СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАЗИФИКАЦИИ БИОМАССЫ ПУТЕМ РЕЦИРКУЛЯЦИИ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА БЕЗ КИСЛОРОДА

1. Способ рециркуляции диоксида углерода при газификации биомассы, причем в соответствии с данным способом только диоксид углерода используют в качестве агента газификации для газификации биомассы с получением синтез-газа, а синтез-газ используют для производства нефтепродуктов в отсутствии кислорода, при этом способ включает:
2
4
2
2
2
1) стадию газификации: использование диоксида углерода в качестве агента газификации, проведение в газификаторе газификации биомассы диоксидом углерода при подводе вспомогательной энергии извне и, тем самым, получение синтез-газа, содержащего СО, СО, СН, Н, НО, НS и COS, при этом агент газификации - диоксид углерода - отбирают на следующих стадиях;
2) стадию охлаждения: охлаждение синтез-газа при помощи первичного теплообменника и вторичного теплообменника, установленных последовательно, при этом в первичном теплообменнике в качестве охлаждающей среды используют диоксид углерода, тем самым, диоксид углерода, являющийся агентом газификации на стадии 1), предварительно подогревается, а во вторичном теплообменнике в качестве охлаждающей среды используют воду и, тем самым, получают пар;
3) стадию газоочистки: охлажденный на стадии 2) синтез-газ подают в циклонный сепаратор и газоочиститель с целью отделения пыли и очистки;
4) реакцию сдвига: осуществление реакции очищенного на стадии 3) синтез-газа с паром так, что часть монооксида углерода синтез-газа превращается в водород и диоксид углерода, и тем самым, изменяется отношение водорода к монооксиду углерода в синтез-газе;
2
5) стадию обессеривания: обессеривание модифицированного синтез-газа с целью удаления из него HS и COS;
6) стадию декарбонизации: декарбонизация обессеренного синтез-газа с целью отделения от него диоксида углерода;
7) каталитический синтез: подача обессеренного и декарбонизированного синтез-газа в колонну синтеза, где обессеренный и декарбонизированный синтез-газ посредством
каталитической реакции преобразуется в нефтепродукты, а отходящий газ содержит диоксид углерода;
8) декарбонизацию отходящего газа: декарбонизация отходящего газа, содержащего диоксид углерода, и отделение диоксида углерода, и при этом выпускаемый дымовой газ не содержит диоксид углерода; и
9) рециркуляцию агента газификации: подача диоксида углерода, отделенного на стадиях 6) и 8), в первичный теплообменник стадии 2) в качестве охлаждающей среды и, тем самым, предварительное нагревание диоксида углерода; и подача подогретого диоксида углерода на стадию 1) в качестве агента газификации с целью осуществления газификации.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии 1) температура газификации составляет от 600 до 1300°С, а температура синтез-газа на выходе составляет от 700 до 1100°С.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии 1) температура газификации составляет от 850 до 1250°С, а температура синтез-газа на выходе составляет от 850 до 1100°С.
4. Способ по пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на стадии 1) подвод вспомогательной энергии извне осуществляют посредством плазменного факела, микроволновой энергии, солнечной энергии, энергии лазерного излучения, энергии электрической индукции или их сочетания, и вспомогательная энергия, подводимая извне, составляет 10-30% всей энергии топлива, подаваемого в газификатор в единицу времени.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на стадии 1) вспомогательная энергия, подводимая извне, составляет 15-20% всей энергии топлива, подаваемого в газификатор в единицу времени.
6. Способ по пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на стадии 1) отношение потребления диоксида углерода к выходу синтез-газа составляет от 0,36 до 0,51 в некотором стандартном состоянии.
7. Способ по пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на стадии 1) размер частиц биомассы составляет менее 50 мм, и интенсивность подачи агента газификации - диоксида углерода -
составляет от 30 до 60 м/с.
8. Способ по пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что на стадии 2) агент газификации - диоксид углерода - подогревают в первичном теплообменнике до температуры от 350 до 600°С.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на стадии 4) отношение количества водорода к количеству монооксида углерода в модифицированном синтез-газе равно 2:1.
10. Система для рециркуляции диоксида углерода при газификации биомассы с использованием способа по п. 1, при этом система включает: газификатор (1), утилизационный теплообменник (2), утилизационный котел (3), циклонный сепаратор (4), газоочиститель (5), реактор (7) сдвига, колонну (8) обессеривания, первую колонну (9) декарбонизации, колонну (10) синтеза и вторую колонну (11) декарбонизации; отличающаяся тем, что
выходное отверстие (18) для синтез-газа газификатора (1) соединено с входным отверстием для теплоносителя утилизационного теплообменника (2); выходное отверстие для теплоносителя утилизационного теплообменника (2) соединено с входным отверстием для источника тепла утилизационного котла (3); выходное отверстие для источника тепла утилизационного котла (3) соединено с входным отверстием для газа циклонного сепаратора (4); выходное отверстие для газа циклонного сепаратора (4) соединено с входным отверстием газоочистителя (5); выходное отверстие газоочистителя (5) соединено с входным отверстием реактора (7) сдвига через компрессор (6); и выходное отверстие для пара утилизационного котла (3) соединено с входным отверстием для пара реактора (7) сдвига; и
при этом выходное отверстие для пара реактора (7) сдвига соединено с входным отверстием колонны (8) обессеривания, выходное отверстие колонны обессеривания (8) соединено с входным отверстием первой колонны (9) декарбонизации, которая предназначена для декарбонизации синтез-газа; выходное отверстие первой колонны (9) декарбонизации соединено с входным отверстием колонны (10) синтеза; отверстие для выпуска отходящего газа
2
колонны (10) синтеза соединено с входным отверстием для отходящего газа второй колонны (11) декарбонизации, которая предназначена для декарбонизации отходящего газа; выходные отверстия для СО первой колонны (9) декарбонизации и второй колонны (11) декарбонизации соединены с входным отверстием для охлаждающей среды утилизационного теплообменника (2); и выходное отверстие для охлаждающей среды утилизационного теплообменника (2) соединено с отверстием для подачи агента газификации газификатора (1).
2
11. Система по п. 10, отличающаяся тем, что выходные отверстия для СО первой колонны (9) декарбонизации и второй колонны (11) декарбонизации соединены с входным отверстием резервуара (12) для газа, и выходное отверстие резервуара (12) для газа соединено с входным отверстием для охлаждающей среды утилизационного теплообменника (2) через вентилятор (13).
2
12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что входное отверстие резервуара (12) для газа также соединено с выходным отверстием для СО обжиговой печи (32).
13. Система по п. 10, 11 или 12, отличающаяся тем, что воздухораспределитель (19) размещен в нижней части камеры газификатора (1); в стенке газификатора над воздухораспределителем (19) имеется отверстие (20) для подачи первичного агента газификации; в стенке газификатора ниже воздухораспределителя (19) имеется отверстие (16) для подачи вспомогательного агента газификации; место (15) подвода вспомогательной энергии извне находится на стенке газификатора над отверстием (16) для подачи вспомогательного агента газификации; и выходное отверстие для охлаждающей среды утилизационного теплообменника (2) соединено как с отверстием (20) для подачи первичного агента газификации, так и отверстием (16) для подачи вспомогательного агента газификации.