УЧАСТКОВЫЙ СПОСОБ ГАЗИФИКАЦИИ БИОМАССЫ ПРИ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ И АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ

1. Способ газификации биомассы при высокой температуре и атмосферном давлении путем использования участка газификации, в котором: предварительно обрабатывают и хранят биомассу, газифицируют биомассу в газификаторе, охлаждают сырой синтез-газ, промывают и удаляют пыль из сырого синтез-газа и хранят свежий синтез-газ;
отличающийся тем, что
тепловую энергию для газификации биомассы в газификаторе подают с помощью внешнего источника тепла, температуру реакции в газификаторе регулируют между 1300 и 1750°С, биомассу в газификаторе превращают в сырой синтез-газ, и шлак удаляют из газификатора в жидком состоянии;
сырой синтез-газ охлаждают с помощью башенного охладителя и двухстадийного бойлера-утилизатора отходящего тепла, где извлекают теплосодержание;
сырой синтез-газ после охлаждения промывают и обрабатывают путем электроосаждения пыли, и полученный чистый и свежий синтез-газ хранят с помощью бака для хранения газа; и
весь участок газификации работает при отрицательном давлении или при положительном давлении между 0 и 50 кПа.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что данный способ содержит следующие этапы, где:
1) дробят собранную биомассу, подают биомассу в газификатор при обеспечении внешнего источника тепла и окислителя в газификатор, регулируют рабочую температуру газификатора между 1300 и 1750°С и позволяют биомассе полностью контактировать с окислителем, так что происходят обезвоживание, осаждение летучего вещества, пиролиз и реакция газификации соответственно с получением сырого синтез-газа и золы;
2) вводят сырой синтез-газ в башенный охладитель и двухстадийный бойлер-утилизатор отходящего тепла, уменьшая температуру сырого синтез-газа до интервала от 85 до 200°С и отбирая теплосодержание; и
3) промывают сырой синтез-газ после отбора теплосодержания и удаляют из него пыль, получая чистый и свежий синтез-газ,
2
имеющий содержание пыли и содержание смолы <10 мг/Нм и температуру <45°С; и переносят чистый и свежий синтез-газ в бак для хранения газа для хранения или непосредственно в процесс ниже по потоку для использования.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что на этапе 1) внешний источник тепла подают с помощью плазменного факельного генератора, микроволнового плазменного генератора или лазерного термогенератора.
4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что
газификатор представляет собой атмосферный газификатор с неподвижным слоем, его рабочее давление составляет от 0 до 50 кПа, а температура зоны газификации составляет от 1300 до 1750°С;
среду газификации выбирают из группы, состоящей из воздуха, обогащенного кислородом воздуха, чистого кислорода, водяного пара или их смеси;
температуру у дна газификатора регулируют между 1450 и 1750°С, реализуя, тем самым, удаление шлака в жидком состоянии;
удаление шлака из газификатора использует непрерывное удаление шлака или периодическое удаление шлака, непрерывное удаление шлака используют, когда исходный материал имеет высокое содержание золы, а периодическое удаление шлака используют, когда исходный материал имеет низкое содержание золы;
температуру верхней части газификатора регулируют между 800 и 1450°С, скорость потока сырого синтез-газа в нем регулируют между 0,5 и 2,0 м/с; и
3
сырой синтез-газ выводят из газификатора через его верхнюю часть, скорость потока сырого синтез-газа на выходе газификатора регулируют от 8 до 20 м/с, и содержание пыли в сыром синтез-газе составляет <20 г/Нм.
5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что сырой синтез-газ охлаждают следующим образом:
сырой синтез-газ выводят из газификатора через водоохлаждаемую трубу в башенный охладитель, где сырой синтез-газ охлаждают до температуры ниже 850°С с помощью распыляемой воды, водоохлаждаемого змеевика или пароохлаждаемого змеевика, и
расплавленный шлак, переносимый сырым синтез-газом, затвердевает и отделяется;
сырой синтез-газ, имеющий температуру ниже 850°С после обработки в башенном охладителе, переносят в бойлер-утилизатор отходящего тепла первой ступени для отбора отходящего тепла, температуру сырого синтез-газа снижают до температуры выше точки конденсации тяжелой смолы, и скорость потока сырого синтез-газа в бойлере-утилизаторе отходящего тепла первой ступени регулируют между 7 и 20 м/с; и
сырой синтез-газ из бойлера-утилизатора отходящего тепла первой ступени переносят в бойлер-утилизатор отходящего тепла второй ступени для отбора отходящего тепла, сырой синтез-газ продолжают охлаждать, и температуру сырого синтез-газа снижают до интервала между 85 и 200°С, и скорость потока сырого синтез-газа в бойлере-утилизаторе отходящего тепла второй ступени регулируют между 7 и 20 м/с.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что сырой синтез-газ вводят в бойлер-утилизатор отходящего тепла первой ступени для отбора отходящего тепла, и температуру сырого синтез-газа снижают до интервала между 350 и 450 °С.
7. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что сырой синтез-газ промывают следующим образом:
3
сырой синтез-газ после отбора тепла, имеющий содержание пыли ≤20 г/Нм, переносят через трубу в очищающую-охлаждающую башню или скруббер Вентури для дополнительного снижения температуры сырого синтез-газа и удаления из него пыли; температура сырого синтез-газа после промывки снижается до интервала между 15 и 55°С, и промывочная вода циркулируется для использования;
фильтр расположен в трубе циркуляции воды для удаления загрязнений, переносимых циркулирующей промывочной водой; загрязнения периодически выпускают соответственно качеству циркулирующей промывочной воды, и добавляют свежую циркулирующую воду;
циркулирующую воду охлаждают с помощью полой охлаждающей башни с механической тягой; и
остаток на фильтре после затвердевания возвращают в газификатор в виде нижнего слоя или переносят в хранилище золы с расплавленным шлаком, тем самым реализуя полную утилизацию.
8. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что удаление пыли в сыром синтез-газе выполняют следующим образом:
сырой синтез-газ из очищающей-охлаждающей башни или скруббера Вентури выводят в электрический пылесборник, где пыль и другие примеси в сыром синтез-газе удаляют под действием создаваемого в нем, высоковольтного электрического поля; и
свежий синтез-газ из мокрого электрического пылесборника переносят нагнетающим вентилятором угольного газа в бак для хранения газа или непосредственно подают в устройства последующего процесса в качестве исходного газа.
9. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что
высокотемпературный расплавленный шлак, полученный в газификаторе, гранулируют и применяют в качестве строительного материала для полной утилизации; и
зола из блоков охлаждения и промывки затвердевает, и ее используют в качестве нижнего слоя газификатора для рециркуляции.