.8：1；

对于生物质为城市生活垃圾类生物质的情况：步骤1）中所述预处理为破袋、将渣土类物质筛分后破碎至5-10mm；步骤3）中气化介质发生装置（5）中富氧制备装置产生的富氧从气化炉底部的第二风室（33）和第一风室（32）的布风板进入气化炉本体（2）内，富氧浓度为25%-31%，气化炉本体（2）内气化当量比为0.15-0.35。

9.根据权利要求8所述的一种煤与生物质共气化制备合成气工艺，其特征在于：步骤2）中生物质与煤粉以1:1的质量比混合。