МИКРОВОЛНОВОЙ ПЛАЗМЕННЫЙ ГАЗИФИКАТОР БИОМАССЫ С НЕПОДВИЖНЫМ СЛОЕМ И СПОСОБ ГАЗИФИКАЦИИ

1. Газификатор биомассы с неподвижным слоем на основе микроволновой плазмы, содержащий вертикально расположенный корпус печи, блок мониторинга и устройство генерации микроволновой плазмы, причем корпус печи содержит впуск для материала и топлива, выпуск для синтез-газа, впуск для кислорода/пара и выпуск для шлака, причем корпус печи содержит свободную зону в своей верхней части и зону неподвижного слоя в своей нижней части; выпуск для шлака находится в нижней части корпуса печи; блок мониторинга расположен вблизи выпуска для синтез-газа; и, по меньшей мере, одно устройство генерации микроволновой плазмы расположено на корпусе печи.
2. Газификатор по п. 1, отличающийся тем, что первое устройство генерации микроволновой плазмы расположено между зоной неподвижного слоя в нижней части корпуса печи и впуском для материала и топлива, и второе устройство генерации микроволновой плазмы расположено в свободной зоне в верхней части корпуса печи; первое устройство генерации микроволновой плазмы содержит два или три слоя микроволновых генераторов плазмы, второе устройство генерации микроволновой плазмы содержит один или два слоя микроволновых генераторов плазмы, и каждый слой микроволновых генераторов плазмы содержит три или четыре равномерно распределенных впуска для рабочего газа.
3. Газификатор по п. 2, отличающийся тем, что первый микроволновой генератор плазмы имеет большую мощность и небольшое межэлектродное расстояние, и дает плазму высокой температуры; второй микроволновой генератор плазмы имеет большое межэлектродное расстояние, высокую активность плазмы и широкой диапазон объема.
4. Газификатор по п. 3, отличающийся тем, что источник микроволновой энергии микроволновых генераторов плазмы имеет базовую частоту 2,45 ГГц, и мощность одного микроволнового генератора плазмы находится в пределах 200 кВт.
5. Газификатор по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что верхняя форсунка кислорода/пара расположена в свободной зоне корпуса печи, а нижняя форсунка кислорода/пара расположена в зоне неподвижного слоя корпуса печи.
6. Способ газификации, использующий газификатор по любому из предыдущих пунктов, в котором:
2
2
2
1) подают биотопливо и отходы в корпус печи через питающее устройство, позволяют биотопливу и отходам сгорать и газифицироваться в зоне с неподвижным слоем, давая высокотемпературный топочный газ, позволяют топочному газу течь вверх для теплообмена с новоподаваемым биотопливом и отходами в зоне подачи газификатора, и, при этом позволяют топочному газу реагировать с паром, распыляемым из нижней форсунки кислорода/пара и с плазменным окислителем, генерируемым первым микроволновым генератором плазмы, с получением синтез-газа по химической реакции: 2С+О=2СО, С+НО=СО+Н, причем температура газификации составляет между 700 и 1600°С;
2) позволяют синтез-газу течь вверх в свободную зону, где смолу в синтез-газе крекируют, а углеводороды в синтез-газе превращают в присутствии плазмы, генерируемой вторым микроволновым генератором плазмы;
3) позволяют коксовым остаткам падать вниз в зону неподвижного слоя и выделять тепловую энергию для поддержания температуры зоны неподвижного слоя, и выпускают шлаки из выпуска для шлаков; и
4) обеспечивают мониторинг в реальном времени температуры и компонентов синтез-газа с помощью блока мониторинга, расположенного вблизи выпуска для синтез-газа, чтобы поддерживать параметры процесса в заданном интервале.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что на этапе 1) температура газификации находится между 700 и 1600°С; и на этапе 4) температура синтез-газа находится в пределах 1200°С.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что на этапе 1) температура газификации находится между 750 и 950°С.
9. Способ по п. 7 или 8, отличающийся тем, что на этапе 1) пар, распыляемый из нижней форсунки для кислорода/пара, действует, увеличивая концентрацию пара, тем самым способствуя реакции между углеродными остатками и паром; на этапе 2), полная мощность второго микроволнового генератора плазмы удовлетворяет
требованию подачи тепловой энергии для равновесия реакции; надлежащий высокотемпературный пар распыляют из верхней форсунки для кислорода/пара, чтобы вызывать реакцию крекинга смолы.