Способ и система для торрефикации биомассы с низким потреблением энергии

1. Способ торрефикации биомассы и сжигания образующихся газов торрефикации, включающий следующие стадии:
a) торрефикацию возможно предварительно высушенной биомассы в реакторе торрефикации с получением торрефицированной биомассы и газов торрефикации,
b) отведение газов торрефикации из реактора торрефикации посредством пониженного давления, создаваемого первичным потоком воздуха, протекающим через эжекторную горелку и в первую зону горения,
c) пропускание вторичного потока воздуха в первую зону горения для по меньшей мере частичного сжигания отведенных газов торрефикации с получением горячих отходящих газов,
d) разделение горячих отходящих газов, полученных на стадии (с), на первый поток горячих отходящих газов и второй поток горячих отходящих газов посредством отведения первого потока горячих отходящих газов из первой зоны горения в блок смешивания газов,
e) отведение второго потока горячих газов во вторую зону горения,
f) пропускание третичного потока воздуха, при стехиометрическом или сверхстехиометричесокм содержании кислорода, во вторую зону горения для дополнительного сжигания второго потока горячих отходящих газов с получением потока подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов,
g) отведение потока подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов в теплоутилизатор, в котором снижают температуру потока подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов, полученных на стадии (f) с получением потока холодных отходящих газов,
h) отведение части холодных отходящих газов, полученных на стадии (g), в блок смешивания газов, так что поток холодных отходящих газов смешивается с первым потоком горячих отходящих газов с получением потока частично охлажденных отходящих газов,
i) отведение потока частично охлажденных отходящих газов, полученных на стадии (h) в реактор торрефикации, так что возможно предварительно высушенная биомасса вступает в прямой контакт с указанным потоком частично охлажденных отходящих газов, так что возможно предварительно высушенную биомассу нагревают непосредственно с помощью потока частично охлажденных отходящих газов.
2. Способ по п. 1, в котором горячие отходящие газы, полученные на стадии (с), имеют температуру более 850°С, например, более 900°С, например, более 1000°С.
3. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором холодные отходящие газы, полученные на стадии (g), имеют температуру 60-300°С.
4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором поток частично охлажденных отходящих газов, полученных на стадии (h), имеет температуру 600-1000°С.
5. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором газ торрефикации, присутствующий в горячих отходящих газах, полученных на стадии (с), полностью сжигают на стадии (f).
6. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором сжигание на стадии (с) осуществляют при субстехиометрическом содержании кислорода.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором первичный поток воздуха, вторичный поток воздуха и/или третичный поток воздуха предварительно нагревают в воздухонагревателе, расположенном ниже по потоку от второй зоны горения, но выше по потоку от теплоутилизатора, и воздух нагревают с использованием тепловой энергии потока подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов, полученных на стадии (f).
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором холодные отходящие газы, полученные на стадии (g), направляют в блок смешивания газов через вентилятор, расположенный между теплоутилизатором и блоком смешивания газов.
9. Система для торрефикации биомассы и сжигания образующихся газов торрефикации, включающая
i) реактор торрефикации для торрефикации возможно предварительно высушенной биомассы, содержащий
вход для биомассы и выход для биомассы, при этом обеспечена возможность транспортировки биомассы от входа для биомассы к выходу для биомассы в направлении перемещения биомассы в процессе торрефикации,
по меньшей мере один выход для газов торрефикации, и
по меньшей мере один вход для частично охлажденных отходящих газов, ведущий в реактор торрефикации, так что обеспечена возможность непосредственного контакта частично охлажденных отходящих газов, поступающих в указанный вход, с биомассой, находящейся в реакторе торрефикации;
ii) эжекторную горелку, включающую
вход для газов торрефикации
вход для первичного воздуха, и
выход для смеси воздух/газ торрефикации
где указанный вход для газа торрефикации эжекторной горелки соединен с выходом для газа торрефикации реактора торрефикации, так что обеспечена возможность отведения газа торрефикации из ректора торрефикации в эжекторную горелку и смешивания его с первичным воздухом в эжекторной горелке;
iii) первую зону горения, расположенную непосредственно ниже по потоку от выхода для смеси воздух/газ торрефикации эжекторной горелки, так что обеспечена возможность пропускания смеси воздух/газ торрефикации через эжекторную горелку в первую зону горения, и при этом первая зона горения включает
первый выход для горячих отходящих газов и
второй выход для горячих отходящих газов, и
вход для вторичного воздуха;
iv) вторую зону горения, содержащую
вход для горячих отходящих газов, соединенный со вторым выходом для горячих отходящих газов первой зоны горения
вход для третичного воздуха, и
выход для подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов,
v) теплоутилизатор, содержащий вход, соединенный с выходом для подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов второй зоны горения и выходом для холодных отходящих газов,
vi) блок смешивания газов для смешивания горячих отходящих газов, отводимых из выхода для горячих отходящих газов первой зоны горения с холодными отходящими газами, отводимыми из выхода для холодных отходящих газов теплоутилизатора, где указанный блок смешивания газов включает:
вход для холодных отходящих газов, соединенный с выходом для холодных отходящих газов теплоутилизатора,
вход для горячих отходящих газов, соединенный с первым выходом для горячих отходящих газов первой зоны горения,
выход для частично охлажденных отходящих газов, соединенный по меньшей мере с одним входом для частично охлажденных газов реактора торрефикации.
10. Система по п. 9, дополнительно включающая воздухоподогреватель для нагрева первичного, вторичного и/или третичного воздуха, и указанный воздухоподогреватель расположен между второй зоной горения и теплоутилизатором, так что обеспечена возможность нагревания первичного, вторичного и/или третичного воздуха с использованием тепла отходящих газов, выходящих из выхода для подвергнутых дополнительному сжиганию отходящих газов второй зоны горения.
11. Система по любому из пп. 9 и 10, в которой блок смешивания газов представляет собой эжектор газа.
12. Система по любому из пп. 9-11, дополнительно включающая вентилятор, содержащий вход, соединенный с выходом для холодных отходящих газов теплоутилизатора, и выход, соединенный с входом для холодных отходящих газов блока смешивания.
13. Система по любому из пп. 9-12, в которой реактор торрефикации включает по меньшей мере первый и второй вход для частично охлажденных отходящих газов, и первый вход для частично охлажденных отходящих газов расположен в верхней по потоку зоне реактора торрефикации, а второй вход для частично охлажденных отходящих газов расположен в нижней по потоку зоне ректора торрефикации.
14. Система по п. 13, в которой по меньшей мере один выход для газов торрефикации реактора торрефикации расположен между первым и вторым входом для частично охлажденных отходящих газов.
15. Система по любому из пп. 13 и 14, дополнительно включающая средства подачи кислорода для регулируемой подачи кислородсодержащего газа в реактор торрефикации через второй вход для частично охлажденных отходящих газов.