一种木质类生物质的预处理方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及木质类生物质，尤其是涉及一种木质类生物质的预处理方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着世界能源消费的不断增长和化石能源的日益枯竭，以及传统能源对自然环境污染和破坏，寻求一种新的绿色无污染且可再生的能源已成为全世界广泛关注的热点话题。生物质能源具有可再生性，清洁低碳，来源广泛，且是目前唯一可以转换成液体燃料的可再生能源。由于具备以上优势，发展生物质能源对改善能源结构，保证国家的能源供应和安全，维持国家经济的健康可持续运转，具有重大意义。
[0003]预处理是生物质气化或热解前的加工环节，会对生物质的水分、灰分和挥发分等产生影响，从而改善生物质气化或热解的过程及其产物的成分。生物质气化是生物质在一定的氧气含量和温度下，在气化炉中发生一系列的反应，将得到的气体进行净化处理并得到可燃气体的过程。生物质气化由于其设备简单，成本低廉，原料来源广泛，生产规模可大可小，受到了国内外科研人员的广泛关注。生物质气化技术虽具有很大的前景和价值，但目前气化产物中焦油含量过高(占可燃气能量的5%?10% )的问题仍未得到有效的解决。焦油降低了产品气的热值，堵塞并腐蚀设备采，对人体有毒害作用，因此焦油的存在大大降低了气化产气的品质。生物质热解是生物质在无氧环境下，使生物质通过快速加热后转化为热解气，经旋风分离出热解气中的炭粉后，将热解气通过快速冷凝形成液体燃料，称之为生物油。生物油含氧量超过35%，使得其具有不稳定、热值低等缺点。如何降低生物油中的含氧量，提高其热值一直以来都是科研人员关注的焦点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供既能降低气化阶段的焦油含量或降低热解阶段的生物油含氧量，又能获得高附加值植物精油的一种木质类生物质的预处理方法。
[0005]本发明的另一目的在于提供一种木质类生物质的预处理装置。
[0006]所述木质类生物质的预处理方法，包括以下步骤:
[0007]I)将木质类生物质粉碎，得木质类生物质颗粒；
[0008]在步骤I)中，所述木质类生物质可选自樱桃木、橡木、红榉、楓树、桦木、橡胶木、松木、杉木等芳香类植物；所述木质类生物质颗粒的粒径可为0.1?30_。
[0009]2)将粉碎后的木质类生物质颗粒与催化剂混合，再置于蒸馏器中，从蒸馏器的一端通入饱和水蒸汽，处理后从蒸馏器的另一端将蒸汽导出；
[0010]在步骤2)中，所述催化剂可采用脱焦油催化剂或脱氧催化剂；所述脱焦油催化剂可选自Ca (COOH) 2、K2CO3、白云石等中的一种；所述脱氧催化剂可选自Ca (COOH) 2、Na2CO3、NaCl, KCl等中的一种；所述饱和水蒸汽的温度可为100?120°C ;所述处理的时间可为15 ?120mino
[0011]3)将步骤2)中从蒸馏器的另一端导出的蒸汽送入冷却盘管，在冷却盘管中冷凝，液体组分流入分离器中，待静置分层，分离出上层的植物精油；
[0012]4)停止蒸汽的通入，并持续加热，使浸渍有催化剂的木质类生物质中的含水量降低至20%以下，完成木质类生物质的预处理。
[0013]所述木质类生物质的预处理装置，设有水蒸汽发生器、减压阀、蒸馏器、加热套、温控仪、温度传感器、冷凝管、植物精油分离器；
[0014]所述水蒸汽发生器的热蒸汽出口经减压阀接蒸馏器的热蒸汽进口，蒸馏器的水蒸汽出口经阀门接冷凝管，冷凝管的冷凝后流体引流至植物精油分离器，蒸馏器的外周设加热套，温控仪的温控信号接加热套，温控仪的温度信号输入端接温度传感器，温度传感器设于蒸馏器内。
[0015]在水蒸汽发生器上可设有安全阀，在蒸馏器上可设有压力表。
[0016]通过本发明的预处理技术，在提取木质类生物质中的有效挥发分(精油)的同时，将脱焦或者脱氧催化剂浸渍到生物质中，并作为生物质气化技术或热解技术的原料，达到降低生物质气化产物气化气中的焦油或降低生物质热解产物生物油中的含氧量的目的，是本发明独创之处，该方法能在较大地提升了生物质气化燃气的品质或生物质热解产物生物油品质的同时，获取高附加值的精油，是一种对生物质能源高效利用的方法。
[0017]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0018](I)本发明中，脱焦催化剂或脱氧催化剂能浸渍在生物质颗粒内，使得在气化过程中催化剂能更好地发挥除焦油的作用，提高产气的品质；使得在热解过程中催化剂能更好地发挥脱氧的作用，提高生物油品质。
[0019](2)在预处理过程中，浸渍催化剂的同时，将植物精油提取出来，获得高附加值的产物，大大提高了生物质利用的经济效益。
[0020](3)该方法简单易行，对设备的要求较低，且成本低廉，效果明显，经济收益高。
【附图说明】
[0021]图1为本发明所述木质类生物质的预处理装置实施例的结构组成示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明。
[0023]参见图1，所述木质类生物质的预处理装置实施例，设有水蒸汽发生器1、减压阀
3、蒸馏器4、加热套5、温控仪6、温度传感器7、冷凝管9、植物精油分离器10。所述水蒸汽发生器I的热蒸汽出口经减压阀3接蒸馏器4的热蒸汽进口，蒸馏器4的水蒸汽出口经阀门接冷凝管9，冷凝管9的冷凝后流体引流至植物精油分离器10，蒸馏器4的外周设加热套5，温控仪6的温控信号接加热套5，温控仪6的温度信号输入端接温度传感器7，温度传感器7设于蒸馏器4内。在水蒸汽发生器I上设有安全阀2，在蒸馏器4上设有压力表8。
[0024]所述木质类生物质的预处理方法的工艺流程如下:水蒸汽发生器I的上端配有安全阀2，水蒸汽发生器I经减压阀3与蒸馏器4相连，蒸馏器4被加热套5包裹，用于维持蒸馏器4内需要的温度，温控仪6根据温度传感器7反馈的温度控制加热套5的温度，蒸馏器4经过压力表8与冷凝管9相连，冷凝管9的下端为植物精油分离器10。
[0025]取粉碎后的松木或杉木等某种芳香植物的木肩，筛选所得颗粒的直径在0.1?20mm之间。将该生物质与脱焦或脱氧催化剂机械混合至均匀。将混合后的生物质置于蒸馏器中，打开水蒸汽发生器，使热的蒸汽从蒸馏器的一端通入，水