一种有机固废热解气化集中供气系统和方法与流程

本发明涉及有机固体废弃物处理，尤其涉及一种有机固废热解气化集中供气系统和方法。

背景技术：

1、有机固废热解气化技术用途广泛、原料种类和规模适应性强，是实现可燃固体废弃物处理和生物质分布式开发利用的有效途径，热解气化产物可部分替代化石能源。由于生物质等有机固废的热化学不完全转化特性，热解气化反应过程不可避免地产生焦油和粉尘等杂质，可导致下游燃气输送管路及利用设备发生堵塞、腐蚀、结垢等，从而影响燃气利用过程的效率及长期运行的稳定性。将粗燃气水洗是最简单且应用最广泛的焦油脱除方法，但这种方法不仅造成粗燃气显热浪费，而且粗燃气中的焦油与飞灰相互粘附进入到洗涤水里，仅仅是对污染物的转移，难以实现再回收利用。

2、目前，为了提高燃气热值或特定可燃气体含量，可采用双流化床气化、化学链气化和外热式气化等技术；为了降低燃气中的焦油含量，可利用新型气化技术如两段式气化、气流床气化和等离子体气化等技术。但这些技术由于成本高、能耗大或技术瓶颈等问题，短期内难以得到规模化推广。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种有机固废热解气化集中供气系统和方法，采用富氧与水蒸气混合气化工艺，实现分步、分区的热解气化耦合反应过程，提高燃气品质及运行稳定性，促进焦油及固态半焦产物的进一步分解，提高热解气化效率，产气热值高、焦油含量低。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，一种有机固废热解气化集中供气系统，包括依次连通的原料处理单元、燃气制备单元、燃气净化单元以及附属单元；

4、所述原料处理单元用于向燃气制备单元输送热解气化原料；

5、所述燃气制备单元包括循环流化床气化炉和气固分离装置，所述循环流化床气化炉的烟气出口连通气固分离装置，气固分离装置的固态分离物出口连通循环流化床气化炉，所述气固分离装置的气态分离物出口连通燃气净化单元；

6、所述循环流化床气化炉的底部连通水蒸气供给装置和进风装置；

7、所述燃气净化单元包括显热回收利用装置和除尘除焦装置；

8、所述附属单元包括燃气加压装置、燃气放散装置、焦油收集装置。

9、第二方面，一种使用上述有机固废热解气化集中供气系统的供气方法，包括以下步骤：

10、s1、将有机固废筛分，并将有机固废破碎至小于1cm的粒径；

11、s2、将破碎后的有机固废进行热解气化，热解产物在富氧空气与水蒸气作用下发生气化重整反应，产生可燃混合气体；

12、s3、将s2中获得的产物进行气固分离，固态分离物重新进行s2的过程，气态分离物进行冷却降温和除尘除焦，成为燃气；

13、s4、燃气加压后送至燃气用户；

14、其中，利用蒸汽回收s3中冷却降温的热量，升温后的蒸汽通入循环流化床气化炉和除焦装置；

15、利用空气回收s3中冷却降温的热量，升温后的热空气通入循环流化床气化炉。

16、本发明的有益效果如下：

17、1.本发明采用的循环流化床气化技术具有气化效率高、负荷调节范围大的优点，同时具有良好的燃料适应性，特别适用于有机固废的热解气化处理；循环流化床气化炉的底部连通水蒸气供给装置和进风装置，能够采用富氧与水蒸气混合气化工艺：水蒸气气化重整，实现生物质高效、高强度的气化；富氧气化技术，减小空气中氮气对于气化燃气有效组分的稀释效应，促进气化还原反应，实现生物质燃料中有机组分的充分转化及能量释放，以提高热解气化效率，产气热值高、焦油含量低。

18、2.本发明产生的生物质燃气通过余热锅炉、高温陶瓷滤管除尘器、空预器、省煤器、间冷器和电捕焦油器进行显热利用和冷却净化，产出清洁燃气主产品，并集中产生工业蒸汽、生物质焦油等副产品，最大程度的实现能量回收与副产物清洁高效利用。

19、3.本发明中的燃气净化除尘除焦环节，首先通过高温陶瓷滤管除尘器的设置，可将生物质气化过程产生的焦油、木醋液等粘稠类物质在保持高温气态条件下，实现生物质气化燃气中飞灰的有效分离，避免焦油与飞灰之间的粘附，为飞灰的综合利用及焦油的清洁回收创造有利条件；系统收集到的焦油均通过密闭的罐体、管道、油泵进行储存或输送，并采用蒸汽加热、电热带伴热、焦油破乳剂等组合方式，保证焦油输送效果，避免造成管路堵塞、二次污染等疑难问题。

20、4.本发明的供气方法，利用热解气体产物、半焦固体产物与水蒸气混合进一步发生气化重整反应，最终生成h2、co、ch4等混合气体，实现生物质燃料中有机组分的充分转化及能量释放，以提高热解气化效率，产气热值高、焦油含量低。

技术特征：

1.一种有机固废热解气化集中供气系统，其特征在于，包括依次连通的原料处理单元、燃气制备单元、燃气净化单元以及附属单元；

2.如权利要求1所述的有机固废热解气化集中供气系统，其特征在于，所述原料处理单元包括依次连接的原料收储预处理装置和临存及炉前输送装置，炉前输送装置包括螺旋密封进料装置，螺旋密封进料装置的物料出口连通循环流化床气化炉。

3.如权利要求1所述的有机固废热解气化集中供气系统，其特征在于，气固分离装置包括旋风分离器，旋风分离器用于将循环流化床气化炉的烟气进行气固分离，固态分离物出口通过返料阀连通循环流化床气化炉。

4.如权利要求1所述的有机固废热解气化集中供气系统，其特征在于，所述循环流化床气化炉底部设置排渣口，并在循环流化床气化炉内部设置温压监测系统，用于根据炉内运行压力与温度变化进行适时排渣；排渣口连通滚筒冷渣机。

5.如权利要求1所述的有机固废热解气化集中供气系统，其特征在于，所述显热回收利用装置包括：与锅炉给水系统依次连接的省煤器和过热器及余热锅炉；与通进风装置连通的空预器；

6.如权利要求5所述的有机固废热解气化集中供气系统，其特征在于，所述过热器和余热锅炉通过省煤器连通锅炉给水系统，用于将气态分离物的余热回收至水蒸气供给装置产生的蒸汽中，空预器连通进风装置，用于将气态分离物的余热回收至进风装置的产生进风中；

7.如权利要求5所述的有机固废热解气化集中供气系统，其特征在于，所述高温陶瓷滤管除尘器连通氮气发生装置。

8.如权利要求5所述的有机固废热解气化集中供气系统，其特征在于，所述电捕焦油器的燃气出口通过燃气管路连通至燃气用户，所述电捕焦油器的焦油出口连通焦油收集装置。

9.如权利要求5所述的有机固废热解气化集中供气系统，其特征在于，所述燃气管路上设置燃气加压装置。

10.一种使用如权利要求1-9任一所述的有机固废热解气化集中供气系统的供气方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明提供了一种有机固废热解气化集中供气系统和方法，涉及有机固体废弃物处理技术领域。系统包括：依次连通的原料处理单元、燃气制备单元、燃气净化单元以及附属单元；原料处理单元用于向燃气制备单元输送热解气化原料；燃气制备单元包括循环流化床气化炉和气固分离装置，循环流化床气化炉的烟气出口连通气固分离装置，气固分离装置的固态分离物出口连通循环流化床气化炉，气固分离装置的气态分离物出口连通燃气净化单元；循环流化床气化炉的底部连通水蒸气供给装置和进风装置；燃气净化单元包括显热回收利用装置和除尘除焦装置。采用富氧与水蒸气混合气化工艺，促进气化还原反应，产气热值高、焦油含量低。技术研发人员：刘阳,董军鸽,张海豹,董磊,张兆玲,徐鹏举,于杰,常加富,沙响玲受保护的技术使用者：山东百川同创能源有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/19