生物質氣化工藝主要包括進料系統、氣化爐、合成氣凈化系統和后處理系統。進料系統包括生物質進料、氣化劑配比及進氣控制,氣化爐是生物質氣化反應的場所,合成氣凈化系統主要用于除去合成氣中的焦油、顆粒物等,后處理系統是將氣化氣進一步轉化利用的裝置,如合成甲醇、燃燒等裝置。生物質氣化工藝最核心的為氣化爐和凈化系統。
氣化爐技術及類型
1、固定床:主要有上吸式、下吸式、橫吸式和開心式。固定床結構簡單,熱效率高,但合成氣溫度較低,焦油易析出,黏結在爐內,難以處理。另外,固定床的氣化處理量較小,不適用規模化合成氣生產。
2、流化床(FB):主要有鼓泡床、循環流化床、雙床/雙循環流化床。在氣化劑作用下,物料與氣化劑在流化床內充分接觸,在爐內呈“沸騰”狀態,汽化溫度通常控制在800 ℃左右,該技術具有傳熱傳質效果較好、氣化效率高、操作范圍寬以及燃料適應性廣等優勢,但合成氣中存在焦油,該技術適用于中等規模的氣化。
合成氣凈化系統
大多數下游應用產業對合成氣清潔度有非常嚴格的要求,根據應用的不同,對清理要求的級別也不同。因此,必須通過氣體凈化來降低污染物水平,以滿足下游應用的要求。
根據對于氣體的處理溫度和工藝的不同,凈化技術可以分為熱氣體凈化(HGC)、冷氣體凈化(CGC),冷氣體凈化因為要降低溫度和需要處理廢物流,更適合于大規模處理,而熱氣體凈化雖然避免了冷氣體凈化的缺點,但由于溫度高,在處理過程中仍存在一定的技術問題。