Способ и устройство для газификации биомассы - RU2019113507A
Код документа: RU2019113507A
Формула
1. Способ (10) для газификации биомассы (В),
причем биомасса (В) подается в устройство (11) для газификации,
причем из введенной биомассы (В) в первой технологической стадии (12, 12i, 12ii) получается неочищенный газ (R) и углеродсодержащий остаток (RK),
причем углеродсодержащий остаток (RK) подвергается частичной газификации с газообразными компонентами неочищенного газа (R) во второй технологической стадии (13) в зоне (ZV) газификации, в результате чего образуется активированный уголь (АК) и горячий продуктовый газ (РН),
причем на единицу массы введенной биомассы (В), в расчете на безводно-беззольное исходное состояние (waf), активированный уголь (АК) в количестве между минимально 0,02 единицы массы и максимально 0,1 единицы массы, и горячий продуктовый газ (РН), к которым привела введенная биомасса (В), отбираются из зоны (ZV) газификации, вводятся в зону (ZK) охлаждения, и в зоне (ZK) охлаждения в третьей технологической стадии (14) совместно охлаждаются так, что происходит адсорбционный процесс, при котором активированный уголь (АК) во время охлаждения обогащается смолой из горячего продуктового газа (РН).
2. Способ по п. 1, причем продуктовый газ (РН) и активированный уголь (МАК2) в третьей технологической стадии (14) для адсорбционного процесса в зоне (ZK) охлаждения не охлаждаются ниже нижней предельной температуры, которая является более высокой, чем температура точки росы продуктового газа (РА, PR).
3. Способ по п. 2, причем нижняя предельная температура на величину между минимально 10К и максимально 20К является более высокой, чем температура точки росы продуктового газа (РА, PR).
4. Способ по одному из предшествующих пунктов, причем в первой технологической стадии (12, 12i, 12ii) введенная биомасса (В) высушивается в первой подстадии (12i) в зоне (ZE) нагревания и нагревается таким образом, что удаляются летучие компоненты биомассы (В), причем образуются пиролизный газ (PY) и углеродсодержащий остаток (RK), и причем по меньшей мере пиролизный газ (PY) в последующей второй подстадии (12ii) первой технологической стадии (12) в зоне (ZO) окисления подвергается достехиометрическому окислению при подаче кислородсодержащего газа (L), в результате чего образуется неочищенный газ (R).
5. Способ по п. 4, причем зона (ZE) нагревания, с одной стороны, и зона (ZO) окисления, с другой стороны, представляют собой обособленные друг от друга зоны.
6. Способ по п. 4, причем достехиометрическое окисление пиролизного газа (PY) и газификация углеродсодержащего остатка (RK) проводятся в отдельных друг от друга зонах.
7. Способ по одному из пп. 5-6, причем достехиометрическое окисление проводится при температуре (ТО) от минимально 1000°С до максимально 1200°С в зоне (ZO) окисления.
8. Способ по п. 4, причем температура (ТО) в зоне (ZO) окисления регулируется количеством подводимого кислородсодержащего газа (L).
9. Способ по любому одному из пп. 1, 2, 3, 5, 6 или 8, причем способ проводится при повышенном относительно давления в окружающей среде давлении.
10. Способ по любому одному из пп. 1, 2, 3, 5, 6 или 8, причем очищенный посредством адсорбционного процесса продуктовый газ (РА, PR) подается в устройство, например, газовый двигатель, в качестве топлива, причем количество загружаемой биомассы (МВ) и отводимое из зоны газификации количество (МАК2) активированного угля (АК) регулируется пропорционально мощностным характеристикам устройства.
11. Способ по любому одному из пп. 1, 2, 3, 5, 6 или 8, причем неочищенный газ (R) и углеродсодержащий остаток (RK) в зоне (ZV) газификации нагреваются в условиях косвенного нагрева, и/или причем активированный уголь (АК) и горячий продуктовый газ (РН) в зоне (ZK) охлаждения охлаждаются в режиме косвенного охлаждения.
12. Способ по любому одному из пп. 1, 2, 3, 5, 6 или 8, причем активированный уголь (АК) с адсорбированной на нем смолой из третьей технологической стадии (14) сжигается в реакторе (44) с воздухом, который был использован в третьей технологической стадии (14) для охлаждения продуктового газа (РН) и активированного угля (АК), причем отходящий газ (G) от сжигания предпочтительно используется для нагревания в зоне (ZE) нагревания.
13. Устройство (11) для газификации биомассы (В) по меньшей мере с одной камерой (24) с зоной (ZE) нагревания,
с подающим устройством (28, 29), которое предназначено для введения биомассы (В) в зону (ZE) нагревания, чтобы образовывать пиролизный газ (PY) и углеродсодержащий остаток (RK),
по меньшей мере с одной камерой (23) с зоной (ZO) окисления для окисления пиролизного газа (PY) и зоной (ZV) газификации для газификации углеродсодержащего остатка (RK),
с подающим устройством (29), которое предназначено для подачи пиролизного газа (PY) из зоны (ZE) нагревания в зону (ZO) окисления, и неочищенного газа (R) из зоны (ZO) окисления в зону (ZV) газификации, и которое предназначено для подачи углеродсодержащего остатка (RK) из зоны (ZE) нагревания в зону (ZV) газификации,
с газоподводящим устройством (31), которое предназначено для введения кислородсодержащего газа (L) в таком количестве, чтобы находящийся в зоне (ZO) окисления пиролизный газ (PY) подвергался достехиометрическому окислению, в результате чего образуется неочищенный газ (R),
с нагревающим средством для нагревания зоны газификации, которое предназначено для такого регулирования температуры в зоне (ZV) газификации, что углеродсодержащий остаток (RK) с газообразными компонентами неочищенного газа (R) подвергается частичной газификации, в результате чего образуются активированный уголь (АК) и горячий продуктовый газ (РН),
причем устройство (11) предназначено для получения определенного количества (МАК2) активированного угля (АК) и продуктового газа (РН) из зоны (ZV) газификации в зоне (ZK) охлаждения,
причем определенное количество (МАК2) активированного угля имеет массу от минимально 2 процентов до максимально 10 процентов от массы введенной биомассы (В) в расчете на безводно-беззольное исходное состояние, из которой образуются активированный уголь (АК) и горячий продуктовый газ (РН),
с охлаждающим устройством (ZK), которое предназначено для совместного охлаждения определенного количества (МАК2) активированного угля и горячего продуктового газа (РН) так, что происходит адсорбционный процесс, при котором активированный уголь (МАК2) во время охлаждения обогащается смолой из горячего продуктового газа (РН).
14. Устройство по п. 13, причем зона (ZE) нагревания, с одной стороны, и зона (ZO) окисления, с другой стороны, размещены в отдельных камерах (23, 24), и/или причем зона (ZV) газификации, с одной стороны, и зона (ZK) охлаждения, с другой стороны, размещены в отдельных камерах (23, 36).
15. Устройство по п. 13 или 14, причем устройство (11) предназначено для возможности проведения газификации при повышенном относительно давления в окружающей среде давлении.
