生物质气化气脱除焦油

生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，以生物质为载体的能量。生物质是重要的可再生能源,它分布广泛,数量巨大。但由于它能量密度低，又分散，所以难以大规模集中处理，这正是大部分发展中国家生物质利用水平低下的原因。生物质气化技术可以在较小的规模下实现较高的利用率，并能提供高品位的能源形式，特别适合于农村、发展中国家和地区，所以是利用生物质的一种重要技术，是一个重要的发展方向。中国由于地域广阔，生物质资源丰富而电力供应相对紧张，生物质气化发电具有较好的生存条件和发展空间，所以在中国大力发民展生物质气化发电技术可以最大限度地体现该技术的优越性和经济性。化石燃料的使用带来了一系列的环境、社会和政治问题，而生物质能具有清洁性、充足性、可再循环、易于储存和运输、便于转换等优点，因此被认为是21世纪最具发展前景的新能源之一。

生物质气化是生物质能化学转化利用的重要方面。生物质气化是指固态生物质原料在高温下部分氧化的转化过程。该过程直接向生物质通气化剂，生物质在缺氧的条件下转变为小分子可燃气体。所用气化剂不同，得到的气体燃料也不同。目前应用最广的是用空气作为气化剂，产生的气体主要作为燃料，用于锅炉、民用炉灶、发电等场合。生物质能具有丰富、廉价、可再生、清洁等特点，随着2009年12月丹麦哥本哈根全球气候变化会议的召开，地球上矿物质能源迅速消耗、需求日益增长、有限性及其使用中散发大量的CO2、SO2、NO2等气体而引发的大气烟尘、酸雨、全球变暖、臭氧层破坏等环境问题再次引发人们深层次的思考，生物质能的开发与应用又一次引起人们的广泛关注，而生物质气化是一种常用的生物质能转换技术，在气化过程中焦油是不可避免的副产物。

焦油在高温下可以发生裂解，与气化气一起呈气体状态，但在低于200℃的情况下，就开始凝结为液体， 成为黑色黏稠油状物，影响气化设备稳定、安全运行，造成能量浪费，降低气化效率；而且焦油成分中的多核芳香族在净化及燃烧时对环境及人类健康构成严重危害。对气化气中焦油采取适宜的处理方法，降低焦油在气化气中的组分，提高气化气质量，是生物质气化技术的一个重要研究课题。

目前生物质气化焦油的处理方法依据气化气焦油产生过程中采取不同焦油处理方法，分为物理净化方法和化学转化方法。主要有喷淋法、鼓泡水浴法、干式过滤法以及几种方法适当的组合。

1)　喷淋法除焦油和灰尘

利用喷淋的方法去除燃气中焦油和灰尘。为了提高除尘效果，有的气化站在容器中装入玉米芯填充物，它能起到过滤的效果。玉米芯应该定期更换，并将其晒干，加入气化炉的原料中燃烧掉，同时也要防止用过水的二次污染。

2）鼓泡水浴法除焦油和灰尘

水中加一定量的氢氧化钠，成为稀碱溶液，对去除燃气中的有机酸、焦油及其他有杂物有较好的效果。这种去杂的方法也要防止用过水的二次污染。

3）干式过滤去除焦油和灰尘

用干式过滤去除燃气中的焦油与灰尘的方式较多，如在容器内填放粉碎的玉米芯、木屑、谷壳或炭粒，让燃气从中穿过；或让燃气通过陶瓷过滤芯；内燃机用燃气作燃料时，燃气在进入气缸前，让它通过汽车发动机用的纸质空气滤清器芯等。有的气化站在居民室内安装小型高效的过滤器，内装有吸附型很强的活性炭，进一步清除灶前的燃气中的焦油，收到了一定的效果，但是成本较高。需要强调的是，用过的过滤材料一定要烧掉，防止污染环境。

以上几种方法，要么使用水会产生二次水污染，要么产生过滤物的二次污染。

鉴于以上原因，通过其它企业沥青焦油烟气焦粉吸附及焦化行业中焦油焦粉吸附系统启发，通过，在烟气中喷入活性炭粉或氢氧化钙粉作吸附剂来吸附烟气中的焦油和VOC等成分。吸附法是废气与多孔性固体接触，使其在污染物吸附在固体表面而从气流在分离出来，吸附作用可发生在不同界面上，气体或污染物在固体（吸附剂）表面被吸附的过程是一种自发性过程。对于吸附剂及其被吸附物来说，被吸附物质的量随着表面增大而增加。活性炭粉或氢氧化钙粉本身就是非常良好的吸附剂。吸附剂一般满足以下要求：（1）比表面积及孔隙率大；（2）吸附能力强；（3）选择性好；（4）颗粒均匀，有较好的机械强度、化学稳定性和热稳定性好；（5）制作简单，价格便宜；

当烟气含水量大于：15％～30％ 含油率大于 4％～10％(重量百分比), 可通过料仓采用200目左右的氢氧化钙粉粉作为吸附剂，吸附烟气中的水分及焦油。氢氧化钙粉料从料仓内排出后经给料装置后，通过给料控制装置调节输送氢氧化钙粉量大小，再在压缩空气的作用下经过气动溜槽均匀输送到油水预除尘装置中；氢氧化钙粉料在油水预除尘装置中，成为飘浮状，与反向进入的高流速烟气充分混合接触、反应、表面吸附，去除烟气中的水蒸气,有害物废油等。含有害物质烟气在油水预除尘装置中经过氢氧化钙吸附后，含吸附物的氢氧化钙、烟尘颗粒及烟气进入油水预除尘旋风焦油烟气吸附捕集器装置系统进行气固分离过滤，过滤净化后的烟气经引风机直接进入塑烧板除尘器（或布袋除尘器），避免油和水分对塑烧板（或布袋）的损害。本油水预除尘旋风焦油烟气吸附捕集器装置除尘效率达80-85%。

烟气中含焦油废气除尘系统吸附装置（专利申请号201920548378.3专利申请号202020741197.5），确保实现除尘系统安全稳定运行目标。为了实现上述目的，本装置包括焦油吸附塔、布袋除尘器、吸附剂粉仓计量输送装置、罗茨风机、循环泵输送系统、物料流化器、脉冲喷吹系统和智能操作系统。所述的焦油吸附塔设置于布袋除尘器前方，用于焦油烟气中大颗粒物与细微粉尘的分离，焦油吸附塔内部设置有多层焦油吸附板，焦油吸附板由金属滤 制成C型或U型档板，新加入的吸附剂与烟气携带的焦油物料在焦油吸附板形成激烈湍动的大比表面物料床层，来吸附焦油，且吸附了焦油的物料，在高湍动的环境下，聚集凝并形成较粗颗粒，焦油被吸附剂有效地包裹；所述的脉冲喷吹系统设置于焦油吸附塔顶部，用于将焦油吸附板上粗颗粒喷吹落入灰斗内，以防止焦油吸附板金属微孔过滤 板堵塞；所述物料流化器设置于焦油吸附塔底部的灰斗内，对灰斗内的吸附剂粉进行流化处理；所述的吸附剂粉仓计量输送装置包括缓冲小仓，缓冲小仓下部设有传感器称重装置，缓冲小仓下方依次连接有星型给料器、喷射泵，喷射泵一端连接罗茨风机，另一端连接吸附剂喷淋管；所述吸附剂喷淋管设置于焦油吸附塔内对应多层焦油吸附板，用于将吸附用的吸附剂均匀散布于焦油吸附塔内部以及焦油吸附板上；在焦油吸附塔的灰斗出口设置有循环泵送设备，流化后的吸附剂粉在气力作用下重新输送至焦油吸附塔上方进行喷淋，如此循环，直至流化后的吸附剂粉再无吸附功能为止，主要通过洗涤次数及阻力值来判定流化后吸附剂粉的吸附能力。无吸附功能吸附剂粉副产物外排至灰库储存。

本装置中吸附剂优选地氧化钙粉、氢氧化钙粉作吸附剂钙基吸附剂,表面积为≥22m2/g。

本装置中吸附剂优选地各种具有很高孔隙率和比面积较大的粉末材料(煅后焦粉、焦炭粉、活性炭、白云石粉等) 作为吸附剂来吸附净化焦油烟气。

关键词：布袋除尘器；焦油吸附捕集器 ；生物质燃气；生物质燃气二次除焦油；焦油净化；生物质燃气除焦油；生物质热解气除焦油

焦油烟气收尘工艺线路 排烟除尘系统区域烟气----主管道---旋风焦油烟气吸附捕集器装置-----新增风机----塑烧板除尘器（或布袋除尘器）----风机------烟囱。盐城市海韵环境工程技术有限公司研发的含焦油烟气吸附布袋除尘器获国家两项实用新型专利和一项发明专利。针对烟气尘源含油、含火星造成粉尘粘附性增大易沾粘钢板特性，含尘气体首先进入油水预除尘装置进行干式除尘，当含尘气体进入箱体时， 在油水预除尘装置内设置碰撞板将大部分较大颗粒经及带有粘性粉尘加以捕抓，这为第一道干式除尘，经过第一道干式除尘的含尘气体再进入钢丝球过滤层，利用钢丝球将比表面积扩大，进行进一步粉尘碰撞，接触收集，将大部分污染源收集，在钢丝球过滤层设置清堵空气炮用于阻止粉尘的积聚, 让其吸附在钢丝球过滤层上的物质脱落便于清理过滤层，让其脱落的物质掉落到灰斗上，便于集中处理。在油水预除尘装置设置保养维修门，定期清除碰撞板沾附之粉尘和更换钢丝球，即可维持装置正常运转。