专利名称：一种利用生物质干馏裂解制取燃气的工艺及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用生物质干馏裂解制取燃气的工艺及装置，尤其是适于以农作物秸秆、稻壳及林业枝桠等废弃物为原料的干馏裂解制取燃气的工艺，同时也包括完成该工艺所应用的装置，属于新能源技术领域。
背景技术：
由于石油、煤炭资源的不可再生，能源紧缺已成为人类必须面对的一大难题，因而，凡具有水利风力发电条件的区域都被充分开发利用起来，我国是农业大国，每年大量的农作物如高梁、玉米、大豆、棉花之秸秆、稻壳等，均被直接烧掉，不仅污染了环境，也白白浪费了绿色能源，为此，有以农作物秸秆为原料的气化炉应运而生，但缺点是它们只能选择密实型生物质作原料，对于蓬松型生物质原料使用效果不理想，而且稳定性差，尤其是燃气热值得不到提高，焦油处理困难，都不能做到连续化生产，无法实现产业化，系统重新启动耗能大，间歇式生产效率低，达不到国家规定人工燃气热值标准。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种利用生物质干馏裂解制取燃气的工艺及装置，此技术不仅原料成本低、生产效率高，而且排放污染少，可以作为一种真正意义的绿色、清洁新能源补充能源之不足。
本发明的技术方案如下一种利用生物质干馏裂解制取燃气的工艺，包括以下步骤(1)原料的准备及输送将所用生物质原料经粉碎至＜30mm的碎块，用提升机将其运至料仓，再经仓内电动翻板阀进入封闭料仓后，由螺旋送料器送入螺旋干馏器内；(2)原料的干馏与裂解经预处理的生物质在螺旋干馏裂解器内经过干馏段和裂解段，干馏段温度为550～650℃，物料停留时间30～50秒，裂解段温度为＞950℃，干馏气停留时间8～12秒，物料停留时间平均为60秒，此时，生物质炭作为焦油裂解的催化剂，两段温度的控制靠仪表自动调节；(3)燃气的净化及输送进入干馏段和裂解段的生物质所产生的燃气，随同生物质炭一起经重力式炭封进入集炭箱，燃气由集炭箱上部的集气管送入燃气净化系统，上升管顶部喷洒循环水，将燃气初步冷却到80～90℃，而后经初冷器冷却到30～40℃，初冷器后面所连鼓风机将净化燃气送达贮气柜进行分配；(4)除炭回收生物质经干馏裂解后所产生的炭经重力式炭封落入集炭箱后，由两道密封的电动翻板阀逐级进入封闭的滚筒式炭渣冷却器，经排管水冷使生物质炭的温度降至80℃以下，再由排炭口排出；(5)余热回收在燃气净化与除炭回收过程中，对燃气及炭渣冷却产生热水，经热交换后可直接做为居民供热热源；一种利用生物质干馏裂解制取燃气的装置，它包括整套封闭完好的原料处理并送料系统、生物质干馏裂解系统、除炭回收系统、燃气净化并输送贮存系统及余热回收系统，其中燃气净化并输送贮存系统及余热回收系统为已知技术；所述的利用生物质干馏裂解制取燃气的装置，其中送料系统采用三料斗、密封电动翻板阀和螺旋送器组合之结构，由料位测定仪与电动翻板阀联锁，使三料斗进料同步，并配有变频调速电机自动控制进料速度，封闭料仓分别配置搅拌器；所述的利用生物质干馏裂解制取燃气的装置，其中生物质干馏裂解系统之主体由螺旋干馏器和焦油裂解器，及其加热器构成，干馏段由耐热材料制成的螺杆和套筒组成，套筒外部附有加热装置，物料经过干馏段入口由旋转的螺杆缓慢由上至下送入裂解段，燃气加热燃气由加热套下部的入口进入，经过几次逆向折返，由上部的出口排入烟道；所述的利用生物质干馏裂解制取燃气的装置，其中除炭回收系统与干馏裂解段之间采用重力式炭封接入密封的集炭箱，集炭箱与滚筒式冷却器之间设有电动翻板阀，排炭口设置于冷却器下方位置，燃气集气管由集炭箱引出外接燃气净化并输送贮存系统；所述的利用生物质干馏裂解制取燃气的装置，其中生物质干馏裂解系统的加热器也可以采用电加热方式一种是传统的加热套加热，另一种是中频加热。
本发明的优点在于采用顶部送料，料仓和集炭箱均采用双层翻板阀密封，物料在干馏室内采用螺杆推动，物料运动均匀，不蓬料，燃气在冷凝前经高温炭催化，使焦油全部裂解，既解决了焦油处理难的问题，又增加了燃气产量，提高了燃气热值，除炭采用滚筒式水冷冷炭机，降温效果好，热回收率高，生产过程飞尘小，干馏和裂解系统采用燃气加热和电加热，更能因地制宜，充分利用现有资源，提高生产效率，干馏裂解器与外部密封好，安全、无污染，干馏段和裂解段采用特殊材料保温，散热少，热效率高，采用中频微波辐射加热，可使热量直接传入物料内部进一步提高热效率，从送料到排炭操作均采用自动检索，微机自动控制，劳动强度低，体现了现代文明生产，系统正常运行后，能实现投资少、成本低效率高、节能环保，达到开发利用绿色、清洁新能源之目的；试验结果表明燃气组成
产品产率
下面结合附图对本发明作进一步详细描述图1为本发明工艺之流程2为本发明所采用装置结构之示意中1.料仓、2.封闭料仓、3.封闭料仓、4.搅拌器、5.搅拌器、6.调速电机、7.电动翻板阀、8.电动翻板阀、9.螺旋送料器、10.调速电机、11.螺旋干馏器、12.加热装置、13.加热装置、14.焦油裂解器、15.加热装置、16.加热装置、17.燃气集气管、18.重力式炭封、19.集炭箱、20.滚筒式冷却器、21.排炭口、22.电动翻板阀。
实施例结合附图1、2，实施本发明的具体工艺步骤如下(1)原料的准备及输送将所用生物质原料经粉碎至＜30mm的碎块，用提升机将其运至料仓[1]，再经仓内电动翻板阀[7][8]进入封闭料仓[2][3]后，由螺旋送料器[9]送入螺旋干馏器[11]内；(2)原料的干馏与裂解经预处理的生物质在螺旋干馏裂解器[11]内经过干馏段和裂解段，干馏段温度为600℃，物料停留时间40秒，裂解段温度为960℃，干馏气停留时间10秒，物料停留时间平均为60秒，此时，生物质炭作为焦油裂解的催化剂，两段温度的控制靠仪表自动调节；(3)燃气的净化及输送进入干馏段和裂解段的生物质所产生的燃气，随同生物质炭一起经重力式炭封[18]进入集炭箱[19]，燃气由集炭箱上部的集气管[17]送入燃气净化系统，上升管顶部喷洒循环水，将燃气初步冷却到80～90℃，而后经初冷器冷却到30～40℃，初冷器后面所连鼓风机将净化燃气送达贮气柜进行分配；(4)除炭回收生物质经干馏裂解后所产生的炭经重力式炭封[18]落入集炭箱[19]后，由两道密封的电动翻板阀[22]逐级进入封闭的滚筒式冷却器[20]，经排管水冷使生物质炭的温度降至80℃以下，再由排炭口[21]排出；(5)余热回收在燃气净化与除炭回收过程中，对燃气及炭渣冷却产生热水，经热交换后可直接做为居民供热热源；完成本发明工艺的装置结构为它包括整套封闭完好的原料处理并送料系统、生物质干馏裂解系统、除炭回收系统、燃气净化并输送贮存系统及余热回收系统，其中燃气净化并输送贮存系统及余热回收系统为已知技术；所述的利用生物质干馏裂解制取燃气的装置，其中送料系统采用三料斗[1][2][3]、密封电动翻板阀[7][8]和螺旋送器[9]组合之结构，由料位测定仪与电动翻板阀联锁，使三料斗进料同步，并配有变频调速电机[6]，自动控制进料速度，封闭料仓[2][3]分别配置搅拌器[4][5]；所述的利用生物质干馏裂解制取燃气的装置，其中生物质干馏裂解系统之主体由螺旋干馏器[11]和焦油裂解器[14]，及其加热器[12][13][15][16]构成，干馏段由耐热材料制成的螺杆和套筒组成，套筒外部附有加热装置，物料经过干馏段入口由旋转的螺杆缓慢由上至下送入裂解段，燃气加热燃气由加热套下部的入口进入，经过几次逆向折返，由上部的出口排入烟道；所述的利用生物质干馏裂解制取燃气的装置，其中除炭回收系统与干馏裂解段之间采用重力式炭封[18]接入密封的集炭箱[19]，集炭箱与滚筒式冷却器[20]之间设有翻板阀[22]，排炭口[21]设置于冷却器下方位置，燃气集气管[17]由集炭箱引出外接燃气净化并输送贮存系统。
权利要求
1.一种利用生物质干馏裂解制取燃气的工艺，其特征在于包括以下步骤(1)原料的准备及输送将所用生物质原料经粉碎至＜30mm的碎块，用提升机将其运至料仓，再经仓内电动翻板阀进入封闭料仓后，由螺旋送料器送入螺旋干馏器内；(2)原料的干馏与裂解经预处理的生物质在螺旋干馏裂解器内经过干馏段和裂解段，干馏段温度为550～650℃，物料停留时间30～50秒，裂解段温度为＞950℃，干馏气停留时间8～12秒，物料停留时间平均为60秒，此时，生物质炭作为焦油裂解的催化剂，两段温度的控制靠仪表自动调节；(3)燃气的净化及输送进入干馏段和裂解段的生物质所产生的燃气，随同生物质炭一起经重力式炭封进入集炭箱，燃气由集炭箱上部的集气管送入燃气净化系统，上升管顶部喷洒循环水，将燃气初步冷却到80～90℃，而后经初冷器冷却到30～40℃，初冷器后面所连鼓风机将净化燃气送达贮气柜进行分配；(4)除炭回收生物质经干馏裂解后所产生的炭经重力式炭封落入集炭箱后，由两道密封的电动翻板阀逐级进入封闭的滚筒式炭渣冷却器，经排管水冷使生物质炭的温度降至80℃以下，再由排炭口排出；(5)余热回收在燃气净化与除炭回收过程中，对燃气及炭渣冷却产生热水，经热交换后可直接做为居民供热热源。
2.一种利用生物质干馏裂解制取燃气的装置，它由燃气净化并输送贮存系统及余热回收系统构成，其特征在于它包括整套封闭完好的原料处理并送料系统、生物质干馏裂解系统、除炭回收系统、燃气净化并输送贮存系统及余热回收系统。
3.如权利要求2所述的利用生物质干馏裂解制取燃气的装置，其特征在于送料系统采用三料斗[1][2][3]、密封电动翻板阀[7][8]和螺旋送器[9]组合之结构，由料位测定仪与电动翻板阀联锁，使三料斗进料同步，并配有变频调速电机[6]，自动控制进料速度，封闭料仓[2][3]分别配置搅拌器[4][5]。
4.如权利要求2所述的利用生物质干馏裂解制取燃气的装置，其特征在于生物质干馏裂解系统之主体由螺旋干馏器[11]和焦油裂解器[14]，及其加热器[12][13][15][16]构成，干馏段由耐热材料制成的螺杆和套筒组成，套筒外部附有加热装置，物料经过干馏段入口由旋转的螺杆缓慢由上至下送入裂解段，燃气加热燃气由加热套下部的入口进入，经过几次逆向折返，由上部的出口排入烟道。
5.如权利要求2所述的利用生物质干馏裂解制取燃气的装置，其特征在于除炭回收系统与干馏裂解段之间采用重力式炭封[18]接入密封的集炭箱[19]，集炭箱与滚筒式冷却器[20]之间设有翻板阀[22]，排炭口[21]设置于冷却器下方位置，燃气集气管[17]由集炭箱引出外接燃气净化并输送贮存系统。
6.如权利要求4所述的利用生物质干馏裂解制取燃气的装置，其特征在于生物质干馏裂解系统的加热器也可以采用电加热方式一种是传统的加热套加热，另一种是中频加热。
全文摘要
本发明为一种利用生物质干馏裂解制取燃气工艺及装置，包括原料的准备及输送、原料的干馏与裂解、燃气的净化及输送、除炭回收工艺；还包括完成该工艺所需装置原料处理并送料系统、干馏裂解系统、燃气净化并输送贮存系统、除炭回收系统；物料在干馏室内采用螺杆推动，物料运动均匀，燃气在冷凝前经高温炭催化，使焦油全部裂解，增加了燃气产量，提高了燃气热值，干馏和裂解系统采用燃气加热和电加热，更能因地制宜，充分利用现有资源，提高生产效率，从送料到排炭操作均采用自动检索，微机自动控制，劳动强度低，体现了现代文明生产，系统正常运行后，能实现投资少、成本低效率高、节能环保，达到开发利用绿色、清洁新能源之目的。
文档编号C10B53/02GK101041780SQ20071005552
公开日2007年9月26日 申请日期2007年4月16日 优先权日2007年4月16日
发明者王士元 申请人:王士元