一种原料气化系统和原料气化方法与流程

本发明涉及生物质气化，特别是涉及一种原料气化系统和原料气化方法。

背景技术：

1、生物质作为最具潜力的可再生能源已成为第四大能源，与传统能源煤炭、石油、天然气相比，开发潜力十分大，我国生物质资源主要为各类剩余物和废弃物（被动型生物质资源），主要包括农业废弃物、林业废弃物、畜禽粪污、生活垃圾、污水污泥等，我国生物质能源利用的主要途径包括发电、制取成型燃料及生产燃气，但随着其他新能源的快速发展，以生物质能源为原料制取液体燃料或化工品的应用前景日益明朗，而生物质气化技术是其龙头产业，是实现生物质清洁高效利用的关键技术。

2、目前与成熟的煤气化技术相同的是，生物质气化技术根据物料在气化炉内的流动状态，也分为固定床、流化床、气流床三大类；但由于生物质低可磨指数、高钠钾、高含水、低灰分、低灰熔点、低燃点、含油、粘温特性特殊、成浆性差等理化特性，煤气化装备并不用直接用于生物质气化；固定床生物质气化装置具有流程简单、操作方便、投资低等优势，但普遍存在处理量小、转化率低、环保性差、原料要求高等缺点，不利于生物质气化技术的清洁高效利用；气流床生物质气化技术具有转化率高、环保性好、处理量大、自动化程度高等优点，但由于生物质原料成浆性差、低可磨指数、低燃点、粘温特性特殊等性质，气流床气化无法直接利用生物质，需要将生物质原料进行预炭化，造成原料资源浪费、原料预处理成本高、能源利用率低等缺点，而且气流床气化技术高压化、大型化的特点，对于资源分布相对分散的生物质，会导致收集成本增加，规模匹配度低，运行经济性差等问题；流化床生物质气化技术与固定床、气流床气化技术相比，具有原料要求低、规模适中、环保指标好、能源利用率高等优势，更具竞争力，但现有流化床气化技术，由于生物质低灰熔点的特性，为防止炉膛结焦，床层温度控制较低，碳转化率低，原料适应性差，同时由于生物质高挥发分、低灰的特性，部分流化床气化技术还需要额外增加床料，系统工艺复杂。

3、因此人们亟需一种可调控温度，提高气化效率以及原料适应性的原料气化系统。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种原料气化系统和原料气化方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过调控气化装置的温度以及工作负荷，避免炉膛结焦失流化问题，提高气化效率以及原料适用性。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种原料气化系统，包括给料装置、气化装置、用于控制所述气化装置温度的控温装置以及气化气处理单元，所述给料装置的原料出口与所述气化装置的原料进口连通，所述气化装置的气化气出口与所述气化气处理单元的气化气入口相连通，所述控温装置包括气化剂输送管路、第一输送管路以及第二输送管路，所述第一输送管路以及所述第二输送管路分别通过第一调节阀组与第二调节阀组与所述气化剂输送管路相连通，所述气化装置内设置有若干个固定风帽以及灵活风帽，所述灵活风帽与所述第二输送管路连通，所述固定风帽与所述第一输送管路连通，所述气化剂输送管路上设置有用于调节总气化剂量以及气化剂比例的调节阀组。

3、优选的，所述控温装置还包括保护气输送管路，所述保护气输送管路通过第三调节阀组与所述第二输送管路连通；所述气化装置底部设置有布风盘，所述布风盘上设置有若干个所述固定风帽以及所述灵活风帽。

4、优选的，所述气化气处理单元包括用于对气化气除尘的除尘装置，气化装置的气化气出口与所述除尘装置连通。

5、优选的，所述气化装置与所述气化气处理单元之间设置有气固分离装置，所述气固分离装置的进气口与所述气化装置的气化气出口连通，所述气固分离装置的出气口与所述气化气处理单元的气化气入口连通，所述气固分离装置的出固口通过返料装置与所述气化装置的返料口连通。

6、优选的，所述气化气处理单元包括蒸汽发生装置、蒸汽过热装置以及汽水分离装置，所述蒸汽发生装置的气化气入口与所述气化装置的气化气出口连通，所述蒸汽发生装置的进水口与所述汽水分离装置的出水口连通，所述蒸汽发生装置的汽水混合物出口与所述汽水分离装置的汽水混合物入口连通，所述汽水分离装置设置有补水口，所述汽水分离装置的蒸汽出口与所述蒸汽过热装置的蒸汽入口连通，所述蒸汽过热装置的气化气入口与所述蒸汽发生装置的气化气出口连通，所述蒸汽过热装置的蒸汽出口与蒸汽外供管路连通，所述蒸汽发生装置以及所述蒸汽过热装置利用气化气的余热生成蒸汽。

7、优选的，所述蒸汽过热装置的蒸汽出口以及氧气供应管路与所述气化装置的气化剂入口连通。

8、优选的，所述气化装置的粗渣出口与粗渣冷却装置连通。

9、优选的，所述原料气化系统还包括除氧装置以及为所述粗渣冷却装置提供冷却介质的脱盐水管路，所述粗渣冷却装置的脱盐水出口与所述除氧装置的脱盐水入口连通，所述汽水分离装置的蒸汽出口与所述除氧装置的蒸汽入口连通，所述除氧装置的出水口与所述汽水分离装置的补水口连通。

10、优选的，所述给料装置包括依次连接的斗式提升机、皮带输送机、原料仓以及螺旋输送机，所述螺旋输送机的原料出口与所述气化装置的原料入口连通，所述斗式提升机的原料入口与暂存及预处理装置连通，所述暂存及预处理装置与对原料进行破碎压块的原料成型装置连通。

11、本发明还提供一种应用上述原料气化系统的原料气化方法，包括以下步骤：

12、s1：原料经给料装置进入气化装置内与气化剂进行气化反应；

13、s2：气化装置产出的气化气进入气化气处理单元内进行处理；

14、s3：根据气化装置内原料的性质，通过控温装置调整气化装置的温度以及工作负荷。

15、本发明相对于现有技术主要取得了以下技术效果：

16、可针对气化的原料特性利用控温装置控制气化装置的温度以及工作负荷，避免炉膛结焦失流化问题，提高气化效率以及原料适用性。

17、本发明其他方案相对于现有技术取得了以下技术效果：

18、采用与第一输送管路连通的固定风帽和与第二输送管路连通的灵活风帽组合的布风方式，可适应不同原料、不同负荷的调节。

19、充分利用气化气余热副产蒸汽，除系统自用还可实现外供；同时将产出的粗渣的余热进行回收，加热脱盐水用于除氧装置补水，节约除氧蒸汽消耗，提高系统热效率。

技术特征：

1.一种原料气化系统，其特征在于，包括给料装置、气化装置、用于控制所述气化装置温度的控温装置以及气化气处理单元，所述给料装置的原料出口与所述气化装置的原料进口连通，所述气化装置的气化气出口与所述气化气处理单元的气化气入口相连通，所述控温装置包括气化剂输送管路、第一输送管路以及第二输送管路，所述第一输送管路以及所述第二输送管路分别通过第一调节阀组与第二调节阀组与所述气化剂输送管路相连通，所述气化装置内设置有若干个固定风帽以及灵活风帽，所述灵活风帽与所述第二输送管路连通，所述固定风帽与所述第一输送管路连通，所述气化剂输送管路上设置有用于调节总气化剂量以及气化剂比例的调节阀组。

2.根据权利要求1所述的原料气化系统，其特征在于，所述控温装置还包括保护气输送管路，所述保护气输送管路通过第三调节阀组与所述第二输送管路连通；所述气化装置底部设置有布风盘，所述布风盘上设置有若干个所述固定风帽以及所述灵活风帽。

3.根据权利要求1所述的原料气化系统，其特征在于，所述气化气处理单元包括用于对气化气除尘的除尘装置，气化装置的气化气出口与所述除尘装置连通。

4.根据权利要求1所述的原料气化系统，其特征在于，所述气化装置与所述气化气处理单元之间设置有气固分离装置，所述气固分离装置的进气口与所述气化装置的气化气出口连通，所述气固分离装置的出气口与所述气化气处理单元的气化气入口连通，所述气固分离装置的出固口通过返料装置与所述气化装置的返料口连通。

5.根据权利要求1所述的原料气化系统，其特征在于，所述气化气处理单元包括蒸汽发生装置、蒸汽过热装置以及汽水分离装置，所述蒸汽发生装置的气化气入口与所述气化装置的气化气出口连通，所述蒸汽发生装置的进水口与所述汽水分离装置的出水口连通，所述蒸汽发生装置的汽水混合物出口与所述汽水分离装置的汽水混合物入口连通，所述汽水分离装置设置有补水口，所述汽水分离装置的蒸汽出口与所述蒸汽过热装置的蒸汽入口连通，所述蒸汽过热装置的气化气入口与所述蒸汽发生装置的气化气出口连通，所述蒸汽过热装置的蒸汽出口与蒸汽外供管路连通，所述蒸汽发生装置以及所述蒸汽过热装置利用气化气的余热生成蒸汽。

6.根据权利要求5所述的原料气化系统，其特征在于，所述蒸汽过热装置的蒸汽出口以及氧气供应管路与所述气化装置的气化剂入口连通。

7.根据权利要求5所述的原料气化系统，其特征在于，所述气化装置的粗渣出口与粗渣冷却装置连通。

8.根据权利要求7所述的原料气化系统，其特征在于，所述原料气化系统还包括除氧装置以及为所述粗渣冷却装置提供冷却介质的脱盐水管路，所述粗渣冷却装置的脱盐水出口与所述除氧装置的脱盐水入口连通，所述汽水分离装置的蒸汽出口与所述除氧装置的蒸汽入口连通，所述除氧装置的出水口与所述汽水分离装置的补水口连通。

9.根据权利要求1所述的原料气化系统，其特征在于，所述给料装置包括依次连接的斗式提升机、皮带输送机、原料仓以及螺旋输送机，所述螺旋输送机的原料出口与所述气化装置的原料入口连通，所述斗式提升机的原料入口与暂存及预处理装置连通，所述暂存及预处理装置与对原料进行破碎压块的原料成型装置连通。

10.一种原料气化方法，其特征在于，应用如权利要求1-9任一项所述的原料气化系统，包括以下步骤：

技术总结本发明公开一种原料气化系统和原料气化方法，涉及生物质气化技术领域，包括：控温装置以及依次连通的给料装置、气化装置以及气化气处理单元，控温装置包括气化剂输送管路、第一输送管路以及第二输送管路，第一输送管路以及第二输送管路分别通过第一调节阀组与第二调节阀组与气化剂输送管路相连通，气化装置内设置有若干个与第一输送管路连通的固定风帽以及与第二输送管路连通灵活风帽，气化剂输送管路上设置有用于调节总气化剂量及气化剂比例的调节阀组；本发明中可针对气化的原料特性利用控温装置控制气化装置的温度以及工作负荷，避免炉膛结焦失流化问题，提高气化效率以及原料适用性。技术研发人员：刘淑媛,阳绍军,刘璐,王丹,郝丽丽受保护的技术使用者：中科合肥煤气化技术有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/13