生物質高值化燃氣的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物質氣化技術領域，具體涉及一種生物質高值化燃氣的生產方法。
【背景技術】
[0002]農林生物質，歷來就是人類的生產、生活、生存所依賴的能源資源。到了21世紀的今天，當一次性化石能源數量越來越少、危害環境越來越嚴重的時候，各國都先后把科技和經濟力量，投入到生物質能源開發和利用上來。
[0003]我國是世界生物質產出大國，擁有農林生物質總量約有9億多噸。面對國家能源短缺和環境污染嚴重的雙重壓力，我國已經將生物質能源化利用作為國家能源發展戰略。
[0004]生物質氣化技術是生物質利用的重要方式之一。它是利用熱化學轉換技術，將熱效率較低的生物質，轉化為熱效率較高的可燃氣體。現在比較普遍應用氣化技術，有空氣氣化、富氧氣化、水蒸氣氣化等方法。
采用利用空氣作為氣化介質，生產可燃氣，這種利用技術，具有經濟性和便利性。但是由于空氣中含有大量N2，所以生物質的氣化效率和氣化燃氣的熱值都很低(4一6kj_/m3)，且焦油含量較高，造成設備堵塞，影響連續化生產運行。
[0005]采用水蒸氣生產可燃氣，這種利用的技術，可以增加燃氣中的H2成分，產出熱值較高的可燃氣。但是投資成本較高、實現規模化連續化生產較難，影響廣泛利用。
[0006]采取膜分離制氧法生產可燃氣，這種利用技術也可以增加氧氣的濃度，降低N2的含量，提高生物質的氣化效率和單位體積產出氣體的熱值。但是這種方法所需要的膜濾氧氣法投資大、耗能高、成本高，不利于工業廣泛利用。
[0007]雖然制氧氣化和水蒸氣氣化的技術，是一種特殊又有效提高燃氣熱值的方法，但并不能大幅度降低投資和運行成本，因此推廣不易。
【發明內容】
[0008]本發明的目的，是克服現有空氣氣化法、水蒸氣氣化法、膜分離制氧法等技術中不足之處，提供一種生物質高值化燃氣的生產方法。
[0009]生物質高值化燃氣的生產方法，是在利用空氣作為生物質熱解氣化劑的基礎上，外接一個與燃氣產能相匹配的、可控制的氧氣加入裝置，通過加大氧氣量，增大空氣中氧氣組分濃度，獲取富氧氣氣體，來升高固定床熱解爐的反應溫度，加快氣化反應的速率，從而有利于加快物料中心水分及揮發分的析出，進爾增加燃氣中H2含量、有利于C02還原、制得更多的CO和促進焦油發生裂解生成小分子氣體，以達到提高產氣率，改善氣體質量，提升燃氣熱值的目標。
[0010]本發明通過下述技術方案予以實現:
1、一種生物質高值化燃氣的生產方法:⑴將生物質成型燃料從進料口加入固定床熱解爐內，點燃生物質成型燃料，啟動羅茨風機，待固定床熱解爐運行正常后，先開啟氧氣發生器閥門，再打開氧氣控制閥門和空氣入口閥門，調節氧氣控制閥門，逐步增大空氣中的氧氣濃度，使空氣中含氧量由20.9%，提高到25—45%，制成富氧氣體。
[0011 ]⑵在羅茨風機的作用下，富氧氣體通過預熱器加熱，輸送到固定床熱解爐的生物質成型燃料層內部。
[0012]⑶根據固定床熱解爐現場的燃燒熱值，調節氧氣控制閥門，使固定床熱解爐的熱解溫度控制在1050?1150°C，以產生8000?12000kj/ m3的高熱值燃氣。
[0013]⑷在羅茨風機的引導下，高熱值燃氣氣流從出氣口排出，輸入生物質燃氣的凈化系統進行凈化處理，生物質成型燃料燃燒后的廢渣從出渣口排出。
[0014]生物質高值化燃氣的生產方法，是一種能增加空氣中氧氣濃度，獲取富氧氣體，提高生物質成型燃料氣化效率，得到高熱值可燃氣的方法。
[0015]生物質高值化燃氣的生產方法，充分應用了現有的生物質空氣氣化的裝置條件，發揮了成熟的制氧技術優勢，節省了制氧成本和基建投資。
[0016]生物質高值化燃氣的生產方法，充分應用了生物質高溫熱解氣化的化學原理，加快了高溫熱解氣化反應，加快C02還原，制得更多的CO，促進物料中心水分及揮發分的析出，增加H2發生量，有利于提高燃氣熱值、氣化效率，確保固定床熱解爐消耗生物質成型燃料量的產能，能夠穩定生物質熱解所需要的1100°C左右的爐膛溫度，保障了持續運行的工況。
[0017]生物質高值化燃氣的生產方法，利用爐膛的高溫，有效裂解了生物質焦油成為小分子，有助于提高燃氣熱值，還提高燃氣潔凈度，減少了焦油在輸送管道和相關設備的粘連和堵塞。
[0018]生物質高值化燃氣的生產方法，適用于生物質可燃氣生產線項目，產生的高熱值燃氣可用于發電和供熱。
【附圖說明】
[0019]圖1是生物質高值化燃氣工藝流程示意圖。
[0020]如圖所示:I是氧氣發生器，2是氧氣控制閥門，3是空氣入口閥門，4是預熱器，5是固定床熱解爐，6是進料口，7是出渣口，8是出氣口，9是生物質燃氣的凈化系統，10是羅茨風機。
【具體實施方式】
[0021]下面結合實施例對本發明作進一步的描述:
1、一種生物質高值化燃氣的生產方法:⑴將生物質成型燃料從進料口 6加入固定床熱解爐5內，點燃生物質成型燃料，啟動羅茨風機10，待固定床熱解爐6運行正常后，先開啟氧氣發生器閥門I，再打開氧氣控制閥門2和空氣入口閥門3，調節氧氣控制閥門2，逐步增大空氣中的氧氣濃度，使空氣中含氧量由20.9%，提高到25—45%，制成富氧氣體。
[0022]⑵在羅茨風機10的作用下，富氧氣體通過預熱器4加熱，輸送到固定床熱解爐5的生物質成型燃料層內部。
[0023]⑶根據固定床熱解爐5現場的燃燒熱值，調節氧氣控制閥門3，固定床熱解爐5的熱解溫度控制在1050?1150°C，以產生8000?12000kj/ m3的高熱值燃氣。
[0024]⑷在羅茨風機10的引導下，高熱值燃氣氣流從出氣口8排出，輸入生物質燃氣的凈化系統9進行凈化處理，生物質成型燃料燃燒后的廢渣從出渣口 7排出。
【主權項】
1.一種生物質高值化燃氣的生產方法，其特征在于: ⑴將生物質成型燃料從進料口加入固定床熱解爐內，點燃生物質成型燃料，啟動羅茨風機，待固定床熱解爐運行正常后，先開啟氧氣發生器閥門，再打開氧氣控制閥門和空氣入口閥門，調節氧氣控制閥門，逐步增大空氣中的氧氣濃度，使空氣中含氧量由20.9%，提高到25—45%，制成富氧氣體； ⑵在羅茨風機的作用下，富氧氣體通過預熱器加熱，輸送到固定床熱解爐的生物質成型燃料層內部； (3)根據固定床熱解爐現場的燃燒熱值，調節氧氣控制閥門，使固定床熱解爐的熱解溫度控制在1050?1150°C，以產生8000?12000kj/ m3的高熱值燃氣； ⑷在羅茨風機的引導下，高熱值燃氣氣流從出氣口排出，輸入生物質燃氣的凈化系統進行凈化處理，生物質成型燃料燃燒后的廢渣從出渣口排出。
【專利摘要】本發明公開了一種生物質高值化燃氣的生產方法，其技術方案的要點是，在利用空氣作為生物質熱解氣化劑的基礎上，外接一個與燃氣產能相匹配的、可控制的氧氣加入裝置，通過加大氧氣量，增大空氣中氧氣組分濃度，獲取富氧氣體，來升高固定床熱解爐的反應溫度，加快氣化反應的速率，加快物料中心水分及揮發分的析出，增加H2含量、有利于制得更多的CO，促進焦油發生裂解生成小分子氣體，以達到提高產氣率，改善氣體質量，提升燃氣熱值的目標。此方法有助于提高燃氣熱值，裂解焦油，提高燃氣潔凈度，減少焦油在輸送管道和相關設備的粘連和堵塞，保障設備裝置的正常運行。生物質高值化燃氣的生產方法適用于生物質可燃氣生產線，發電和供熱等項目。
【IPC分類】C10J3/02, C10J3/84, C10J3/72, C10J3/06
【公開號】CN105542861
【申請號】CN201610011115
【發明人】張勇, 許慶華
【申請人】張勇
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2016年1月10日