专利名称：一种利用生物质制取可燃气体的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物质能源设备技术领域，特别是一种利用生物质制取可燃气 体的方法及其装置。
背景技术：
生物质是一种可再生能源，具有以下特点①可再生性；②低污染性；③ 广泛的分布性。利用生物质作为替代能源，对改善大气酸雨环境，减少大气中 二氧化碳含量，从而减少"温室效应"都有着积极的意义。生物质原料挥发分 高达70%以上，生物质受热后，在相对较低的温度下就可使大量的挥发分物质 析出。因此，气化技术非常适用于生物质原料的转化。生物质气化生成的高品 位的燃料气既可供生产、生活直接燃用，也可通过内燃机或燃气轮机发电，进 行热电联产联供。根据燃气生产机理可分为热解气化和反应性气化，其中后者又可根据反应 气化剂的不同细分为空气气化、水蒸气气化、氧气气化、氢气气化等；根据采 用的气化反应炉的不同又可分为固定床气化、流化床气化和气流床气化。目前，巿场上利用生物质制取可燃气体的方法及其装置主要有上吸式、下 吸式、流化床式等几种。其中流化床气化装置的结构、运行控制和检测手段较 上吸式、下吸式复杂，对于入炉颗粒粒度要求细， 一般要求小于0.4mm,并且投 资门槛高，在我国很难广泛推广；上吸式气化装置运行安全，但存在产出的燃 气焦油含量高、并且不易净化、气化过程不稳定、环境污染严重等不足之处； 下吸式气化装置虽然燃气焦油含量较上吸式低、气化过程也较上吸式稳定、污 染小，但也会出现气化反应层次断落、塌陷、烧穿等现象，影响气化效果。又 由于是微负压运行，如果气化装置的密封性能不好，外部空气进入气化装置与 高温燃气相遇，存在相当的安全隐患。发明内容本发明目的就是针对上述问题，克服了上吸式、下吸式方法及其气化装置 不足，提供一种运行安全可靠、燃气焦油含量低、气化过程稳定、污染小的利 用生物质制取可燃气体的方法及其装置。本发明技术方案如下 一种利用生物质制取可燃气体的方法，包括将千燥 的生物质物料置于气化装置内，从所述生物质物料上部引燃生物质；从所述生物质物料下部通入气化剂，使气化剂自下而上通过所述生物质物料。可以从所述生物质物料的顶部引燃生物质，可以从所述生物质物料底部通 入气化剂。可以向所述气化装置内鼓入气化剂或者从所述气化装置内吸出可燃气体。 制取的可燃气体可以再通过一层生物质物料，起到燃气净化、提高热值的 作用。一种利用生物质制取可燃气体的装置，包括炉体、炉腔、气化剂进口、可 燃气体出口，所述气化剂进口、可燃气体出口设置在所述炉腔的内壁上，所述 可燃气体出口高于所述气化剂进口，在所述可燃气体出口所在的水平面与所述 炉腔的内壁相交处设置有引燃生物质的装置。所述引燃生物质的装置可以位于所述可燃气体出口处。所述引燃生物质的装置可以是点火孔、汽油或者柴油燃烧器、煤气或者液 化气或者天然气燃烧器。所述气化剂进口可以连接鼓风机。所述可燃气体出口可以连接可燃气体抽取装置，如引风机、罗茨风机。本发明与现有技术相比具有的有益效果是1、 气化反应稳定。干燥的生物质物料在气化过程中自上而下形成还原层、 氧化层、热解层、干燥层，从还原层至干燥层物料密度由低到高， 一改传统气 化方法中还原层、氧化层在热解层、干燥层下面的惯例，从而不会因重力原因 出现气化反应层次断落、塌陷、烧穿等现象，影响气化效果，本发明十分有利 于制造大型气化装置。2、 燃气热值高、环境污染小。由于还原层在气化反应中不断向下扩展，层 次稳定，温度保持在70(TC 90(TC,使热解层、氧化层生成的二氧化碳发生还 原反应产生的一氧化碳产量提高；燃气中的焦油通过的还原层时发生裂解，变 为可燃气体，使燃气中的焦油含量大大降低，不仅减少后续燃气净化难度、环 境污染小而且燃气热值超过5MJ/m3。3、 运行安全可靠。本发明的气化装置在微正压下运行，不存在由于密封性 能不好，外部空气进入气化装置与髙温燃气相遇发生事故的安全隐患。本发明 的气化装置可随时停炉，没有下吸式装置意外停炉的危险。由此可见，本发明的利用生物质制取可燃气体的方法及其装置突破了传统 生物质气化的惯用方法，通过简单易行的手段改良了气化反应层次，具有气化 反应稳定、运行安全可靠、燃气热值高、环境污染小、燃气易净化等突出的优越性。本发明不仅适用于生物质制取可燃气体，而且也适用于生活垃圾、工业 垃圾等固态有机气化原料制取可燃气体。
图1为本发明气化装置的结构示意图。如图所示，1、排灰口， 2、炉腔，3、炉体，4、加料口， 5、燃气出口， 6、引燃装置，7、炉栅，8、空气进口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作详细描述。如附图l所示，本发明的气化装置由炉体3、炉腔2、加料口4、燃气出口 5、引燃装置6、空气进口 8、排灰口 1、炉栅7等组成。炉体3的内部为圆简状 的炉腔2，炉体3的顶部设有加料口 4,炉腔2的内壁上部开有燃气出口 5，燃 气出口可以连接燃气抽取装置，如引风机、罗茨风机。炉腔2的内壁下部开有 空气进口 8,空气进口 8可以连接鼓风机。在炉腔2的内壁靠近燃气出口 5设有 引燃装置6，引燃装置6可以是点火孔、汽油或者柴油燃烧器、煤气或者液化气 或者天然气燃烧器。炉腔2的下部设有炉栅7，炉体3的下部设有排灰口 1。实施例1:干燥的生物质物料从加料口 4加入炉腔2内，物料装填至燃气出 口 5的高度，燃气出口 5、空气进口 8保持敞开，关闭排灰口 1、加料口 4。通 过引燃装置6引燃生物质物料，通过空气进口 8向炉腔2内鼓入空气。空气穿 过炉栅7自下而上通过千燥的生物质物料，气化剂与干燥的生物质物料从引燃 处发生氧化燃烧反应，形成气化反应中的氧化层。氧化层在空气的作用下，从物料上部的引燃处向物料下部自上而下移动， 由于空气先与氧化层的下部物料发生氧化燃烧反应，因此氧化层的上部物料就 越来越得不到足够的空气与之发生氧化反应，从而在氧化层的上部逐渐形成由 炙热的生物质炭组成的还原层，还原层随着氧化层的向下移动而不断向下扩张。 氧化层反应产生的热量大部分通过自下而上的气流对流传递到还原层，提供还 原反应需要的热量，还有一部分则通过热辐射传递到氧化层下面的物料，形成 热解层、干燥层，热解层、干燥层随着氧化层的向下移动而移动。至此，在本发明的气化装置内自上而下形成了动态的还原层、氧化层、热 解层、干燥层，还原层在逐渐的向下扩展，氧化层、热解层、干燥层在层次稳 定的向下移动。通过以上一系列的步骤，生物质就变成了气体燃料一一生物质 燃气。实施例2:将炉栅7从炉腔2内拆卸掉，干燥的生物质物料从加料口 4加入炉腔2内，物料装填至高于燃气出口 5的高度10-30厘米，同时使物料接触到 炉腔2的底部。燃气出口5、空气进口8保持敞开，关闭排灰口l、加料口4。 通过引燃装置6引燃生物质物料，通过空气进口 8向炉腔2内鼓入空气。空气 自空气进口 8开始自下而上通过干燥的生物质物料，气化剂与干燥的生物质物 料从引燃处发生氧化燃烧反应，形成气化反应中的氧化层。随后发生的气化反应以及形成的气化反应层次与实施例l相同，物料中高 于燃气出口 5的部分也因为其下的还原层、氧化层、热解层、干燥层物料体积 的缩小，而逐渐落入还原层；物料中低于空气进口 8的部分在热辐射的作用下 也逐渐被干燥、热解。实施例3:干燥的生物质物料从加料口 4加入炉腔2内，物料装填至燃气出 口 5的高度，燃气出口 5、空气进口 8保持敞开，关闭排灰口 1、加料口 4。通 过引燃装置6引燃生物质物料，通过空气进口 8向炉腔2内鼓入空气。空气穿 过炉栅7自下而上通过干燥的生物质物料，气化剂与干燥的生物质物料从引燃 处发生氧化燃烧反应，形成气化反应中的氧化层，随后发生的气化反应以及形 成的气化反应层次与实施例l相同。燃气出口 5连接燃气抽取装置如引风机、罗茨风机，将制取的可燃气体， 再通过一个装填有生物质物料的容器后排出，起到燃气净化、提高热值的作用。
权利要求
1.一种利用生物质制取可燃气体的方法，包括将干燥的生物质物料置于气化装置内，其特征在于从所述生物质物料上部引燃生物质；从所述生物质物料下部通入气化剂，使气化剂自下而上通过所述生物质物料。
2. 根据权利要求l所述的一种利用生物质制取可燃气体的方法，其特征在于从 所述生物质物料的顶部引燃生物质。
3. 根据权利要求l所述的一种利用生物质制取可燃气体的方法，其特征在于从 所述生物质物料底部通入气化剂。
4. 根据权利要求l所述的一种利用生物质制取可燃气体的方法，其特征在于所 述制取的可燃气体再通过一层生物质物料。
5. 根据权利要求l所述的一种利用生物质制取可燃气体的方法，其特征在于向所述气化装置内鼓入气化剂。
6. 根据权利要求1至5任何一项所述的一种利用生物质制取可燃气体的方法， 其特征在于从所述气化装置内吸出可燃气体。
7. —种利用生物质制取可燃气体的装置，包括炉体、炉腔、气化剂进口、可燃 气体出口，所述气化剂进口、可燃气体出口设置在所述炉腔的内壁上，所述 可燃气体出口高于所述气化剂进口 ，其特征在于在所述可燃气体出口所在的 水平面与所述炉腔的内壁相交处设置有引燃生物质的装置。
8. 根据权利要求7所述的一种利用生物质制取可燃气体的装置，其特征在于所 述引燃生物质的装置位于所述可燃气体出口处。
9. 根据权利要求7所述的一种利用生物质制取可燃气体的装置，其特征在于所述引燃生物质的装置为点火孔。
10. 根据权利要求7所述的一种利用生物质制取可燃气体的装置，其特征在于所述引燃生物质的装置为汽油或者柴油燃烧器。
11. 根据权利要求7所述的一种利用生物质制取可燃气体的装置，其特征在于所 述引燃生物质的装置为煤气或者液化气或者天然气燃烧器。
12. 根据权利要求7至11任何一项所述的一种利用生物质制取可燃气体的装置， 其特征在于所述气化剂进口连接鼓风机。
13. 根据权利要求7至11任何一项所述的一种利用生物质制取可燃气体的装置， 其特征在于所述可燃气体出口连接可燃气体抽取装置。
全文摘要
一种利用生物质制取可燃气体的方法及其装置，装置包括炉体、炉腔，气化剂进口、可燃气体出口设置在炉腔上，可燃气体出口高于气化剂进口，在可燃气体出口所在的水平面与炉腔的内壁相交处设置有引燃生物质的装置。将生物质装入装置内，从物料的上部引燃，使气化剂自下而上通过物料，物料发生气化反应产生燃气。本发明具有气化反应稳定、运行安全可靠、燃气热值高、环境污染小、燃气易净化等突出的优越性，不仅适用于生物质，而且也适用于生活垃圾、工业垃圾等固态有机气化原料制取可燃气体。
文档编号C10B53/02GK101230282SQ20081001938
公开日2008年7月30日 申请日期2008年1月8日 优先权日2008年1月8日
发明者刘文珍 申请人:刘文珍