一种生物质快速热裂解方法及其子母生物质热裂解反应釜的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物质热裂解技术，特别是设及一种生物质快速热裂解方法，还设及 使用该方法的子母生物质热裂解反应蓋。
【背景技术】
[0002] 生物质能是一种W生物质为载体、由生物质产生的可再生能源，它是太阳能W化 学能形式贬存在生物中的一种能量形式，其来源包括所有动物、植物和微生物W及由该些 有生命物质派生、排泄和代谢的许多有机质，其储量丰富，遍布世界各地，每年的生产量就 相当于现阶段人类消耗矿物能的20倍，或相当于世界现有人口食物能量的160倍，它不仅 具有取之不尽，用之不竭的特点；而且它作为能源利用时，可实现CA的零排放，能够大大减 少温室效应现象；在生物质转化为可燃气体的过程中，其中的S、N含量比较低，从而能有效 降低环境污染，因此，生物质能是当今世界上工业化国家开源节流、化害为利和保护环境的 绿色能源。
[0003] 生物质热裂解（又称热解或裂解），是指在无氧或低氧环境下，生物质被加热升温 引起分子分解产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程，是生物质能的一种重要利用形式。 生物质热裂解炉（又称生物质热裂解反应蓋）是实现生物质热裂解的设备，生物质热裂解 炉主要有固定床、流化床、旋转锥和引流床等形式。在现有技术中，生物质热裂解炉一般包 括炉体、设于炉体上部的进料机构、燃烧器、气体出口和出炭口等，生物质通过进料机构进 入炉体内，经燃烧器加热，生物质发生热裂解反应，产生的焦炭由出炭口排出，气体产物从 气体出口输送到冷凝系统，气体产物经过洗漆冷凝，可冷凝的气体变成生物油，不可冷凝的 气体则作为可燃气体输出外用。
[0004] 但是，现有的生物质热裂解炉普遍存在W下缺陷：
[0005] (1)燃烧器直接加热炉体内的生物质直至生物质发生热裂解反应的时间较长，例如 采用容积为3立方的生物质热裂解炉，炉内塞满含水量低于4%的生物质，加热直至生物质 发生热裂解反应需要约4个小时，才可制得气体产物和焦炭。因此，使用现有的生物质热裂 解炉加热生物质，生物质升温缓慢，加热效率低，导致生产效率较低。
[0006] 口)燃烧器所耗费的燃料较多，提高了生产成本，例如采用容积为3立方的生物质 热裂解炉，炉内塞满含水量低于4%的生物质，加热直至生物质发生热裂解反应需要耗费4 瓶天然气。
【发明内容】
[0007] 本发明的第一个目的在于提供一种能够提高加热效率、进而提高生产效率的生物 质快速热裂解方法。
[000引本发明的第二个目的在于提供一种使用上述方法的子母生物质热裂解反应蓋。
[0009] 本发明的第一个目的通过如下的技术方案来实现：一种生物质快速热裂解方法， 其特征在于；反应蓋由母反应蓋和设于其底部外表面上的子反应蓋组成，子反应蓋的容积 小于母反应蓋的容积，所述母反应蓋的底部作为子反应蓋和母反应蓋的共用部分；向子反 应蓋和母反应蓋中分别加入生物质，加热子反应蓋中的生物质，所产生的热能通过共用部 分向上传递给母反应蓋中的生物质从而加热其中的生物质，子反应蓋中的生物质先发生热 裂解反应，同时母反应蓋底部的生物质发生热裂解反应，再由低至高传递热能而使母反应 蓋中的生物质依次发生热裂解反应。
[0010] 本发明加热子反应蓋中的生物质，使其升温，子反应蓋容积小，子反应蓋中的生物 质在加热2~3个小时后（母反应蓋容积为3立方米，子反应蓋的容积是0. 6立方米）即可 发生热裂解反应，在加热过程中，热能传递给母反应蓋中的生物质直至其发生热裂解反应， 本发明生物质可快速热裂解，实现快速产气制碳，提高加热效率，进而提高生产效率。
[0011] 在上述快速发生热裂解的基础之上，为了进一步节约燃料，降低成本，作为本发明 的一种改进，将子反应蓋中生物质热裂解所产生的可燃气体作为加热子反应蓋中生物质的 燃料。
[0012] 作为本发明的一种实施方式，子反应蓋和母反应蓋的容积比为1:7~1:3,子反应 蓋和母反应蓋中的生物质分别充满各自的蓋腔。
[0013] 作为本发明的另一种实施方式，子反应蓋和母反应蓋的容积比为1:7~1:3,子反 应蓋中的生物质的体积与子反应蓋的容积之比是1:3~1 ;1 ;母反应蓋中的生物质的体积 与母反应蓋的容积之比是1:3~1 ;1。
[0014] 作为本发明的一种改进，对子反应蓋中的生物质进行均匀加热，而其产生的热能 再均匀加热母反应蓋中的生物质。
[0015] 本发明的第二个目的通过如下的技术方案来实现：一种使用上述方法的子母生物 质热裂解反应蓋，包括反应蓋，其特征在于：所述反应蓋由母反应蓋和设于其底部外表面上 的子反应蓋组成，子反应蓋的容积小于母反应蓋的容积，母反应蓋的底部作为子反应蓋和 母反应蓋的共用部分；所述子反应蓋和母反应蓋上均设有进料口和产物出口，W使加热子 反应蓋中的生物质，所产生的热能通过共用部分向上传递给母反应蓋中的生物质从而加热 其中的生物质，子反应蓋中的生物质先发生热裂解反应，同时母反应蓋底部的生物质发生 热裂解反应，再由低至高传递热能而使母反应蓋中的生物质依次发生热裂解反应，所得产 物分别由母反应蓋和子反应蓋的产物出口排出。
[0016] 本发明所述子母生物质热裂解反应蓋还包括燃烧器，所述燃烧器加热子反应蓋中 的生物质，所述燃烧器设于子反应蓋的外围，所述子反应蓋的产物出口排出的气体产物经 过洗漆冷凝后，可燃气体通过管路连接燃烧器的燃气进口作为加热子反应蓋中生物质的燃 料。
[0017] 作为本发明的一种实施方式，所述反应蓋为邱式，所述母反应蓋和子反应蓋均为 两端封闭的筒体，所述子反应蓋沿着母反应蓋的底部侧壁外表面延伸，所述母反应蓋的底 部侧壁即为所述共用部分，所述产物出口包括气体出口和出碳口，所述气体出口分别设置 在母反应蓋和子反应蓋的后端面上，而进料口和出碳口分别设于母反应蓋和子反应蓋的前 端面上。
[0018] 本发明所述共用部分的面积占母反应蓋的表面积为1 ;5~1 ;2,所述共用部分的 面积占子反应蓋的表面积为1:3~1:2。
[0019] 本发明所述母反应蓋和子反应蓋共同置于一封闭外壳中，所述外壳对应母反应蓋 和子反应蓋的前端面的部分上设有可开启的炉口，所述外壳的壳壁与母反应蓋、子反应蓋 的侧壁之间具有空隙，所述燃烧器为数个安装在所述外壳上，且所述燃烧器处于子反应蓋 的两侧，所述子反应蓋的底部设有支撑座，所述支撑座位于外壳的内底部上。
[0020] 与现有技术相比，本发明具有如下显著的技术效果：
[0021] (1)本发明加热子反应蓋中的生物质，使其升温，子反应蓋容积小，子反应蓋中的生 物质可快速发生热裂解反应，在加热过程中，热能传递给母反应蓋中的生物质直至其发生 热裂解反应，本发明生物质快速热裂解，实现快速产气制碳，提高加热效率，进而提高生产 效率。
[0022] 口)子反应蓋中的生物质快速热裂解所产生的可燃气体作为加热子反应蓋的燃料 替代天然气，可大大节约燃料，降低成本。
[0023] 樹本发明结构简单，容易实现，实用性强，便于广泛推广和适用。
【附图说明】
[0024] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0025] 图1是本发明子母生物质热裂解反应蓋的结构示意图之一；
[0026] 图2是本发明子母生物质热裂解反应蓋的结构示意图之二；
[0027] 图3是安装有外壳的子母生物质热裂解反应蓋的结构示意图之一；
[002引图4是安装有外壳的子母生物质热裂解反应蓋的结构示意图之二。
【具体实施方式】
[0029] 本发明一种生物质快速热裂解方法，反应蓋为邱式，反应蓋由母反应蓋和设于其 底部外表面上的子反应蓋组成，子反应蓋的容积小于母反应蓋的容积，母反应蓋的底部作 为子反应蓋和母反应蓋的共用部分；向子反应蓋和母反应蓋中分别加入生物质，加热子反 应蓋中的生物质，所产生的热能通过共用部分向上传递给母反应蓋中的生物质从而加热母 反应蓋中的生物质，子反应蓋中的生物质先发生热裂解反应，同时母反应蓋底部的生物质 发生热裂解反应，再由低至高传递热能而使母反应蓋中的生物质依次发生热裂解反应。
[0030] 在本实施例中，子反应蓋的容积是0. 6立方米，母反应蓋的容积是3立方米，二者 的容积比为1:5,子反应蓋和母反应蓋的蓋腔中均充满生物质一一木块（子反应蓋中的木 块是150公斤，母反应蓋中的木块是1吨），对子反应蓋中的生物质进行均匀加热，而其产生 的热能再均匀加热母反应蓋中的生物质。
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