CN103980944A - 一种高温裂解生物质制燃气的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温裂解生物质制燃气的方法。裂解制气炉分上下两段，上段炉膛内设有让生物质裂解的换热器，下段设有让焦油催化裂解的加热器及催化剂，上下炉膛连通；原料从炉加入口连续或间歇加入，加入炉中的原料因炉内换热器列管中有自下而上的高温裂解气，原料自上而下被干燥和裂解，生成裂解气、生物质炭和焦油。生成的裂解气带着生物质炭和焦油而进入下段焦油裂解段，在此段裂解气、生物质炭和焦油被加热装置加热到焦油催化裂解温度，裂解气中的焦油99.5%被裂解为燃气和生物质炭；裂解了焦油后的裂解气经分离了生物质炭和灰渣后进上段换热器列管管程内，把热量传给管外物料裂解。本发明制出的燃气热值高，无焦油。

Description

一种高温裂解生物质制燃气的方法

技术领域

本发明涉及一种高温裂解生物质制燃气的方法。

背景技术

现行的固定床生物质热裂解炉无论是上吸式还是下吸式炉，燃气出口温度较低，出口气体中带有生物油、焦油。油、气分离工艺复杂，很难完全分离；有的采用水洗或过滤，而实际焦油会转入水中，严重污染环境，很难实际应用。同时现行的固定床裂解炉是采用空气中的氧和生物质在炉内燃烧提供裂解所需热能，燃烧的产物是二氧化碳和水。而生物质内氧元素含量又较高，因此这样裂解产生的裂解气中二氧化碳含量高，而有效成分含量低，裂解气热值低，应用受到限制。 

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，外供一种热量供生物质高温裂解制燃气。提供的热量先将裂解气加热催化，将裂解气中的生物质油和焦油转化成燃气和生物质炭。然后将已经除去了生物质油和焦油的高温裂解气的显热间接加热生物质原料，使其裂解。

本发明采用的技术方案如下：一种高温裂解生物质制燃气的方法，其特征在于包括以下设备和工艺流程：

裂解制气炉分上下两段，上段炉膛内设有让生物质裂解的换热器，下段炉膛内设有让油、焦油催化裂解的加热器及催化剂，上下炉膛连通；

原料从炉加入口连续或间歇加入，加入炉中的原料因炉内换热器列管中有自下而上的高温燃气，原料自上而下被干燥和裂解，生成裂解气、生物质炭、生物质油和焦油；生成的裂解气带着生物质炭、生物质油和焦油进入下段焦油裂解段；

在焦油裂解段，裂解气、生物质炭、生物质油和焦油被加热装置加热到焦油催化裂解温度，此高温气体通过放在炉篦上的裂解催化剂时，高温气体中生物质油和焦油被催化裂解成为燃气和生物质炭，裂解气中的生物质油、焦油99.5%被裂解为燃气和生物质炭；

与同时，此段的生物质炭部分或全部与裂解气中的二氧化碳和水蒸汽生成一氧化碳和氢气，裂解了焦油、物质油后的裂解气带着生物质炭和灰渣从炉底出口管出来，进旋风分离器，经分离了生物质炭和灰渣后的裂解气从分离器出来，进换热器列管管程内，把热量传给管外物料裂解，生物质炭和灰渣从旋风分离器下部生物质炭出口缷出；经换热器的裂解气温度降低后从热交换器列管管程出口管出来进裂解炉燃气出口阀，送去洗气塔进一步除尘降温；然后进煤气鼓风机进口；

煤气鼓风机出口分三路，一路送发电气柜，另一路经一氧化碳吸附罐将燃气中一氧化碳降低到20%后送去居民用气气柜，一氧化碳吸附罐解吸的一氧化碳送去发电气柜，与原燃气混合后送燃气发电机发电，第三路是燃气回流路，为了调节全炉上下段的热量平衡和促进制气炉上段的燃气和生物质炭向下段流动，可调节上段燃气回流进口阀调节燃气回流的燃气量。

上述裂解制气炉上段中的换热器可以是管式、翅式、流体连接间接式换热器，安装形式可以为横式或竖式。

上述加热裂解气的方法可两种中任选择一种：一种为电能加热，另一种为烧嘴喷入的高

温燃烧气加热。

为了测到各段温度便于调节工况，炉内设置了几根测温套管供装热电偶用。

本发明的优点：保护环境：由于燃气中焦油被裂解，不会造成焦油的二次污染。提高燃气质量：本发明的使生物质热裂解气中的焦油含量除去99.5%，完全符合国家居民用燃气标准和燃气发电要求；提高了有效燃气量产：由于焦油裂解温度与生物质炭还原温度一致，因此裂解气中的二氧化碳和水蒸汽几乎使全部生物质炭反应生成一氧化碳和氢气，生物质裂解后仅剩灰渣。同时把有害的焦油裂解成燃气，从而提高生物质单位质量的有效产气量。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图中：1是裂解炉燃气出口阀， 2是炉顶燃气出口管， 3是炉加料口，4是换热器列管，5是换热器封头，6是封头进口管，7是测温套管 ，8是加热装置   9是焦油裂解催化剂，10是炉篦，11是炉底气体出口管，12是旋风除尘器，13是生物质炭出口，14是洗气塔，15是洗气塔排水水封，16是煤气鼓风机，17是炉上段燃气回流进口阀，18一氧化碳吸附罐，19是发电气柜，20是居民用燃气柜。

具体实施方式

下面根据附图和具体实施方式对本发明的制气工艺详细说明如下：

从炉加料口3连续或间歇加入原料，加入炉中的原料因炉内换热器列管4中有自下而上的高温燃气，原料自上而下被干燥和裂解，生成裂解气和生物质炭、生物质油和焦油。生成的裂解气带着生物质炭、生物质油和焦油进入下段焦油裂解段，在此段裂解气、生物质炭、生物质油和焦油被加热装置8加热到800℃以上，已达焦油裂解温度的高温气体中的焦油和生物质油通过放在炉篦10上的裂解催化剂9而催化裂解，裂解气中的生物质油、焦油99.5%被裂解为燃气和生物质炭。同时，此处的生物质炭部分或全部与裂解气中的二氧化碳和水蒸汽反应生成一氧化碳和氢气。裂解了焦油后的裂解气从炉底出口管11出来，经旋风分离器12，分离了生物质炭和灰渣后的裂解气从封头进口管6进换热器封头5再进入换热器列管管程内，把热量传给管外物料裂解。生物质炭和灰渣从旋风分离器下部生物质炭出口13缷出。经换热器的裂解气温度降低后从换热器列管管程燃气出口管2出来经裂解炉燃气出口阀1送去洗气塔14进一步除尘降温。然后进煤气鼓风机16进口，煤气鼓风机出口燃气分三路，一路送发电气柜19，另一路经一氧化碳吸附罐18将燃气中一氧化碳降低到20%后送去居民用气气柜20，一氧化碳吸附罐18解吸的一氧化碳送去发电气柜19，与原燃气混合后送燃气发电机发电。第三路是燃气回流路：为了调节全炉上下段的热量平衡和促进制气炉上段的裂解气和生物质炭向下段流动，可调节上段燃气回流进口阀17调节回流的燃气量。

本发明裂解制气炉上段中的换热器可以是管式、翅式、流体连接间接式换热器。安装形式可以为横式或竖式。

本发明裂解制气炉下段的加热装置8的加热方法是在以下两种加热方法中任选择一种：一种为电能加热，另一种为烧嘴喷入的高温燃烧气加热。

为了测到各段温度便于调节工况，炉内设置了几根测温套管7供装热电偶用。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (3)

1.一种高温裂解生物质制燃气的方法，其特征在于包括以下设备和工艺流程：

裂解制气炉分上下两段，上段炉膛内设有让生物质裂解的换热器，下段炉膛内设有让油、焦油催化裂解的加热器及催化剂，上下炉膛连通；

原料从炉加入口连续或间歇加入，加入炉中的原料因炉内换热器列管中有自下而上的高温燃气，原料自上而下被干燥和裂解，生成裂解气、生物质炭、生物质油和焦油；生成的裂解气带着生物质炭、生物质油和焦油进入下段焦油裂解段；

在焦油裂解段，裂解气、生物质炭、生物质油和焦油被加热装置加热到焦油催化裂解温度，此高温气体通过放在炉篦上的裂解催化剂时，高温气体中生物质油和焦油被催化裂解成为燃气和生物质炭，裂解气中的生物质油、焦油99.5%被裂解为燃气和生物质炭；

与同时，此段的生物质炭部分或全部与裂解气中的二氧化碳和水蒸汽生成一氧化碳和氢气，裂解了焦油、物质油后的裂解气带着生物质炭和灰渣从炉底出口管出来，进旋风分离器，经分离了生物质炭和灰渣后的裂解气从分离器出来，进上段换热器列管管程内，把热量传给管外物料裂解；生物质炭和灰渣从旋风分离器下部生物质炭出口缷出；经换热器的裂解气温度降低后从热交换器列管管程出口管出来进裂解炉燃气出口阀，送去洗气塔进一步除尘降温；然后进煤气鼓风机进口；

煤气鼓风机出口分三路，一路送发电气柜，另一路经一氧化碳吸附罐将燃气中一氧化碳降低到20%后送去居民用气气柜，一氧化碳吸附罐解吸的一氧化碳送去发电气柜，与原燃气混合后送燃气发电机发电，第三路是燃气回流路，为了调节全炉上下段的热量平衡和促进制气炉上段的燃气和生物质炭向下段流动，可调节上段燃气回流进口阀调节燃气回流的燃气量。

2. 根据权利要求1所述的高温裂解生物质制燃气的方法，其特征在于：所述裂解制气炉上段的换热器是管式、翅式、流体连接间接式换热器，安装形式为横式或竖式。

3.根据权利要求1所述的高温裂解生物质制燃气的方法，其特征在于：加热装置的加热方法是在以下两种加热方法中任选择一种：一种为电能加热，另一种为烧嘴喷入的高温燃烧气。