СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ПИРОЛИЗА БИОМАССЫ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ГАЗИФИКАЦИИ БИОМАССЫ

1. Способ получения синтетического газа из биомассы низкотемпературным пиролизом и высокотемпературной газификацией, в котором используется перегретый водяной пар в качестве окислителя и энергоносителя, с проведением пиролиза и газификации биомассы в различных температурных интервалах и получением в результате чистого синтетического газа, включающий:
a) измельчение биомассы, подачу биомассы в печь пиролиза с одновременным распылением низкотемпературного перегретого водяного пара в печи пиролиза, регулирование печи пиролиза в интервале рабочей температуры 500-800°C, контактирование биомассы с низкотемпературным перегретым водяным паром для проведения реакции пиролиза с выходом неочищенного синтетического газа и золы, содержащей кокс;
b) охлаждение золы и отделение кокса от золы;
с) подачу неочищенного синтетического газа и кокса в газификатор, распыление высокотемпературного перегретого водяного пара в газификаторе, регулирование газификатора в интервале рабочей температуры 1200-1600°C, контактирование биомассы с высокотемпературным перегретым водяным паром для проведения реакции газификации с выходом первичного синтетического газа; и
d) охлаждение, удаление пыли, раскисление и осушку первичного синтетического газа с получением чистого синтетического газа.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что биомасса, измельченная на стадии а), имеет размер частиц не более 20 мм × 20 мм и водосодержание не более 40% мас.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что на стадии a) на вводе питания печи пиролиза предусматривается атмосфера азота.
4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что
рабочая температура печи пиролиза на стадии a) регулируется в интервале 500-650°C, рабочее давление печи пиролиза регулируется в интервале 105-109 кПа;
скорость подачи низкотемпературного перегретого водяного пара в печь пиролиза составляет 35-50 м/с; и
время удерживания неочищенного синтетического газа в печи пиролиза составляет 15-20 с, и скорость отведения неочищенного синтетического газа из печи пиролиза составляет 15-20 м/с.
5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что
рабочая температура газификатора на стадии c) регулируется в интервале 1200-1400°C, рабочее давление газификатора регулируется в интервале 105-109 кПа;
скорость подачи высокотемпературного перегретого водяного пара в газификатор составляет 35-50 м/с; и
время удерживания неочищенного синтетического газа в газификаторе составляет 15-20 с, и скорость отведения первичного синтетического газа из газификатора составляет 15-20 м/с.
6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что на стадии d) первичный синтетический газ охлаждается до температуры 260-320°C.
7. Система для получения синтетического газа из биомассы низкотемпературным пиролизом и высокотемпературной газификацией в соответствии со способом по п.1, которая включает:
печь (5) пиролиза;
газификатор (9);
низкотемпературный нагреватель (8) с факелом плазмы;
высокотемпературный нагреватель (10) с факелом плазмы;
емкость (17) для хранения воды;
насос (16) подачи воды; и
теплообменник (11),
отличающаяся тем, что
емкость (17) для хранения воды соединена с вводом воды теплообменника (11) с помощью насоса (16) подачи воды;
отвод водяного пара теплообменника (11) соединен с вводом водяного пара низкотемпературного нагревателя (8) с факелом плазмы и с вводом водяного пара высокотемпературного нагревателя (10) с факелом плазмы;
отвод водяного пара низкотемпературного нагревателя (8) с факелом плазмы соединен с форсункой водяного пара печи (5) пиролиза;
отвод водяного пара высокотемпературного нагревателя (10) с факелом плазмы соединен с форсункой водяного пара газификатора (9);
отвод газа печи (5) пиролиза соединен с вводом газа газификатора (9), отвод золы печи (5) пиролиза соединен с вводом золы камеры (6) охлаждения золы, отвод золы камеры (6) охлаждения золы соединен с вводом питания сепаратора (7) зола-кокс;
отвод газа газификатора (9) соединен с вводом газа теплообменника (11); и
отвод газа теплообменника (11) соединен последовательно с пылесборником (12), башней (13) раскисления и осушителем (14).
8. Система по п.7, отличающаяся тем, что азотное защитное устройство (4) соединено с вводом питания печи (5) пиролиза.
9. Система по п.7 или 8, отличающаяся тем, что отвод кокса сепаратора (7) зола-кокс соединен с вводом кокса газификатора (9) с помощью транспортера (19) кокса.
10. Система по п.7 или 8, отличающаяся тем, что форсунки водяного пара, размещенные на печи (5) пиролиза и газификаторе (9), расположены на 2-4 уровнях высоты, соответственно, и форсунки водяного пара каждого уровня размещены равномерно и тангенциально.