[发明专利]农林生物质气化方法及其应用

说明书

                               技术领域

本发明涉及农林生物质(秸秆、杂树、杂草、果壳)及其它有机物气(炭)化方法及其气(炭)化产物的应用。

                               背景技术

目前，我国每年大约有农林生物质(秸秆、杂树、杂草、果壳)及其它有机物50亿吨，其中约30亿吨被焚烧、腐烂、遗弃，造成了环境污染和资源流失。虽然有人提出了生物质气化或炭化方法，但其方法或者只能得到生物质炭；或者只能得到气化物可燃气体；不能兼得生物质炭和可燃气体，无法作到资源的综合利用。另外其方法难以操作，几乎不可实现，难以推广应用。

                               发明内容

本发明提供了一种可以控制农林生物质气化的方法，该方法简单可靠，易于控制，并可以得到生物质炭、可燃气体、生物质醋液、焦油。

该农林生物质(秸秆、杂树、杂草、果壳)及其它有机物气(炭)化方法，将农林生物质(较长较大的需经粉碎，颗粒直径≥0.5mm)投入上部开口、底部封闭的气(炭)化炉，点燃生物质，燃烧的生物质形成燃烧层；生物质在有限量地供应氧气燃烧后形成生物质炭；燃烧层上部是有一定厚度的未燃烧生物质层；设置在燃烧层的下方的抽风装置从气化炉内抽吸气体；通过控制抽风装置的抽气速度与燃烧层所在的气化炉处的横截面积的比值，使得燃烧层的燃烧温度在500-1200℃；抽风装置抽出的气体经气液分离分别得到可燃气体、生物质醋液和焦油。

因控制抽气速度与燃烧层所在的气化炉处的横截面积的比值的方法简单，十分易于实现，从而能有效地控制燃烧温度在500-1200℃；生物质在此温度范围内燃烧，得到生物质炭和气化物，气化物经气液分离可得到可燃气体、生物质醋液和焦油。本发明同时制得炭、气、液产品。所得可燃气体可用于燃气轮机发电，或者用于向用户供气。所得生物质炭富含氮、磷、钾等元素，可用于制备有机复合肥，以提高土壤肥力，长期施用开有改善土壤理化性质、增加土壤的含水量、透气性，对已有的重金属污染、退化的土壤起到改良、修复作用。生物质还可用作钢铁工业的保温材料，或用于制备工业和民用固体成型燃料。所得生物质醋液是一种含有酸类、醇类、酯类、酚类、醛类等一百多种有机化学成分的酸性液体，可用于制备牲畜场所的消毒液、除臭剂，也可用于制备具有防虫、防病的农药或农药助剂，还可用于制备促进作物生长的叶面肥。所得生物质焦油用于制备胶粘剂和防腐剂。这样资源即可得到综合利用。

                               附图说明

图1是本发明的生物质气化流程示意图。

                             具体实施方式

图1中，气化炉1的圆形炉体2(内径为d)上部有开口3、底部被底板4封闭。在炉体中下部有圆形出炭板5，出炭板5上开有出炭孔6。出炭板5与控制板(出炭量控制装置)7结构相同，在控制板7上开有孔8。控制板7在出炭板5下部，两者端面相接触，并通过轴17同轴转动连接。在出炭板5与控制板7相互转动时，出炭孔6可以被控制板7完全遮挡，也可以与控制板上的孔8同轴而完全打开。因此，可以通过控制出炭孔6是否被遮挡及被遮挡的多少来控制从出炭孔出来的生物质炭的流出量和流出速度。

出炭板5的上方有厚度为a的生物质燃烧后形成生物质炭层9，生物质炭层上方是正在燃烧的厚度为b的燃烧层10；燃烧层上部是厚度为c的未燃烧生物质层11。

与炉体相连的抽气管12设置在控制板7的下方。抽气管12通过管路与旋风分离器18的进口相通，将从炉体中抽出的混合气体(包含气化物)送入旋风分离器，旋风分离器除了经混合气体中的细小炭粉尘分离外，还分离出一部分高沸点焦油雾滴，细小炭粉尘和高沸点焦油雾滴的混合物由位于旋风分离器底部的出口19排出，经旋风分离器分离后的混合气体经顶部的出风口20和管路进入焦油冷凝器13。

焦油冷凝器为塔板式结构，其内部装有冷凝管，通过通入冷凝水调节其内部温度。为使得大部分焦油能分离出来，又不致使得生物质醋液冷凝，焦油冷凝器内部的工作温度在102-120℃之间。被焦油冷凝器冷凝下来的焦油从位于其底部的排出口21排出，经过焦油冷凝器13的混合气体，经位于其顶部的出口22而进入醋液冷凝器14。

醋液冷凝器14为列管式结构，通过冷凝水将混合气体中的醋液冷凝，冷凝下来的醋液从其底部的排出口23排出，不凝性气体则通过位于其侧部的排出口24和管路进入清洗器15。