[发明专利]窑炉用生物质颗粒气化工艺方法

说明书

技术领域

 本发明涉及生物质物料气化制取燃气技术领域，尤其是一种将生物质固态物料经过碳化或者焦化的气化工艺制取燃气，并对气化生成的可燃气体经行净化处理的工艺方法。

背景技术

生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，生物质资源丰富和世界各地对新能源的迫胁需求，使生物质资源的开发成为近年来新能源建设的一个热门课题。为了使可再生的生物质资源得到充分利用，并减少环境污染，对生物质资源的利用主要是将生物质原料气化生成可燃气体来替代传统的天然气，以获得清洁能源，生物质气化技术对建立可持续的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。生物质气化技术是将生物质在缺氧状态下加热裂解气化，使碳、氢、氧等元素转变成一氧化碳、甲烷、氢气等可燃性气体，除去灰分、焦油、液体等杂质后获得使用方便、清洁的燃气。现有的生物质气化设备如“柴草桔杆气化炉”（专利公告号为CN2591040Y，公告日为2003年12月10日），该炉包括有倒锥形炉膛、炉箅、灰仓、炉膛进风口、进气匀压室、燃气的集气室和净化器，所述炉膛的侧面与外界之间由夹层结构的气室所隔离，所述净化器由套管冷凝器和排管冷凝器串联后装在水箱内构成。现有的生物质气化方法是使用这类气化炉对木材、草或庄稼桔杆直接气化，其生成的可燃气中焦油含量较高，为避免结焦现象产生，必须控制气化温度在较低范围内，能源转换率低，获得的可燃气热值较低（燃气热值为2800千卡 /千克左右），且焦油含量高（焦油含量大于2%），净化效果不够理想，出气不均匀，难以进行工业上的应用，尤其是难以满足窑炉等需要稳定的、足量的洁净能源的工业化设备的生产需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种窑炉用生物质颗粒气化工艺方法，这种气化工艺方法可以解决现有生物质气化技术中存在的焦油含量高，能源转换率低，燃气热值较低，净化效果不够理想，出气不均匀的问题。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种窑炉用生物质颗粒气化工艺方法包括有以下步骤：

A、备料：将秸秆、木糠和刨花粉碎混合，烘干后压制成生物质颗粒；

B、制气：将生物质颗粒按一定重量加入生物质燃气制气炉进行热化裂解反应，控制炉内燃烧温度在900～1200℃，产生混合燃气，燃气出口的温度控制在350～550℃；

C、喷淋：采用喷淋旋风室对出炉的所述混合燃气进行喷淋，除去大部分焦油和灰分，喷淋后的燃气温度控制在200℃以下；

D、冷却：经喷淋后的燃气进入净化器，进行换热实现净化器出口燃气温度在100℃以下；

E、旋风分离：冷却后的燃气进入旋风室，在旋风分离的作用下，将燃气中的焦油和灰分分离出来；

F、调压分离：旋风分离后的燃气进入分离器中，在分离器的冷凝作用下进一步分离成洁净燃气和液态渣，控制输出的所述洁净燃气温度在20～25℃。

上述窑炉用生物质颗粒气化工艺方法中，更具体的技术方案还可以是：所述生物质燃气制气炉有一个由炉壳、倒锥形的筒体和炉篦围成的炉膛的炉体，所述炉膛下方设置有灰仓，所述炉体的顶部设置有进料口，所述进料口处安装有电动进料阀，所述电动进料阀连接有料斗，所述电动进料阀的下方设置有电动闸阀；所述灰仓内置有螺旋杆，所述螺栓杆与设置于所述炉体外部的动力机相连接，所述灰仓的底部设有排渣口，所述灰仓的壁体上开设有与外部相连通的点火口；所述炉体的出气口和所述净化器的进气口之间通过连接管连通有喷淋旋风室，所述喷淋旋风室的上部设有冷却液的喷头，所述喷淋旋风室外围设有水冷室，所述喷淋旋风室底部设有排液口；所述净化器的出气口通过连接管连接有旋风室，所述旋风室底部设有排液口；所述旋风室通过连接管连接有由金属网和制冷管装在封闭的外壳内构成的分离器，所述制冷管与置于所述分离器外的压缩机相连通，所述外壳设置有出气口和排液口，该出气口连接有燃气输出管。所述炉膛的上部为圆筒状，所述炉膛的下部为倒锥形的筒体，所述筒体的高度与所述炉膛的高度的比例为1.25～3：10，所述筒体的筒底内径与所述炉膛上部内径的比例为3.75～6.65：10；所述炉膛进风口为开设于所述筒体上的孔径为1～3厘米的圆孔，所述筒体上开设有8个以上的所述圆孔，所述炉膛进风口高于所述炉篦的高度H为10～20厘米；所述净化器内设有气室，所述气室具有上气室和下气室，所述上气室和所述下气室之间连接有多根倾斜的冷凝管。所述生物质颗粒直径为8～12毫米，长度为20～30毫米，密度为1～1.3吨/ 立方米。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：