专利名称：一种生物质固化炭化气化综合应用方法
技术领域：
本发明涉及可再生能源领域，特别涉及可再生能源开发利用中以生物质木屑、秸秆等为原料的一种生物质固化炭化气化综合应用方法。
背景技术：
目前，能源紧缺，地下化石类能源越来越少，已形成世界性能源危机。另辟蹊径，开发地上可再生能源，便成为人类十分迫切的任务。诸如生物质能、风能、太阳能等可再生能源的开发在世界各国已经兴起。为此，我国政府已于2006年1月1日颁发了《中华人民共和国可再生能源法》，以法律形式保护和支持可再生能源发展。采用农作物秸秆或林业废弃物作原料的生物质能源开发，在我国已呈现很好势头。如生物质发电，生物质(秸秆)成型燃料，生物质燃气，生物质木炭，生物质甲醇、乙醇等等。但其加工工艺和制备方法均采用单一开发利用生物质能源的方法，既浪费了地上有限能源资源，又不断污染环境。辟如，单一加工生物质(秸秆)成型燃料，成本高，费用大，无法调动投资者积极性。辟如，单一采用土窑式方法加工生物质木炭，生产周期长，费用大，而且每生产1公斤木炭，即排放1-2立方有害气体，污染环境，现已受到环保部门限制。单一加工生物质燃气，便产生大量炭渣，无处消化。况且，建设燃气站投资大，收效小，企业很少有人问津。每年政府投入大量资金补给农村村镇，建设公益性生物质燃气站，力求推广这一技术，收效甚微。生物质固化炭化气化综合应用方法是充分开发利用地上生物质能源的有效方法之一。因此研制一种生物质固化炭化气化综合应用方法一直是国内外急待解决的新课题。
本发明的目的是提供一种构思巧妙，技术全面，科学合理，有创新意识，使用方便，节省开支，价格低廉，提高了生物质可再生能源的综合利用效率，改变了过去加工木炭必须排放废气，污染环境，加工生物质燃气，废渣无处排放的现象，有既节省了生物质能源，又提高了社会效益和企业效益一种生物质固化炭化气化综合应用方法。
发明内容
本发明的目的是这样实现的它的制备工艺是首先收集生物质原料是锯末、刨花、树枝、树干林业废弃物木质类原料，经粉碎机加工成0.5-15mm粉末，存入料仓中备用，经干燥机上料绞车将原料送入干燥机中干燥，干燥炉采用生物质燃气为热源，其干燥炉所用生物质固化炭化气化综合应用方法加工木炭时产生的副产品，即生物质燃气，干燥机内的原料在60℃-100℃温度下烘干脱水后，在引风机作用下，经分离器分离，分离器上端排出烟雾和湿气，下端漏出干燥后的原料，其先成型后炭化的制备方法是将锯末木质类原料，经生物质成型机挤压出棒状原料后，装入生物质炭化气化燃烧炉中，在温控作用下，加工出高温优质机制木炭和生物质燃气；其先炭化后成型的制备方法是将木质料粉装入生物质炭化气化燃烧炉中，在温控作用下生成黑色固体炭粉和生物质燃气，炭粉经生物质成型机挤压成炭棒即机制木炭；生物质原料可以是玉米秸秆、稻壳、柴草、玉米芯、油料作物皮壳农作物秸秆；原料含水量不超12％可不用干燥；料粉可以是木质料粉50％、秸秆料粉50％；先炭化后成型是将炭化加工后的炭粉添入0.5％-5％的粘合剂，搅匀，经螺旋式生物质炭粉成型机挤压成Φ30×150mm，Φ50×450mm规格的空心炭棒，便是低温普通机制木炭，炭棒挤压成型的额定压力是15mpa，密度在0.7-0.9g/mc3之间，热值达6500-7000大卡/公斤、含炭量达70％-75％、灰分达6％-8％，包装成产品；先成型后炭化是将干燥后的锯末木质类原料，经过液压式生物质燃料成型机或螺旋式生物质燃料成型机挤压成Φ30×150mm，Φ50×450mm规格的空心棒状原料备用，棒料挤压成型的额定压力是15-31mpa，密度在0.8-1.2g/mc3之间；加工成型未经炭化的棒料，便是生物质成型燃料；先炭化后成型是将配制后的原料粉按300-1000kg定量，装入生物质炭化气化燃烧炉中点火后封炉，炉内料粉在缺氧状态下自燃48-50小时，当炉内温度达到150℃-300℃时产生水蒸气和不可燃气体，通过排放口及时排放，当炉内温度达到300℃-700℃时，生物质经过还原、裂解和聚合反应，产生能量转换，分离出可燃气体，是生物质燃气，可回收使用；挤压成型的棒状原料按500-2000kg定量，装入生物质炭化气化燃烧炉中后点火封炉，棒料在缺氧状态下自燃48-50小时，炉内温度达到150℃-430℃时产生水蒸气和不可燃气体，通过排放口及时排放；炉内温度达到430℃-900℃时，生物质经过还原、裂解和聚合反应，产生能量转换，分离出可燃气体，是生物质燃气，可回收使用；经过高温锻烧的棒料便是钢性较强的高温优质机制木炭；其热值达7500-8500大卡/公斤、含炭量达80％-85％、灰分达5-6％，包装成产品；生物质炭化气化燃烧炉内生物质在缺氧燃烧过程中，温度达到150℃-430℃时产生水蒸气和不可燃气体，通过排放口及时排放，温度达到430℃-900℃时，生物质开始还原、裂解及聚合反应，产生能量转换，逐步分离，形成质硬、体轻的黑色固体木炭，所分离出的含有一氧化炭、氢气、氧气、焦油等可燃混合气体是生物质燃气，含有焦油的生物质燃气，由焦油过滤装置净化处理后，经过管道循环系统，生物质燃气直接送入干燥炉内，做为干燥机热源；另一部分生物质燃气由管道循环系统送到储罐中。本发明的要点在于它的制作工艺及综合利用。其工艺原理是，一种生物质固化炭化气化综合应用方法是将配制后粉状生物质原料，或棒状生物质原料，装入生物质炭化气化燃烧炉中炭化，炭化炉利用干馏原理，使炉内生物质原料在缺氧状态下自燃、当炉温达到预定温度时开始还原、裂解、产生能量转换，分离出木炭和可燃气体，可燃气体经过焦油净化装置处理，回收后使用。制备工艺方法产生的生物质燃气是含有一氧化碳(CO)，氢气(H)、氧气(O)、焦油的可燃混合气体，含有焦油的生物质燃气，由焦油过滤装置净化处理后，经过管道循环系统，一部分生物质燃气直接送入干燥炉内，做为干燥机热源，供本单位干燥机生产所用；另一部分生物质燃气由管道循环系统输送到储气罐中，提供给用户生产或生活所用；由于生物质炭化气化燃烧炉每天24小时运行，产气量较大，既可直接供给用户使用，又可少量存入储气罐中做为用气高峰调峰所用，相应减少了储气罐的容量。一种生物质固化炭化气化综合应用方法与现有技术相比，具有构思巧妙，技术全面，科学合理，有创新意识，使用方便，节省开支，价格低廉，提高了生物质可再生能源的综合利用效率，改变了过去加工木炭必须排放废气，污染环境，加工生物质燃气，废渣无处排放的现象，有既节省了生物质能源，又提高了社会效益和企业效益等优点，将广泛应用于可再生能源领域中。
具体实施例方式实施例一，它的制备工艺是首先收集生物质原料是锯末、刨花、树枝、树干林业废弃物木质类原料，经粉碎机加工成0.5-15mm粉末，存入料仓中备用，经干燥机上料绞车将原料送入干燥机中干燥，干燥炉采用生物质燃气为热源，其干燥炉所用生物质固化炭化气化综合应用方法加工木炭时产生的副产品，即生物质燃气，干燥机内的原料在60℃-100℃温度下烘干脱水后，在引风机作用下，经分离器分离，分离器上端排出烟雾和湿气，下端漏出干燥后的原料，其先成型后炭化的制备方法是将锯末木质类原料，经生物质成型机挤压出棒状原料后，装入生物质炭化气化燃烧炉中，在温控作用下，加工出高温优质机制木炭和生物质燃气；其先炭化后成型的制备方法是将木质料粉装入生物质炭化气化燃烧炉中，在温控作用下生成黑色固体炭粉和生物质燃气，炭粉经生物质成型机挤压成炭棒即机制木炭；原料含水量不超12％可不用干燥；先炭化后成型是将炭化加工后的炭粉添入0.5％-5％的粘合剂，搅匀，经螺旋式生物质炭粉成型机挤压成Φ30×150mm，Φ50×450mm规格的空心炭棒，便是低温普通机制木炭，炭棒挤压成型的额定压力是15mpa，密度在0.7-0.9g/mc3之间，热值达6500-7000大卡/公斤、含炭量达70％-75％、灰分达6％-8％，包装成产品；先成型后炭化是将干燥后的锯末木质类原料，经过液压式生物质燃料成型机或螺旋式生物质燃料成型机挤压成Φ30×150mm，Φ50×450mm规格的空心棒状原料备用，棒料挤压成型的额定压力是15-31mpa，密度在0.8-1.2g/mc3之间；加工成型未经炭化的棒料，便是生物质成型燃料；先炭化后成型是将配制后的原料粉按300-1000kg定量，装入生物质炭化气化燃烧炉中点火后封炉，炉内料粉在缺氧状态下自燃48-50小时，当炉内温度达到150℃-300℃时产生水蒸气和不可燃气体，通过排放口及时排放，当炉内温度达到300℃-700℃时，生物质经过还原、裂解和聚合反应，产生能量转换，分离出可燃气体，是生物质燃气，可回收使用；挤压成型的棒状原料按500-2000kg定量，装入生物质炭化气化燃烧炉中后点火封炉，棒料在缺氧状态下自燃48-50小时，炉内温度达到150℃-430℃时产生水蒸气和不可燃气体，通过排放口及时排放；炉内温度达到430℃-900℃时，生物质经过还原、裂解和聚合反应，产生能量转换，分离出可燃气体，是生物质燃气，可回收使用；经过高温锻烧的棒料便是钢性较强的高温优质机制木炭；其热值达7500-8500大卡/公斤、含炭量达80％-85％、灰分达5-6％，包装成产品；生物质炭化气化燃烧炉内生物质在缺氧燃烧过程中，温度达到150℃-430℃时产生水蒸气和不可燃气体，通过排放口及时排放，温度达到430℃-900℃时，生物质开始还原、裂解及聚合反应，产生能量转换，逐步分离，形成质硬、体轻的黑色固体木炭，所分离出的含有一氧化炭、氢气、氧气、焦油等可燃混合气体是生物质燃气，含有焦油的生物质燃气，由焦油过滤装置净化处理后，经过管道循环系统，生物质燃气直接送入干燥炉内，做为干燥机热源；另一部分生物质燃气由管道循环系统送到储罐中。
实施例二，它的制备工艺是首先收集生物质原料是锯末、刨花、树枝、树干林业废弃物木质料粉50％，玉米秸秆、稻壳、柴草、玉米芯、油料作物皮壳农作物秸秆50％，经粉碎机加工成0.5-15mm粉末，存入料仓中备用，经干燥机上料绞车将原料送入干燥机中干燥，干燥炉采用生物质燃气为热源，其干燥炉所用生物质固化炭化气化综合应用方法加工木炭时产生的副产品，即生物质燃气，干燥机内的原料在60℃-100℃温度下烘干脱水后，在引风机作用下，经分离器分离，分离器上端排出烟雾和湿气，下端漏出干燥后的原料，其先成型后炭化的制备方法是将配制后的原料粉，经生物质成型机挤压出棒状原料后，装入生物质炭化气化燃烧炉中，在温控作用下，加工出高温优质机制木炭和生物质燃气；其先炭化后成型的制备方法是将配制后的原料粉装入生物质炭化气化燃烧炉中，在温控作用下生成黑色固体炭粉和生物质燃气，炭粉经生物质成型机挤压成炭棒即机制木炭；原料含水量不超12％可不用干燥；先炭化后成型是将炭化加工后的炭粉添入0.5％-5％的粘合剂，搅匀，经螺旋式生物质炭粉成型机挤压成Φ30×150mm，Φ50×450mm规格的空心炭棒，便是低温普通机制木炭，炭棒挤压成型的额定压力是15mpa，密度在0.7-0.9g/mc3之间，热值达6500-7000大卡/公斤、含炭量达70％-75％、灰分达6％-8％，包装成产品；先成型后炭化是将配制后的原料粉，经过液压式生物质燃料成型机或螺旋式生物质燃料成型机挤压成Φ30×150mm，Φ50×450mm规格的空心棒状原料备用，棒料挤压成型的额定压力是15-31mpa，密度在0.8-1.2g/mc3之间；加工成型未经炭化的棒料，便是生物质成型燃料；先炭化后成型是将配制后的原料粉按300-1000kg定量，装入生物质炭化气化燃烧炉中点火后封炉，炉内料粉在缺氧状态下自燃48-50小时，当炉内温度达到150℃-300℃时产生水蒸气和不可燃气体，通过排放口及时排放，当炉内温度达到300℃-700℃时，生物质经过还原、裂解和聚合反应，产生能量转换，分离出可燃气体，是生物质燃气，可回收使用；含有焦油的生物质燃气，由焦油过滤装置净化处理后，经过管道循环系统，生物质燃气直接送入干燥炉内，做为干燥机热源；另一部分生物质燃气由管道循环系统送到储罐中。
权利要求
1.一种生物质固化炭化气化综合应用方法，其特征是它的制备工艺是，首先收集生物质原料是锯末、刨花、树枝、树干林业废弃物木质类原料，经粉碎机加工成0.5-15mm粉末，存入料仓中备用，经干燥机上料绞车将原料送入干燥机中干燥，干燥炉采用生物质燃气为热源，其干燥炉所用生物质固化炭化气化综合应用方法加工木炭时产生的副产品，即生物质燃气，干燥机内的原料在60℃-100℃温度下烘干脱水后，在引风机作用下，经分离器分离，分离器上端排出烟雾和湿气，下端漏出干燥后的原料，其先成型后炭化的制备方法是将锯末木质类原料，经生物质成型机挤压出棒状原料后，装入生物质炭化气化燃烧炉中，在温控作用下，加工出高温优质机制木炭和生物质燃气；其先炭化后成型的制备方法是将木质料粉装入生物质炭化气化燃烧炉中，在温控作用下生成黑色固体炭粉和生物质燃气，炭粉经生物质成型机挤压成炭棒即机制木炭。
2.根据权利要求1所述的一种生物质固化炭化气化综合应用方法，其特征是所说的生物质原料可以是玉米秸秆、稻壳、柴草、玉米芯、油料作物皮壳农作物秸秆。
3.根据权利要求1所述的一种生物质固化炭化气化综合应用方法，其特征是所说的原料含水量不超12％可不用干燥。
4.根据权利要求1所述的一种生物质固化炭化气化综合应用方法，其特征是所说的料粉可以是木质料粉50％、秸秆料粉50％。
5.根据权利要求1所述的一种生物质固化炭化气化综合应用方法，其特征是所说的先炭化后成型是将炭化加工后的炭粉添入0.5％-5％的粘合剂，搅匀，经螺旋式生物质炭粉成型机挤压成Ф30×150mm，Ф50×450mm规格的空心炭棒，便是低温普通机制木炭，炭棒挤压成型的额定压力是15mpa，密度在0.7-0.9g/mc3之间，热值达6500-7000大卡/公斤、含炭量达70％-75％、灰分达6％-8％，包装成产品。
6.根据权利要求1所述的一种生物质固化炭化气化综合应用方法，其特征是所说的先成型后炭化是将干燥后的锯末木质类原料，经过液压式生物质燃料成型机或螺旋式生物质燃料成型机挤压成Ф30×150mm，Ф50×450mm规格的空心棒状原料备用，棒料挤压成型的额定压力是15-31mpa，密度在0.8-1.2g/mc3之间；加工成型未经炭化的棒料，便是生物质成型燃料。
7.根据权利要求1所述的一种生物质固化炭化气化综合应用方法，其特征是所说的先炭化后成型是将配制后的原料粉按300-1000kg定量，装入生物质炭化气化燃烧炉中点火后封炉，炉内料粉在缺氧状态下自燃48-50小时，当炉内温度达到150℃-300℃时产生水蒸气和不可燃气体，通过排放口及时排放，当炉内温度达到300℃-700℃时，生物质经过还原、裂解和聚合反应，产生能量转换，分离出可燃气体，是生物质燃气，可回收使用。
8.根据权利要求1所述的一种生物质固化炭化气化综合应用方法，其特征是所说的挤压成型的棒状原料按500-2000kg定量，装入生物质炭化气化燃烧炉中后点火封炉，棒料在缺氧状态下自燃48-50小时，炉内温度达到150℃-430℃时产生水蒸气和不可燃气体，通过排放口及时排放；炉内温度达到430℃-900℃时，生物质经过还原、裂解和聚合反应，产生能量转换，分离出可燃气体，是生物质燃气，可回收使用；经过高温锻烧的棒料便是钢性较强的高温优质机制木炭；其热值达7500-8500大卡/公斤、含炭量达80％-85％、灰分达5-6％，包装成产品。
9.根据权利要求1所述的一种生物质固化炭化气化综合应用方法，其特征是生物质炭化气化燃烧炉内生物质在缺氧燃烧过程中，温度达到150℃-430℃时产生水蒸气和不可燃气体，通过排放口及时排放，温度达到430℃-900℃时，生物质开始还原、裂解及聚合反应，产生能量转换，逐步分离，形成质硬、体轻的黑色固体木炭，所分离出的含有一氧化炭、氢气、氧气、焦油等可燃混合气体是生物质燃气，含有焦油的生物质燃气，由焦油过滤装置净化处理后，经过管道循环系统，生物质燃气直接送入干燥炉内，做为干燥机热源；另一部分生物质燃气由管道循环系统送到储罐中。
全文摘要
一种应用于可再生能源领域中的一种生物质固化炭化气化综合应用方法，制备工艺是收集生物质原料是收集生物质原料是锯末、刨花、树枝、树干林业废弃物木质类原料，烘干，经分离器分离，经炭化后挤压成型，可加工出低温普通机制木炭；炭化过程中，在温控作用下，还原、裂解，产生能量转换，逐步分离出含有一氧化碳、氢气、氧气、焦油的可燃混合气体是生物质燃气，经焦油净化装置处理后，便可使用。该发明构思巧妙，价格低廉，提高生物质可再生能源利用率，改变污染环境，废渣无处排的现象，提高社会效益和企业效益。
文档编号C10B53/02GK1810928SQ200610045978
公开日2006年8月2日 申请日期2006年3月7日 优先权日2006年3月7日
发明者李峰耀, 李依唐 申请人:李峰耀