生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置的制作方法

本发明涉及生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置。适用于生物质分布式固碳和能源化应用领域。

背景技术：

1、随着能源与环保要求的提升，生物制炭行业面临装备技术落后，环保排放不达标问题严重，大批制炭企业关闭，与此同时高品质的高温精炭市场严重缺货，而且这趋势越来越严重，制炭行业急需要进行装备技术的更新。

2、除此之外，随着碳中和经济转型发展需要，农林秸秆等生物质固碳和联产绿色能源的市场需求，如何能够充分地科学利用生物质所含的绿色固定碳和挥发碳成为碳中和技术的重要研究方向。按能态学的研究，生物质炭化联产合成气是最经济且对碳中和贡献最大的技术路径。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，利用制氧技术实现无氮燃烧外燃式高温干馏生物质的工艺，实现零排放的同时，将绿色固定碳转化成生物炭，同时生成高价值的合成气，合成气可直接用作燃气燃烧供热，也可以进一步合成绿色甲醇。

2、本发明所采用的技术方案是：生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于，包括：

3、迴转窑，具有炭化外燃烧室和置于炭化外燃烧室内的炭化迴转筒体；

4、预热机构，具有设置于所述炭化外燃烧室内的燃烧器，用于利用外部燃气对炭化外燃烧室内的所述炭化迴转筒体进行预热，以使炭化迴转筒体内生物质原料炭化并产生生物质合成气；

5、生物质合成气收集处理机构，安装于所述炭化迴转筒体上，用于收集炭化迴转筒体内产生的生物质合成气；

6、加热机构，具有设置于所述炭化外燃烧室内的燃烧器，并与所述生物质合成气收集处理机构相连，用于利用生物质合成气加热炭化外燃烧室内的所述炭化迴转筒体，以使炭化迴转筒体内生物质原料炭化并产生生物质合成气；

7、尾气净化机构，接于所述炭化外燃烧室顶部，用于净化炭化外燃烧室内燃烧产生的尾气；

8、尾气循环机构，其进气端接于所述炭化外燃烧室顶部，出气端接于炭化外燃烧室上与所述燃烧器对应位置；

9、供氧机构，接于所述尾气循环机构上，用于为尾气循环机构提供氧气，以使氧气在尾气循环机构内与尾气混合形成供给燃烧器的助燃气体。

10、还包括：

11、火焰温度计，设置于所述炭化外燃烧室内，用于监测炭化外燃烧室内火焰温度；

12、控制器，与所述火焰温度计和尾气循环机构连接，用于基于火焰温度计采集的炭化外燃烧室内火焰温度控制尾气循环机构。

13、还包括：

14、炭化温度计，设置于所述炭化迴转筒体内，用于监测炭化迴转筒体内生物质干馏炭化温度；

15、控制器，与所述炭化温度计和加热机构连接，用于基于炭化温度计采集的炭化迴转筒体内生物质干馏炭化温度控制加热机构。

16、还包括设置于所述炭化外燃烧室顶部的尾气余热利用机构，炭化外燃烧室经尾气余热利用机构连通所述尾气净化机构和尾气循环机构。

17、所述尾气余热利用机构包括干燥迴转筒体，用于利用尾气的余热干燥生物质原料。

18、还包括：

19、蒸汽锅炉(或其它燃气热力设备)，与所述生物质合成气收集处理机构相连，用于利用生物质合成气燃烧加热，产出绿色蒸汽(或热水、导热油等)。

20、所述预热机构包括液化天然气储罐，液化天然气储罐经天然气管连通所述炭化外燃烧室内的燃烧器，天然气管上装有天然气减压阀和天然气电磁阀。

21、所述生物质合成气收集处理机构包括旋风分离器。

22、所述加热机构包括连通所述生物质合成气收集处理机构和所述炭化外燃烧室内燃烧器的生物质合成气支管，该生物质合成气支管上装有生物质合成气高温增压风机和生物质合成气调节阀。

23、所述尾气净化机构具有尾气主管，尾气主管上沿尾气流动方向依次设有多级水冷却器和二氧化碳多级压缩机，二氧化碳多级压缩机输出端经二氧化碳冷凝器连接气液分离器，气液分离器出气口连通尾气净化器。

24、所述尾气循环机构具有尾气支管，尾气支管上装有尾气调节阀和尾气耐高温鼓风机。

25、所述供氧机构包括制氧机、氧气储罐和氧气调节阀。

26、所述的预热机构可以采用独立的燃气燃烧器，独立预热机构可以安装在外燃烧室的另一端，和加热机构分置在外燃烧室的两端。

27、本发明的有益效果是：本发明通过尾气循环机构和供氧机构将原有助燃空气更换成人工配置的去氮气的富氧燃烧尾气，配合炭化副产物生物质合成气(零碳排放的气体燃料)，使装置可生产高温(850℃以上)炭；通过尾气净化机构对净排空燃烧尾气冷却加压液化获取绿色二氧化碳，并且实现绿色二氧化碳捕捉，达到接近零排放远优于目前最严苛的尾气排放标准。

28、本发明使生物质资源的利用率更高，设备投资的性价比大幅提高，回收期缩短，为进一步利用绿色二氧化碳生产绿色甲醇燃料奠定绿色二氧化碳生产的基础。

技术特征：

1.生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1所述的生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于，还包括设置于所述炭化外燃烧室顶部的尾气余热利用机构，炭化外燃烧室经尾气余热利用机构连通所述尾气净化机构和尾气循环机构。

5.根据权利要求4所述的生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于：所述尾气余热利用机构包括干燥迴转筒体，用于利用尾气的余热干燥生物质原料。

6.根据权利要求1所述的生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求1所述的生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于：所述预热机构包括液化天然气储罐，液化天然气储罐经天然气管连通所述炭化外燃烧室内的燃烧器，天然气管上装有天然气减压阀和天然气电磁阀。

8.根据权利要求1所述的生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于：所述生物质合成气收集处理机构包括旋风分离器和合成气冷却器。

9.根据权利要求1所述的生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于：所述加热机构包括连通所述生物质合成气收集处理机构和所述炭化外燃烧室内燃烧器的生物质合成气支管，该生物质合成气支管上装有生物质合成气高温增压风机和生物质合成气调节阀。

10.根据权利要求1或4或5所述的生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于：所述尾气净化机构具有尾气主管，尾气主管上沿尾气流动方向依次设有多级水冷却器和二氧化碳多级压缩机，二氧化碳多级压缩机输出端经二氧化碳冷凝器连接气液分离器，气液分离器出气口连通尾气净化器。

11.根据权利要求1或4或5所述的生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于：所述尾气循环机构具有尾气支管，尾气支管上装有尾气调节阀和尾气耐高温鼓风机。

12.根据权利要求1所述的生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于：所述供氧机构包括制氧机、氧气储罐和氧气调节阀。

13.根据权利要求1所述的生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置，其特征在于：所述的预热机构可以采用独立的燃气燃烧器，设置于所述炭化外燃烧室内，利用外部燃气对炭化外燃烧室内的所述炭化迴转筒体进行预热，待合成气生成稳定之后再切换成利用自产合成气的加热机构燃烧供热。所述的独立预热机构可以安装在外燃烧室的另一端，和加热机构分置在外燃烧室的两端。

技术总结本发明涉及生物质双迴转窑无氮燃烧高温炭化联产合成气装置。适用于生物质分布式固碳和能源化应用领域。技术方案包括：迴转窑，具有炭化外燃烧室和置于炭化外燃烧室内的炭化迴转筒体；预热机构，具有设置于炭化外燃烧室内的燃烧器；生物质合成气收集处理机构，安装于炭化迴转筒体上；加热机构，具有设置于炭化外燃烧室内的燃烧器，并与生物质合成气收集处理机构相连；尾气净化机构，接于炭化外燃烧室顶部；尾气循环机构，其进气端接于炭化外燃烧室顶部，出气端接于炭化外燃烧室上与燃烧器对应位置；供氧机构，接于尾气循环机构上，用于为尾气循环机构提供氧气，以使氧气在尾气循环机构内与尾气混合形成供给燃烧器的助燃气体。技术研发人员：胡振民,朱振康,章华伟,胡文婷,熊树生,章华丰受保护的技术使用者：杭州竹能科技发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/17