[发明专利]一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备

说明书

本发明公开了一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备，包括进料装置、卧式移动床热解反应装置、水冷式螺旋出料机、混热系统、绝热燃烧系统以及电气控制装置，其中，所述的卧式移动床热解反应装置分为三级，采用阶梯前进式或层叠巡回式推料结构，所述的第一级与第二级之间隔断，第二级与第三级相连，所述的第一级、第二级和第三级分别对应为预热阶段、热解气化阶段和炭化阶段。通过上述方式，本发明多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备，可以进一步拓宽生物质能源的应用，将生物质原料热解气化，可以得到生物质燃气和生物质炭，自动化程度高，综合经济效益明显，应用领域广阔。

技术领域

本发明涉及一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备，尤其涉及多级分段式的直接加热，无氧化燃烧反应的生物质燃气、生物质炭联合制备系统。

背景技术

影响热解工艺的因素有：

热解工艺类型，有慢速热解和快速热解。慢速热解生成的固定碳含量高于快速热解，快速热解最大限度地增加了液态产量（生物质油）。

温度，温度对热解产物分布、组分、产率和热解气热值都有很大的影响。生物质热解最终产物中气、油、炭各占比例的多少，随反应温度的高低和加热速度的快慢有很大差异。一般地说，低温、长期滞留的慢速热解主要用于最大限度地增加炭的产量。

生物质材料，生物质种类、分子结构、粒径及形状等特性对生物质热解行为和产物组成等有着重要的影响。这种影响相当复杂，与热解温度、压力、升温速率等外部特性共同作用。由于木质素较纤维素和半纤维素难分解，因而通常含木质素多者焦炭产量较大。

滞留时间，在生物质热解反应中有固相滞留时间和气相滞留时间之分。固相滞留时间越长，热解的固态产物所占的比例就越小，热解越完全。气相滞留期时间一般并不影响生物质的一次裂解反应过程，气相滞留时间越长，二次裂解反应增多，放出H2、CH4、CO等，导致液态产物迅速减少，气体产物增加，固定碳含量增加。

压力，影响气相滞留期，从而影响二次裂解，随着压力的提高，生物质的活化能减小。

升温速率，对热解的影响很大。一般对热解有正反两方面的影响。升温速率增加，温度滞后就越严重，物料失重和失重速率曲线均向高温区移动。热解速率和热解特征温度均随升温速率的提高呈线形增长。在一定热解时间内，慢加热速率会延长热解物料在低温区的停留时间，促进纤维素和木质素的脱水和炭化反应，导致炭产率增加。

综上所述，生物质燃气、生物质炭技术是属于慢速、低温热解过程。

现实情况中现在比较多的生产生物质炭的方法是农民采用土窖焖烧，即用大量物料堆积进行近乎隔绝氧气的焖烧，产物即是生物质炭，这种方法温度无法控制，生产过程中防止焦油凝结未考虑，产品质量不可控。

总体来讲，目前的生物质热解技术中对生物质原料成分复杂、密度较低的生物质原料，热解反应难以精确控制、物料在温度较高的反应器内推进困难，热解总体效率低、可靠性差，无法规模化商业应用等不足和缺点。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备， 可以进一步拓宽生物质能源的应用，将生物质原料热解气化，可以得到生物质燃气和生物质炭，生物质燃气可作为清洁能源燃烧，来替代煤和重油等污染大的原料，用来供热、发电等；生物质炭可以作为工业原料，同时，可以取代一些不经济不环保的制炭方法，其运行稳定，生物质燃气、生物质炭品质优良，可处理多种生物质品种，自动化程度高，综合经济效益明显，应用领域广阔。