专利名称：生物质气化炉净化系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物质气化炉，具体涉及一种生物质气化炉净化系统。
背景技术：
20世纪80年代初，我国就开始对生物质热分解气化技术进行了研究，研制出多种形式的气化炉。生物质是一种可再生能源，储量非常丰富，作为替代能源利用，可实现CO2零的排放，且其中的S、N含量低，大大减轻温室效应和环境污染。
目前国内生物质气化技术存在的主要问题是燃气热值较低，气化过程产生的焦油较多，造成燃气净化困难，影响气化炉的正常工作。燃气净化系统通常采取简单的水洗处理，不仅造成洗涤水的严重污染，而且不利于气化系统的高效运行，并浪费能量和资源。焦油裂解是解决焦油污染问题的有效方法，只有当焦油量大幅度降低后，含焦油废水问题才能解决。但在目前的工艺水平下，很难保证焦油能够完全裂解，或使焦油达标排放，有的用户为了降低成本，经常直接排放，废水中有害物质高于环保的要求，带来了二次污染。
生物质热化学转化利用中，都必须经过热解阶段，碱金属在热解阶段挥发析出，蒸汽冷凝在气化炉和输送燃气管道及热交换器表面，呈粘稠状熔融态，不断捕集燃气气体中的固体颗粒，使得颗粒聚团，导致沉积的形成和反应器腐蚀，对生物质热转化系统产生严重的影响，阻碍热交换，降低热交换效率，重金属的影响，在生物质热解气化过程中，排放出的灰渣和飞灰等固体污染物，随之释放出其中的痕量重金属元素及其化合物，这些污染物将对大气层、水源和土壤的生态环境产生严重的影响。因此，有必要对碱金属和重金属的浓度进行控制。
目前国内生物质气化炉的净化系统，采用的方法有水浴冷却器、百叶窗惯性除尘器、常温空气冷凝处理器、塑料泡沫吸附过滤器，还有采用不同粒度等级的锯屑、刨屑、砂砾或卵石作为吸附过滤材料。
中国专利授权公告号CN1098910C，授权公告日为2003年1月15日，名称为“热裂解除焦生物质气化炉”，公开了“一种热裂解除焦生物质气化炉”，在专利文件中阐明“在炉底上设置裂解催化反应床，……，所述催化剂是常用的热裂解催化剂，例如颗粒状的白云石、氧化铁、活性碳等。在设置催化反应床的情况下，由于催化剂的作用，其裂解反应更加充分，进一步提高了焦油裂解率、气化率和燃气热值。”上述催化剂裂解虽可裂解60％以上的焦油，但催化剂本身的颗粒度分布，值得重新设计，在专利文件中“参见图3，本实施例是在炉底上增设了充满催化剂的催化反应床，(11)为颗粒状催化剂，颗粒直径约为1～3cm，如颗粒状白云石。”成品氧化铁、活性碳的颗粒直径将小于1～3cm，在颗粒直径并不相同的情况下，白云石、氧化铁、活性碳很难分布均匀，这样将直接影响到催化剂的实际催化效果，活性碳的价格比较高，不仅加大了气化的成本，而且使用也不方便。
中国专利授权公告号CN2663811Y，授权公告日为2004年12月15日，名称为“生物质气化炉”，在专利文件中阐明“在净化器2内上部设有网状卵石室13，该卵石室内置有卵石14，卵石室13下部设有多层隔板15，各隔板均有气流口16，并且相邻隔板上的气流口16成180°交错布置，如图所示，当炉体1中可燃气进入净化器2的下部时，经过层层隔板的气流口16，形成Z字形气流使可燃气净化的行程大大增加，由此得到较好的初净化，再继续流向卵石室13，通过卵石14的空隙使初净化的可燃气被分成无数细流进行快速降温，凝气充分净化，滤杂，最后得到高纯度的燃气至净化器2的燃气出口8，当该燃气与尾部配风送气机构3的空气混合后，可为用户提供能充分燃烧的优质燃气。”利用卵石的空隙使初净化的可燃气被分成无数细流进行快速降温，但是卵石的表面光滑、坚硬，并不能达到吸附和过滤可燃气的功效。
中国专利授权公告号CN1088458C，授权公告日为2002年7月31日，名称为“生物质燃气净化方法及装置”，“公开了一种生物质燃气净化方法及装置，它是将经热解气化后生物质燃气在一具有分气室、凝结室及弯管连通的悬浮分离室的单体净化装置，内经分气、凝结、集气，悬浮分离。其工艺处理简单，能快速冷凝悬浮而去除焦油和灰尘，利用灰尘作为焦油的凝结核，加大焦油和灰尘的颗粒直径，利用物理悬浮的方法达到同时沉降除去杂质的目的，其焦油尘的去除率在90％。”单纯依靠“分气、凝结、集气，悬浮分离”的净化方法，虽然“工艺处理简单”，也只是一种被动的利用物理悬浮的方法，这种净化方法并不能提高焦油裂解率、气化率和燃气热值的综合经济效益。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种制作生产成本低廉、操作方便、净化效果好的生物质气化炉净化系统。
本发明的生物质气化炉净化系统由催化器、催化剂、迷宫式储气柜、吸附过滤器、吸附过滤剂、废焦油和废水的收集池组成。
当生物质气化炉输出的燃气气流通过催化器内的生物质气化炉催化剂时，燃气气流中的焦油被催化裂解，被裂解后的焦油分解为可以燃烧的气体和其它物质，随附燃气气流被输送到迷宫式储气柜，未能裂解后的焦油，则被迷宫式的众多颗粒催化剂所阻挡，加之重力的作用，未能裂解后的焦油和废水，滴在废焦油和废水室内，并从催化器的下管道，流向废焦油和废水的收集池，起到过滤未裂解焦油的作用；燃气气流中的碱金属和其它杂质，在通过颗粒催化剂时，将被颗粒催化剂吸附和过滤，以减少燃气气流中的碱金属，提高热交换效率。
催化剂由凹凸棒石粘土、高铝矾土、氧化铁、氧化镁和氧化钙等原料组成，经配料、造粒、烧结成颗粒状，颗粒度4～10mm，生物质气化炉催化剂及生产方法，已另案申请发明专利。
经过催化裂解的第一次净化的燃气气流，流向迷宫式储气柜，燃气气流在迷宫式储气柜内得到了第二次净化，燃气气流的压力也比较均匀平稳。沉淀在迷宫式储气柜的废焦油和废水，也流向废焦油和废水的收集池。
第二次净化后的燃气气流，从迷宫式储气柜输送到吸附过滤器，当燃气气流通过生物质气化炉吸附剂时，焦油得到进一步裂解和吸附，燃气气流中的重金属、碱金属和有害微量元素也被过滤吸附，经过第三次净化的燃气气流，被输送到燃烧器，完成整个净化过程，少量未能裂解后的废焦油和废水，则被迷宫式的众多颗粒剂所阻挡，加之重力的作用，焦油和废水，滴在废焦油和废水室内，并从吸附过滤器的下管道，流向废焦油和废水的收集池，再次起到吸附过滤未裂解焦油和过滤吸附重金属、碱金属及其它杂质的作用，吸附过滤器是以吸附过滤为主体作用。
吸附剂由凹凸棒石粘土、高铝矾土、氧化镁、氧化钙和碳酸钠等原料组成，经配料、造粒、烧结成颗粒状，颗粒度4～10mm，生物质气化炉吸附剂及生产方法，已另案申请发明专利。
本发明用于生物质气化炉的净化系统，结构简单，制作生产成本低廉、使用方便，不使用水浴冲洗，废焦油和废水的量较少，经处理后，可变废为宝，焦油裂解率和燃气气流热值都比较高，并可增加生物质气化炉的气化率，没有环境污染。
经过多次实验，本发明的生物质气化炉的净化系统，可以使生物质气化炉的焦油裂解率提高到85％以上，气化率在原基础上提高20％，燃气热值在原基础上提高25％。
图1是生物质气化炉净化系统的示意图。
如图所示，1是生物质气化炉，2是气化炉通往催化器的管道，3是催化器，4是催化剂，5是催化器的废焦油和废水室，6是催化器通往迷宫式储气柜的管道，7是迷宫式储气柜，8是迷宫式储气柜通往吸附过滤器的管道，9是吸附过滤器，10是吸附过滤剂，11是吸附过滤器的废焦油和废水室，12是催化器通往废焦油和水的收集池的管道，13和15是迷宫式储气柜通往废焦油和废水的收集池的管道，14是废焦油和废水的收集池，16是吸附过滤器通往废焦油和废水的收集池的管道，17是纯净的燃气气流管道，通往燃烧器18。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的描述图1是生物质气化炉净化系统的示意图。
当生物质气化炉1的燃气气流，通过管道2，流经催化器3内的生物质气化炉催化剂4时，燃气气流中的焦油被催化裂解，被裂解后的焦油分解为可以燃烧的气体和其它物质，随附燃气气流从管道6，被输送到迷宫式储气柜7，未能裂解后的焦油、碱金属、重金属、废水和灰尘，则被迷宫式的众多颗粒催化剂所阻挡，加之重力的作用，流入废焦油和废水室5内，并从催化器的下管道12，流向废焦油和废水的收集池14。
经过催化裂解的第一次净化的燃气气流，流向迷宫式储气柜7，燃气气流在迷宫式储气柜7内得到了第二次净化，这时燃气气流的压力也比较均匀平稳。沉淀在迷宫式储气柜的废焦油和废水，经下管道13、15流向废焦油和废水的收集池14。
第二次净化后的燃气气流，从迷宫式储气柜7，经管道8输送到吸附过滤器9，当燃气气流通过生物质气化炉吸附剂10时，残余焦油得到进一步裂解和吸附，燃气气流中的重金属、碱金属和灰尘也被过滤吸附，经过第三次净化的燃气气流，经管道17输送到燃烧器，完成整个净化过程。
少量未能裂解后的焦油、碱金属、重金属、废水和灰尘，则被迷宫式的众多颗粒催化剂所阻挡，加之重力的作用，流入废焦油和废水室11内，并从吸附过滤器的下管道16，流向废焦油和废水的收集池14，再次起到吸附过滤未裂解焦油和过滤吸附重金属、碱金属和灰尘的作用，吸附过滤器是以吸附过滤为主体作用。
权利要求
1.一种生物质气化炉净化系统，其特征在于，生物质气化炉净化系统由催化器、催化剂、迷宫式储气柜、吸附过滤器、吸附过滤剂、废焦油收集池组成。
2.根据权利要求1所述的一种生物质气化炉净化系统，其特征在于，1是生物质气化炉，2是催化器的管道，3是催化器，4是催化剂，5是废焦油室，6通往储气柜的管道，7是迷宫式储气柜，8是通往吸附过滤器的管道，9是吸附过滤器，10是吸附过滤剂，11是废焦油室，12是通往废焦油收集池的管道，13和15是储气柜通往废焦油收集池的管道，14是废焦油收集池，16是通往废焦油收集池的管道，17是纯净的燃气气流管道，通往燃烧器18。
3.根据权利要求1所述的一种生物质气化炉净化系统，其特征在于，当生物质气化炉1的燃气气流，通过管道2，流经催化器3内的催化剂4时，燃气气流中的焦油被催化裂解，随附燃气气流从管道6，被输送到储气柜7，未能裂解后的焦油、废水和灰尘，流入废焦油室5内，并从管道12，流向废焦油收集池14。
4.根据权利要求1所述的一种生物质气化炉净化系统，其特征在于，燃气气流在储气柜7内得到了第二次净化，沉淀在迷宫式储气柜的废焦油和废水，经下管道13、15流向废焦油收集池14。
5.根据权利要求1所述的一种生物质气化炉净化系统，其特征在于，第二次净化后的燃气气流，从储气柜7，经管道8输送到吸附过滤器9，当燃气气流通过吸附剂10时，殘余焦油得到进一步裂解和吸附，经过第三次净化的燃气气流，经管道17输送到燃烧器，完成整个净化过程。少量未能裂解后的焦油、碱金属、重金属、废水和灰尘，则被迷宫式的众多颗粒催化剂所阻挡，加之重力的作用，流入废焦油室11内，并从吸附过滤器的下管道16，流向废焦油收集池14。
全文摘要
本发明公开了一种生物质气化炉净化系统，其技术方案的要点是，生物质气化炉净化系统由催化器、催化剂、迷宫式储气柜、吸附过滤器、吸附过滤剂、废焦油和废水的收集池组成。当生物质气化炉的燃气气流，流经催化器内的催化剂后，输送到迷宫式储气柜，再输送到吸附过滤器的吸附剂中，经过三次净化的燃气气流，输送到燃烧器，完成整个净化过程。本发明用于生物质气化炉的净化系统，结构简单，制作生产成本低廉、使用方便，不使用水浴冲洗，废焦油和废水的量较少，经处理后，可变废为宝，焦油裂解率和燃气气流热值都比较高，并可增加生物质气化炉的气化率，没有环境污染。
文档编号C10B53/02GK1667086SQ20051003783
公开日2005年9月14日 申请日期2005年2月25日 优先权日2005年2月25日
发明者许庆华 申请人:许庆华