专利名称：用于有机生质的热解系统的制作方法
技术领域：
本发明是有关于ー种热解系统，特别是ー种用于有机生质的热解系统。
背景技术：
近年来，全球化石燃料价格日益高涨，加上温室气体的减量议题更为各国所为重视，是以，对于替代能源的永续利用及不造成环境污染，已成为近年来环保重要议题，尤其在现今资源不足的环境下，生质能的地位和作用已逐渐为世界各国所重视；生质能(biomass energy/bio-energy)不同于石油、煤炭、核能等传统燃料,其为ー种再生能源,主要利用生质物(biomass)经转换所获得的电与热等可用能源，故为称之，而生质物则泛指 由生物所产生的有机物质，常见有木材与林业废弃物(如木屑)、农作物与农业废弃物(如稻壳、稻杆、玉米穗轴)、畜牧业废弃物(如动物尸体)、废水及垃圾掩埋场处理厂产生的沼气、エ业有机废弃物(如有机污泥、废塑橡胶)等。一般而言用以产生生质能的方式，主要有分直接燃烧、物理转换、热转换技术等方式；其中，把废弃有机生质利用气化与裂解等热转换程序的热转换技术，为可行方式之一，可用以产生可供利用的生物质能，一般习知热解技术主要将一有机生质(如稻麦或玉米芯等)放置于一生质燃料反应炉内，同时加入燃气(如瓦斯)予以高温加热，当该生质可受热后即排放生质油气、焦炭(char)、不冷凝气体等合成气(syngas),其中，该生质油气在经降温冷凝后，即可回收成液态燃油，即所称生质油(bio-oil)或热解油(pyrolytic oil),而该焦炭则排出并回收，以供后续加工再利用。再者，至于该合成气则有采以直接排出或导回以供燃烧用等方式来处理；例如现有技艺中，中国专利公告第2552929号揭露一木材热解装置，主要利用热解室设于燃烧室上方，并透过点燃该燃烧室内的燃料以加热该热解室，依此达生质物的热解作用；但是，该现有技术主要仅以单一方向加热该热解室，其加热效果实为有限，不仅使该生质燃料受热不均，影响其加热分解效率外，亦可能降低该生质燃料热解产出的能源效益，另外，亦有另一装置如中国台湾第M375706号专利，其主要揭露出利用一燃气反应炉结合ニ冷凝器，在生质物受热反应并经冷凝程序后，其无法冷凝的合成气依序透过该ニ冷凝器以导回反应炉做加热用；但是，此一系统实以一般反应炉的加热结构为主，其加热效果实仍有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于有机生质的热解系统，其可使有机生质物受热分解释出的气体予以导回再利用，井能大幅提升气体燃烧反应温度，提升有机生质物热解效率，进而增加有机生质物热解所得产物的回收再利用效率。为达上述目的，本发明的解决方案是
一种用于有机生质的热解系统，其包含有
ー燃烧本体，其内部形成有ー燃烧室，其中，该燃烧本体具有多个与该燃烧室连通且供一有机生质物输入的进料ロ，一与该燃烧室连通并可供一燃烧空气注入的进气ロ，多个设于该燃烧本体上且可将该有机生质物经热解反应后所得最終产物予以回收的集收ロ，以及一包覆于该燃烧本体外的外罩；
多个燃料反应区，其间隔设于该燃烧室内，而该每一燃料反应区为一中空管体且一端与该进料ロ呈相对应设置，以供该有机生质物输入置放并受热分解于其中；
ー气体反应区，其设置于该多个燃料反应区之间，而该气体反应区为一中空管体且ー端与该进气ロ呈相对应设置，同时该管体的壁面上涂布有一触媒层；
一气体导流区，其设于该多个燃料反应区与该气体反应区之间，且该气体导流区分别与该多个燃料反应区与该气体反应区的另一端相互连接，该有机生质物经热解反应而分解所得的合成气(syngas)，可经由该气体导流区导入该气体反应区内，并与该燃烧空气混合以供燃烧。所述的多个燃料反应区与该气体导流区间加设至少有ー冷凝装置。 所述的多个燃料反应区设有一柚真空装置，以使该多个燃料反应区内呈现缺氧状态。所述的多个燃料反应区部分展露于该外罩外，同时该每一燃料反应区裸露在外的表面涂布有一热光吸热涂层。采用上述结构后，该有机生质物于该每ー燃料反应区内受热分解所释放的合成气，可经由该气体导流区导入该气体反应区内，以与该燃烧空气混合以达气体燃烧，配合该触媒层设置，更有助于提升气体燃烧效率与该气体反应区的温度，进而增加该等反应区间的热传效率，有助再次加热该等燃料反应区，促进有机生质物的热解效率；再者，该包覆该本体外的外罩则可避免热散失，更提升热能使用效率。
图I是本发明的第一较佳实施例结构示意 图2是本发明的第一较佳实施例实施示意 图3是本发明的第二较佳实施例结构示意 图4是本发明的第三较佳实施例结构示意图。主要组件符号说明
2用于有机生质的热解系统
21燃烧主体212进料ロ 213 进气ロ 214、214’ 集收ロ 215外罩 211 燃烧室
22燃料反应区23 气体反应区 231触媒层 24 气体导流区
25 抽真空装置26 热光吸热涂层
27 冷凝装置3 有机生质物
4 燃烧空气5 合成气。
具体实施例方式为了进一歩解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。參阅图I、图2,本发明用于有机生质的热解系统2的第一较佳实施例,其包含有一内部形成有一燃烧室211的燃烧本体21，多个间隔设于该燃烧室211内的燃料反应区22，ー设于该多个燃料反应区22间的气体反应区23，以及ー设于该多个燃料反应区22与该气体反应区23间的气体导流区24，其中，该燃烧本体21具有多个与该燃烧室211连通且可供一有机生质物3输入的进料ロ 212，一与该燃烧室211连通并可供一燃烧空气4注入的进气ロ 213，多个设于该燃烧本体21上且可将该有机生质物3经热解反应后所得最终产物予以回收的集收ロ 214，214’，以及ー包覆于该燃烧本体21外的外罩215，而前述该有机生质物3可为固态或液态型式，以下均以固态生质为例做说明，另，前述该每ー燃料反应区22为ー中空管体且一端与该进料ロ 212呈相对应设 置，以供该有机生质物3输入置放并受热分解于其中，至于，该气体反应区23为ー中空管体且一端与该进气ロ 213呈相对应设置，同时该管体的壁面上涂布有一触媒层231，于本实施例中该触媒层231以涂布于该管体的内壁上为例，以有助于气体反应区23内的气体燃烧反应，有利促进快速加热效果，再者，该气体导流区24分别与该等燃料反应区22与该气体反应区23的另一端相互连接，并且该等燃料反应区22与该气体导流区24间可适时加设至少有ー冷凝装置27，于本实施例中以两组冷凝装置27为例，以便该有机生质物3经热解反应而分解所得的合成气(syngas) 5可经由该气体导流区24导入该气体反应区23内，并与该燃烧空气4混合以供燃烧。參阅图2，运作时，首先由该进料ロ 212分别将一有机生质物3 (如稻杆、木材、或玉米芯等有机固态物质)予以输入至该等燃料反应区22内，同时该燃料反应区22可进行加热至适当高温，使该有机生质物3可受热并产生热解反应，即该有机生质物3于高温受热后,从表面至内部开始分解产生挥发气体,如高温油气、CO、CH4等等气体，该等气体再经该冷凝装置27 (图中以简图示出)予以冷凝后，其中可冷凝的气体会形成液态生质油，并由该其ー集收ロ 214予以回收，以供产业再利用(如可提炼为交通燃油等)，而无法冷凝气体诸如CO、H2、CH4等则混合形成一合成气(syngas) 5,并经由该气体导流区24导回至该气体反应区23内，同时由该进气ロ 213可注入一燃烧空气4 (如瓦斯)至该气体反应区23内，使该燃烧空气4与该合成气5混合以发生燃烧反应，此时，配合该触媒层231的低燃气比、高燃烧效率等特性，其可促使该气体反应区23的气体燃烧效率提高，以致该气体反应区23内的温度快速提高并释放热能，而该热能即传导至该等燃料反应区22处(即如图中箭头所示)，致使该等燃料反应区22内部热量充分传递，增加该有机生质物3热解效率及生成气体量，进而有利提高后续生质油的产出效率，同吋，由于该外罩215紧密包覆于该燃烧本体21的外缘，使该气体反应区23于热能传导过程中，得以免除发生热散失现象，更有利提升其热能使用效率，最后，该有机生质物3经一段时间的受热碳化且降温后，即成焦炭(char)形态，可由另ー集收ロ 214’予以回收，用作气化和化学エ业的原料或燃料使用；是以，透过该外罩215、气体导流区24的设置，不仅避免过程中热散失，更导回该有机生质物3热解后所释放的合成气5以供气体燃烧，并释放热能至该等燃料反应区22以助充分热解反应，避免有害气体直接向外排放，同时更提高可回收再利用的生质产物生成效率，而该触媒层231更有利加速该气体反应区23的温度提升，促进气体燃烧效率，进而有利其热传导效率。
參阅图3，本发明用于有机生质的热解系统2的第二较佳实施例，其仍包含有燃烧本体21、燃料反应区22、气体反应区23及气体导流区24，且各细部构件均同前第一实施例，在此不再赘述，特别在于该等燃料反应区22另连接有一柚真空装置25 (图中以简图示出)，是以，除吸收由该气体反应区23释放的热能外，藉由该抽真空装置25的增设，使该等燃料反应区22内呈现缺氧状态，相对更使该有机生质物3快速加热至较高反应温度，引发其内部大物质分子的分解，以达该有机生质物3的充分热解作用，促进热解产物的生成效率。參阅图4，本发明用于有机生质的热解系统2的第三较佳实施例，燃烧本体21、燃料反应区22、气体反应区23及气体导流区24，且各细部构件均同前第一实施例，在此不再赘述，特别在于该等燃料反应区22部分展露于该外罩215タト，同时该每一燃料反应区22裸露在外的表面涂布ー热光吸热涂层26，是以，藉由该热光吸热涂层26的设置，可使该等燃料反应区22除吸收由该气体反应区23释放的热能外，亦可吸附外界太阳光所散发的热能(如图中箭头所示)，提升该等燃料反应区22的温度，大大增进该有机生质物3的热解反应，且增加该有机生质物3热解所得产物的回收再利用效率。归纳前述，本发明用于有机生质的热解系统，主要利用该有机生质物于该每ー燃料反应区经热解反应后所得的合成气，可经由该气体导流区导入该气体反应区内，以与该 燃烧空气发生燃烧反应，同时配合该触媒层的设置，有效促进气体的燃烧效率及热传导效率，促使该气体反应区提升温度并释放热能至该等燃料反应区，以达充分加热，増加该有机生质物热解效率及生质油产率，再者，包覆该本体外的外罩有利避免热散失，更提升该气体反应区的热能使用率，且充分利用热解后所得的产物，以做为可再利用资源，确实达到本发明的目的。惟以上所述者，仅为说明本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明书内容所作的简单等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
权利要求
1.一种用于有机生质的热解系统，其特征在于，包含有 ー燃烧本体，其内部形成有ー燃烧室，该燃烧本体具有多个与该燃烧室连通且供一有机生质物输入的进料ロ，一与该燃烧室连通并可供一燃烧空气注入的进气ロ，多个设于该燃烧本体上且可将该有机生质物经热解反应后所得最終产物予以回收的集收ロ，以及ー包覆于该燃烧本体外的外罩； 多个燃料反应区，其间隔设于该燃烧室内，而该每一燃料反应区为一中空管体且一端与该进料ロ呈相对应设置，以供该有机生质物输入置放并受热分解于其中； ー气体反应区，其设置于该多个燃料反应区之间，而该气体反应区为一中空管体且ー端与该进气ロ呈相对应设置，同时该管体的壁面上涂布有一触媒层； 一气体导流区，其设于该多个燃料反应区与该气体反应区之间，且该气体导流区分别与该多个燃料反应区与该气体反应区的另一端相互连接，该有机生质物经热解反应而分解所得的合成气，可经由该气体导流区导入该气体反应区内，并与该燃烧空气混合以供燃烧。
2.如权利要求I所述的用于有机生质的热解系统，其特征在于该多个燃料反应区与该气体导流区间加设至少有ー冷凝装置。
3.如权利要求I或2所述的用于有机生质的热解系统，其特征在于该多个燃料反应区设有一柚真空装置，以使该多个燃料反应区内呈现缺氧状态。
4.如权利要求I或2所述的用于有机生质的热解系统，其特征在于该多个燃料反应区部分展露于该外罩外，同时该姆一燃料反应区裸露在外的表面涂布有ー热光吸热涂层。
全文摘要
本发明公开一种用于有机生质的热解系统，其包括有一内部形成一燃烧室的燃烧本体、多个燃料反应区、一壁面涂布有触媒层的气体反应区、以及一气体导流区；利用有机生质物于每一燃料反应区受热反应后所得的合成气，经由该气体导流区导入该气体反应区内，同时透过该气体反应区导入燃烧空气，再配合该触媒层设置，有利促进该合成气与该燃烧空气的燃烧效率，以使该气体反应区更提升温度并释放热能至该等燃料反应区，使其保持加热状态以供该有机生质物充分热解，提高可回收再利用的产物生成效率，再者，包覆该本体外的外罩可避免热散失，更提升热能使用效率。
文档编号C10B53/02GK102690665SQ20121014541
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月11日 优先权日2011年12月30日
发明者李后毅, 李约亨, 赵怡钦, 陈冠邦 申请人:成功大学