CN101974349A - 低灰熔点、生物质原料固定床气化防止炉内结渣方法 - Google Patents

低灰熔点、生物质原料固定床气化防止炉内结渣方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101974349A
CN101974349A CN2010102512754A CN201010251275A CN101974349A CN 101974349 A CN101974349 A CN 101974349A CN 2010102512754 A CN2010102512754 A CN 2010102512754A CN 201010251275 A CN201010251275 A CN 201010251275A CN 101974349 A CN101974349 A CN 101974349A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ash
biomass
gasifying
fixed bed
water vapor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010102512754A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101974349B (zh
Inventor
盛卫东
吴幼青
吴诗勇
高晋升
秦世平
尉建中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Gas & Heat Research And Design Institute Or Construction Ministry
GAOYOU LINYUAN SCIENCE AND TECHNOLOGY EMPOLDER Co Ltd
East China University of Science and Technology
Original Assignee
Shenyang Gas & Heat Research And Design Institute Or Construction Ministry
GAOYOU LINYUAN SCIENCE AND TECHNOLOGY EMPOLDER Co Ltd
East China University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Gas & Heat Research And Design Institute Or Construction Ministry, GAOYOU LINYUAN SCIENCE AND TECHNOLOGY EMPOLDER Co Ltd, East China University of Science and Technology filed Critical Shenyang Gas & Heat Research And Design Institute Or Construction Ministry
Priority to CN201010251275.4A priority Critical patent/CN101974349B/zh
Publication of CN101974349A publication Critical patent/CN101974349A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101974349B publication Critical patent/CN101974349B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种有效防止低灰熔点、生物质原料气化炉内结渣的方法，该方法以气化废水为水源、以煤气显热为热源得到水蒸汽，并以得到的水蒸汽和空气混合得到的混合气体作为生物质气化的气化剂，该混合气化剂能降低固定床氧化层的温度至生物质灰渣熔融温度以下，从而有效缓解气化炉内的结渣，保证气化炉高效、稳定地运转。本方法简单合理、节能环保且不会产生额外的投资成本，推广前景巨大。

Description

低灰熔点、生物质原料固定床气化防止炉内结渣方法
技术领域
本发明涉及一种能源技术领域的方法，特别是有效防止低灰熔点、生物质原料固定床气化炉内结渣的方法。
背景技术
生物质是一种分布广、资源量丰富的清洁可再生资源，其能源利用过程可实现CO2零排放。我国拥有十分丰富的生物质资源，发展生物质气化技术可以缓解当前及未来的化石能源紧缺、减少温室气体的排放，同时对解决农村秸秆等利用问题、增加农民收入具有非常重要的意义。固定床气化技术因具有结构简单，工作稳定性好，煤气中焦油含量少，热值较高等优点而得到广泛应用。但固定床技术应用于生物质气化尚存在一些问题。生物质中含有丰富的钠、钾元素，它们会降低生物质灰渣的熔点，进而增加固定床的结渣趋势。结渣一旦发生轻则使传热变差、气化效率降低，重则会导气化炉及其附属设备的停止运行，甚至发生其他更为严重的恶性事件。总之，结渣对气化炉的经济性、安全性都有不利影响。
气化炉内结渣与灰渣的熔融特性及气化炉内的温度密切相关。工业实践中人们一般采用如下两种方法缓解气化炉内的结渣问题，一是向原料中添加高熔点的添加剂以提高灰渣的熔融温度，另一种则是采用水夹套降低气化炉内的温度。但这两种方法都存在一定的缺陷，如中国专利公开号为CN101638602A，该专利公开了一中添加CaO，CuNO3和蛭石以提高灰渣熔融温度的技术方案。该技术能在一定程度上缓解气化炉内的结渣问题，而且成本较低。但由于向原料中添加了高熔点的矿物，灰渣量会增加，灰渣带出的显热增加，不利于节约环保。中国专利公开号为CN 200946142Y，该专利公开了一种绝热气化无结渣固定床造气炉的技术方案，该专利只在气化炉的灰渣层中设计水夹套。在干燥层、干馏层、气化层炉壁区，里面采用耐高温耐磨防结渣材料，外面采用保温材料。该技术可使造气炉内的气化反应全部处于高温区，克服了水夹套的水冷壁效应，防止挂炉结渣，可大幅度减少造气炉渣残炭量，提高气效率，节约能源。但由于采用了耐高温耐磨防结渣材料和保温材料，大大增加了投资成本，使得该技术的推广存在一定的难度，难以在工业上广泛应用。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种节能环保、成本低廉，且能有效缓解低灰熔点、生物质燃料固定床气化炉内结渣的方法。
本发明通过如下技术方案实现：
一种有效防止低灰熔点、生物质原料气化炉内结渣的方法，该方法以水蒸汽和空气混合得到的混合气体作为生物质气化的气化剂。
根据本发明的优选技术方案，其中所述的水蒸汽以气化废水为水源，以煤气显热为热源得到。
采用本发明的以混合气化剂作为气化剂能有效降低固定床氧化层的温度，进而有效缓解气化炉内的结渣现象。
根据本发明的优选实施方案，混合气化剂中空气和水蒸气的体积比为1∶1-12∶1，优选3∶1-10∶1，优选4∶1-8∶1；更优选5∶1-6∶1。
采用本发明的气化剂，可以使得气化炉中固定床氧化层的温度低于1160℃，更优选低于1150℃，更优选低于1130℃。
本发明生物质燃料的工作原理如下：
C+1/2O2＝CO-123kJ/mol    (1)
C+O2＝CO2-109kJ/mol      (2)
C+H2O＝CO+H2+119kJ/mol   (3)
生物质的部分燃烧反应(1)和完全燃烧反应(2)均为强烈的放热反应，从而导致气化炉内氧化层温度高达1200℃，高于生物质灰渣的熔融温度，造成结渣现象的发生。本发明以空气和水蒸汽混合气体为气化剂，由于碳与水蒸汽的反应(3)是一个强烈的吸热反应，从而导致气化炉氧化层内的温度降低，调节空气与水蒸汽混合气化剂中水蒸气的比率至气化炉氧化层温度低于生物质灰渣的熔融温度时，气化炉内的结渣问题就可以得到有效的缓解。水蒸汽可以以气化废水为水源，以煤气的显热为热源得到，既节能又环保，而且本发明不会产生额外的投资成本，推广前景巨大。
本发明的防止低灰熔点、生物质原料气化炉内结渣的方法，对于生物质原料的气化炉均有非常显著的效果，可以使得气化炉在至少600小时，优选800小时以上，更优选1000小时以上，最优选1200小时以上运行均不会产生结渣现象，保证气化炉及其附属设备高效、稳定地运转。本发明的防止炉内结渣的方法，在采用申请人研制的气化炉时效果尤为显著，可以使得设备高效稳定运转1400小时以上。该气化炉的结构可参见申请人于同日提交的名称为“规模化固定床生物质气化炉”的发明专利申请，该申请全文引入本文作为参考。
其中具体实施的气化炉的炉体内径为3m，高径比为2。气化炉上部设加料机，包括加料箱和上、下翻板阀门。上下翻板阀门由电动液压杆微机自动驱动控制。气化炉的上部设气化剂出口，后可接各种气体净化及深加工装置。气化炉炉篦为耐热铸铁铸成，炉篦设在进风管上，下部与可旋转托盘相连，既用于排灰，也作为气体分布板，使炉内气流均匀。排灰口可有效将灰排出炉外。气化炉底部设有气化剂入口，使用空气与水蒸气的混合气，在加料机的上部和下部均设有原料口。
本发明以气化废水为水源，以煤气显热为热源得到水蒸气，不仅能降低污水处理的成本，而且充分利用煤气的显热，使煤气的显热循环进入气化炉而不至于白白浪费，满足当代工业对于节能环保的要求。以空气和水蒸汽的混合气体作为气化剂，在保证气化炉的气化效率的前提下降低气化炉氧化层的温度至生物质灰渣熔融温度以下，进而有效抑制结渣现象的发生，以保证气化炉及其附属设备高效、稳定地运转。本发明的方法简单合理、节能环保且不会产生额外的投资成本，有广阔的应用前景。
具体的实施方式
以下详细说明本发明，但本领域技术人员了解，下述具体实施方式不得作为对本发明的限制，任何对本发明的改进都没有背离本发明的精神。
实施例1
以气化废水为水源、煤气显热为热源得到水蒸汽，以空气和水蒸汽的体积比为6∶1的混合气体作为生物质气化的气化剂，固定床氧化层的温度为1125℃，低于本发明所采用的生物质灰渣的熔融温度1160℃。有效缓解了固定床气化炉内的结渣问题，确保了气化炉及其附属设备高效、稳定且长时间地运转。同时，气化炉的气化效率未受任何影响，由于煤气的显热循环利用，整套装置的热利用效率有很大程度的提高。以气化废水为水蒸汽的水源，不仅能降低污水处理的成本，而且有利于环保。
实施例2
具体方案如实施例1所示，只是将空气和水蒸汽的体积比改变为8∶1的混合气体，此时固定床氧化层的温度为1100℃。
实施例3
具体方案如实施例1所示，只是将空气和水蒸汽的体积比改变为5∶1的混合气体，此时固定床氧化层的温度为1130℃。
实施例4
具体方案如实施例1所示，只是将空气和水蒸汽的体积比改变为1∶1的混合气体，此时固定床氧化层的温度为1150℃。

Claims (4)

1.一种防止低灰熔点、生物质原料固定床气化炉炉内结渣的方法，其特征在于：该方法以空气和水蒸汽的混合气体作为生物质气化的气化剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述水蒸汽以气化废水为水源、以煤气显热为热源获得。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述气化剂中空气和水蒸气的体积比为1∶1-12∶1，优选3∶1-10∶1，优选4∶1-8∶1；更优选5∶1-6∶1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：气化炉中的固定床氧化层的温度低于1160℃，更优选低于1150℃，还更优选低于1130℃。
CN201010251275.4A 2010-08-09 2010-08-09 低灰熔点、生物质原料固定床气化防止炉内结渣方法 Active CN101974349B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010251275.4A CN101974349B (zh) 2010-08-09 2010-08-09 低灰熔点、生物质原料固定床气化防止炉内结渣方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010251275.4A CN101974349B (zh) 2010-08-09 2010-08-09 低灰熔点、生物质原料固定床气化防止炉内结渣方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101974349A true CN101974349A (zh) 2011-02-16
CN101974349B CN101974349B (zh) 2015-05-27

Family

ID=43574262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010251275.4A Active CN101974349B (zh) 2010-08-09 2010-08-09 低灰熔点、生物质原料固定床气化防止炉内结渣方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101974349B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103992822A (zh) * 2014-05-16 2014-08-20 新奥科技发展有限公司 一种催化气化方法及装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004015033A2 (en) * 2002-07-09 2004-02-19 Econo-Power International Corporation Clean fuel gas made by the gasification of coal
CN2734757Y (zh) * 2004-04-09 2005-10-19 赵香军 燃气发生炉
CN101328433A (zh) * 2008-07-31 2008-12-24 攀钢集团钛业有限责任公司 型煤制备煤气的方法
CN201314576Y (zh) * 2008-12-16 2009-09-23 河南省科学院能源研究所有限公司 上吸式生物质颗粒气化炉
DE102008021966A1 (de) * 2008-05-02 2009-11-12 Hofmann, Kurt W., Dipl.-Ing. (FH) Festbett-Vergasungsreaktor
CN101671577A (zh) * 2009-09-29 2010-03-17 王岳林 一种生物质气化制气方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004015033A2 (en) * 2002-07-09 2004-02-19 Econo-Power International Corporation Clean fuel gas made by the gasification of coal
CN2734757Y (zh) * 2004-04-09 2005-10-19 赵香军 燃气发生炉
DE102008021966A1 (de) * 2008-05-02 2009-11-12 Hofmann, Kurt W., Dipl.-Ing. (FH) Festbett-Vergasungsreaktor
CN101328433A (zh) * 2008-07-31 2008-12-24 攀钢集团钛业有限责任公司 型煤制备煤气的方法
CN201314576Y (zh) * 2008-12-16 2009-09-23 河南省科学院能源研究所有限公司 上吸式生物质颗粒气化炉
CN101671577A (zh) * 2009-09-29 2010-03-17 王岳林 一种生物质气化制气方法及装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103992822A (zh) * 2014-05-16 2014-08-20 新奥科技发展有限公司 一种催化气化方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101974349B (zh) 2015-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5959665B2 (ja) 高温且つ常圧でのバイオマスガス化アイランド法
CN202543155U (zh) 以热载体为基础的气化燃烧及催化剂再生联合循环系统
CN102277202B (zh) 一种高温裂解垃圾和生物质制煤气的方法
CN104479743B (zh) 一种以水蒸气为气化介质的垃圾等离子体气化炉
CN201010626Y (zh) 生物质高能值高洁净旋流床燃烧分段气化装置
CN103740409B (zh) 一种多级配气高温煤气化装置及方法
CN104974795A (zh) 蓄热式高温空气气化、等离子熔融的生活垃圾气化炉
CN102146301A (zh) 一种复合外热固定床两段式煤气化的方法及煤气炉
CN103666573A (zh) 等离子体固定床气化固体废物的加压气化工艺及系统
CN102746902B (zh) 一种有机废弃物的气化方法及专用气化炉
CN202643644U (zh) 等离子技术处理生活垃圾的系统集成装置
CN106833690A (zh) 一种移动床固体废物分段式热解气化工艺及其系统
CN206637622U (zh) 一种生活垃圾热解炉
CN204848778U (zh) 蓄热式高温空气气化、等离子熔融的生活垃圾气化炉
Zeng et al. A review of pyrolysis gasification of MSW
CN202164281U (zh) 反向气化无焦油煤气发生炉
CN203668320U (zh) 等离子体固定床气化固体废物的加压气化系统
CN101974349B (zh) 低灰熔点、生物质原料固定床气化防止炉内结渣方法
CN202390400U (zh) 生物质合成气冷却用水管式余热锅炉
CN206927848U (zh) 一种生活垃圾热解系统
CN101671576B (zh) 利用合成气返烧的辅助气化工艺及其设备
CN104178234A (zh) 焦炉煤气与发生炉煤气制备天然气及余热利用方法和系统
CN108179029A (zh) 一种碳循环的清洁煤气化技术
CN108504396A (zh) 一种生物质分段式气化方法及其专用设备
CN204325273U (zh) 一种以水蒸汽为气化介质的垃圾等离子体气化炉

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Gaoyou Linyuan Science and Technology Empolder Co., Ltd.

Document name: Notification to Pay the Fees

DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Gaoyou Linyuan Science and Technology Empolder Co., Ltd.

Document name: Notification of Decision on Request for Restoration of Right