一种减少生物质产气过程中二氧化碳产率的装置的制作方法

本实用新型属于生物质能开发技术领域，尤其涉及一种减少生物质产气过程中二氧化碳产率的装置。

背景技术：

随着世界经济的快速发展，能源资源的消耗速度也迅速增长，而煤、石油、天然气等传统化石能源资源日益枯竭，人类迫切需要开发可再生的能源资源以补充和替代现有的化石能源。生物质能作为重要的环境友好可再生能源，受到国内外的重视。生物质的热解气化可将生物质原料转化为以一氧化碳、氢气、甲烷为主的气体燃料，可直接实现燃气、热能和电能的供给。但是，生物质热解气化过程中一般会产生5-6％的二氧化碳，一方面降低了氢气、甲烷等气体的含量，另一方面，二氧化碳作为温室气体，应严格限制排放。

中国专利CN104212467A公开了一种利用生物质产气过程中减少二氧化碳产率的装置，采用绿藻植物的光合作用对反应过程中产生的二氧化碳进行吸收，有效的降低了二氧化碳的含量，但该装置以加热器对生物质反应区进行加热，加热过程的能耗间接来源于化石燃料，其能耗大小决定了生物质能整个利用过程中二氧化碳的排放量。中国专利CN103588167A公开了一种利用生物质产气过程中减少CO₂产率的装置，该装置以沙粒床层径向反应器内负载的CaTiO₃.CaBaO₃颗粒作为催化重烃类组分(焦油)等的催化剂，同时又可以脱除二氧化碳，但该装置中的能耗依旧来源于化石燃料，生物质能整个利用过程中二氧化碳的排放量仍旧没有得到控制。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供一种减少生物质产气过程中二氧化碳产率的装置，在降低生物质产气过程中二氧化碳产率的同时，极大限度的降低了生物质能整个利用过程中二氧化碳的排放量。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种减少生物质产气过程中二氧化碳产率的装置，包括依次连接的原料粉碎机、进料装置、反应釜、除尘器和储气罐；

所述反应釜通过隔热板分为热裂解区、催化裂解区和吸附区，并通过通气管相连通，所述反应釜底部设有木炭收集装置，所述热裂解区侧壁上设有原料进口，所述热裂解区底部设有加热管，所述催化裂解区内部设有折流板，所述折流板及催化裂解区底部的隔热板上设有加热管及木炭层，所述木炭层所用木炭为木炭收集装置收集的木炭，所述折流板及催化裂解区顶部的隔热板下部设有蒸汽喷头，所述催化裂解区侧壁上设有木炭进口，所述吸附区的隔热板上设有二氧化碳吸附剂，所述吸附区侧壁上设有吸附剂进出口，所述吸附区的顶部设有出气口；

所述反应釜的热源由供热装置提供，所述供热装置所用的燃料为木炭收集装置收集的木炭，所述供热装置包括沿烟气运动方向依次设置的锅炉本体、余热回收装置及气体净化装置，所述锅炉本体上方设有锅筒，所述锅筒上设有一次蒸汽出口，所述一次蒸汽出口与催化裂解区的加热管通过管道相连，所述余热回收装置上设有二次蒸汽出口，所述二次蒸汽出口与热裂解区的加热管通过管道相连。

进一步的，所述除尘器为旋风分离器。

进一步的，所述二氧化碳吸附剂为氧化钙或煅烧白云石。

进一步的，所述气体净化装置中设有氧化钙吸附层或煅烧白云石吸附层。

进一步的，所述锅筒上设有第一进水口，所述余热回收装置上设有第二进水口。

与现有技术相比，本实用新型产生的有益效果是：

(1)催化裂解区内负载的木炭层，一方面作为粗裂解气二次裂解的催化剂，另一方面又可以作为二氧化碳的吸附剂，减少反应中二氧化碳的产率；

(2)催化裂解区内负载的木炭层及供热装置中使用的燃料木炭均为生物质热裂解的自身产物，降低了能耗，间接减少了化石燃料的使用，且供热装置的烟气通过气体净化装置处理，减少了供热过程二氧化碳的排放。

(3)吸附区内负载的二氧化碳吸附剂对二氧化碳进行吸收，进一步降低了二氧化碳的产率。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为反应釜的结构示意图；

图3为供热装置的结构示意图。

其中：1.原料粉碎机，2.进料装置，3.反应釜，31.热裂解区，311.原料进口，32.催化裂解区，321.折流板，322.木炭进口，323.蒸汽喷头，33.通气管，34.吸附区，341.吸附剂进出口，342.出气口，343.二氧化碳吸附剂，35.隔热板，36.木炭收集装置，37.加热管，4.除尘器，5.储气罐，6.供热装置，61.锅炉本体，62.锅筒，621.一次蒸汽出口，622.第一进水口，63.余热回收装置，631.二次蒸汽出口，632.第二进水口，64.气体净化装置。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步说明：

如图1-3所示，本实用新型提供的减少生物质产气过程中二氧化碳产率的装置，包括依次连接的原料粉碎机1、进料装置2、反应釜3、除尘器4和储气罐5，所述除尘器4为旋风分离器。

所述反应釜3通过隔热板35分为热裂解区31、催化裂解区32和吸附区34，并通过通气管33相连通，所述反应釜3底部设有木炭收集装置36，所述热裂解区31侧壁上设有原料进口311，所述热裂解区31底部设有加热管37，所述催化裂解区32内部设有折流板321，所述折流板321及催化裂解区32底部的隔热板35上设有加热管37及木炭层，所述木炭层所用木炭为木炭收集装置36收集的木炭，所述折流板321及催化裂解区32顶部的隔热板35下部设有蒸汽喷头323，所述催化裂解区32侧壁上设有木炭进口322，所述吸附区34的隔热板35上设有二氧化碳吸附剂343，所述二氧化碳吸附剂343为氧化钙或煅烧白云石，所述吸附区34侧壁上设有吸附剂进出口341，所述吸附区34的顶部设有出气口342。

所述反应釜3的热源由供热装置6提供，所述供热装置6所用的燃料为木炭收集装置36收集的木炭，所述供热装置6包括沿烟气运动方向依次设置的锅炉本体61、余热回收装置63及气体净化装置64，所述气体净化装置64中设有氧化钙吸附层或煅烧白云石吸附层，所述锅炉本体61上方设有锅筒62，所述锅筒62上设有一次蒸汽出口621和第一进水口622，所述一次蒸汽出口621与催化裂解区32的加热管37通过管道相连，所述余热回收装置63上设有二次蒸汽出口631和第二进水口632，所述二次蒸汽出口631与热裂解区31的加热管37通过管道相连。

本实用新型的减少生物质产气过程中二氧化碳产率的装置的使用原理：

生物质原料经原料粉碎机1粉碎后，通过进料装置2输送至反应釜3的热裂解区31；生物质原料在热裂解区31内的无氧环境下进行热裂解生成木炭、气体及焦油，木炭落入木炭收集装置36中进入回收再利用，可燃气体和焦油通过通气管33进入催化裂解区32进行进一步的催化裂解；木炭层中的木炭来源于木炭收集装置36回收的木炭，其一方面作为粗裂解气二次裂解的催化剂，另一方面又可以作为二氧化碳的吸附剂，对二氧化碳进行了清除；反应后的气体通过通气管33进入吸附区34，利用吸附区34上负载的二氧化碳吸附剂343对气体中残留的二氧化碳进行进一步吸附；得到的气体从出气口342进入除尘室4进行除尘，最后进入储气罐5进行存储。

反应过程中热裂解区31及催化裂解区32所需的热量通过供热装置6进行供给，供热装置6所用燃料为木炭收集装置36收集的木炭，锅筒62中的热蒸汽通过一次蒸汽出口621进入催化裂解区的加热管37，余热回收装置63中回收的余热通过二次蒸汽出口631进入热裂解区的加热管37，对其提供反应所需的热量，烟气随后进入气体净化装置64进行除尘及二氧化碳吸附，最后排出大气。

本实用新型的减少生物质产气过程中二氧化碳产率的装置，木炭层既可以作为粗裂解气二次裂解的催化剂，又可以作为二氧化碳的吸附剂；且木炭层及供热装置6中使用的燃料木炭均为生物质热裂解的自身产物，间接减少了化石燃料的使用，且供热装置6中产生的烟气通过气体净化装置64处理，减少了二氧化碳的排放；吸附区内负载的二氧化碳吸附剂343对二氧化碳的吸收，进一步降低了二氧化碳的产率。

以上通过实施例对本实用新型的进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。