[發明專利]秸稈氣化燃氣凈化方法及設備

無效

• 申請號: 200910187264.1
• 申請日: 2009-09-03
• 公開（公告）號: CN102003721A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 李國年
• 申請（專利權）人: 北票市圣光秸桿氣化爐具廠
• 主分類號: F24C3/00
• 分類號: F24C3/00;C10J3/84;C10G9/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 卜海慧

技術領域

本發明涉及生物質氣化燃氣的凈化技術，特別是一種秸稈氣化燃氣的凈化方法及其設備。

技術背景

秸稈氣化爐是一種將可再生能源燃料——各種農作物秸稈、玉米軸、稻殼等農產品下腳料、樹葉、鋸末、菌渣、動物糞便和生活垃圾(可燃的)裝入氣化反應器經氧化、還原、熱解反應而轉化成可燃氣、經凈化裝置凈化后再送至專用灶具上燃燒、將生物質的化學能轉化成熱能，以供人們炊用、取暖或用以其它用途的可再生能源產品。與傳統爐灶比較，秸稈氣化爐具有節省燃料、安全環保、使用方便的功效。但是，直接從氣化反應器出來的秸稈氣化燃氣中含有焦油、水分和雜質顆粒，人們把這種燃氣叫做粗燃氣，粗燃氣如果不凈化或凈化不徹底直接燃燒就會導致堵塞管道和灶具、燃燒不完全、有異味、產生有害氣體，甚至使氣化爐不能工作。為了凈化粗燃氣，現有技術采取了以下幾種措施：

1.濕式凈化：有(1)水浴式：(2)洗滌塔式。濕式凈化就是導引粗燃氣通過水層或水霧區，利用水層或水霧區細小的水滴使氣態焦油和水蒸氣冷卻為液體、并將雜質顆粒粘附，三者混合為廢水，然后將廢水倒掉。

2.干式凈化：有(1)旋風離心式過濾、慣性式過濾；其主要特點是引導粗燃氣進行高速旋轉或突然改變方向，利用離心力或慣性力將固體雜質顆粒和焦油與燃氣分離。(2)濾芯或濾料式過濾：引導粗燃氣從濾芯或濾料的細小空隙中通過，使大于空隙的固體顆粒被阻留下。

3.催化裂解除焦：利用焦油遇到高溫會裂解為一次燃氣的特性，(1)采用下吸式氣化爐；引導粗燃氣通過熾熱的燃燒層，使焦油得到裂解；(2)在反應器內設有催化床，由煅燒過的白云石或其它催化材料填充，另用一加熱裝置將床加熱，引導粗燃氣從催化床通過，使焦油得到裂解。

4.綜合式：選用上述二種或三種方式綜合在一起的技術。

5.靜電分離，利用電離子捕捉焦油、水分子和固體顆粒，然后將其倒掉。

6.也有的把過濾后的焦油廢水直接引入氣化發生器的氧化層，或不經任何凈化把粗燃氣直接輸送到灶具燃燒。

現有技術存在如下缺陷：

1.技術不完整：濕式凈化只能將焦油、水蒸氣和雜質從粗燃氣中分離出來，且分離不徹底(約分離90％)，而沒有將這些被分離出來的物質進行有益化的后續處理。

2.分離出來的焦油廢水需要經常倒掉，不但對空氣和土壤造成二次污染，又造成了浪費，因為焦油中含有5-15％的能量。

3.干式凈化系統雖然減少了廢水的排放量，但只能分離雜質固體顆粒，而分離焦油和水蒸氣的效果很差，經過干式凈化系統凈化過的粗燃氣仍然含有較多的焦油和水蒸氣。

4.現有氣化爐的燃氣灶具沒有裂解焦油的功能，經過現有凈化裝置凈化的燃氣仍含有少量焦油和水蒸氣，該燃氣進入現有的氣化爐灶具以后會燃燒不盡，產生炭黑并與焦油凝結，其凝結物會堵塞灶具；另外，焦油未經裂解直接燃燒，會放出一種氣味難聞、對人體有害的氣體，粗燃氣如果不經凈化直接到現有秸稈氣化爐灶具燃燒，就更會加劇上述狀況的產生。

5.把凈化分離出來的焦油廢水直接引入氣化發生器氧化層，并不能使焦油裂解，只能導致氣化發生器內燃料濕度的增加，對氣化效率、燃氣質量造成不利影響，導致點火困難、燃燒不良。

6.催化裂解除焦系統成本高，溫度難以控制、不適合戶用小型秸稈氣化爐。

發明內容

本發明內容是克服現有技術的不足，提供一種秸稈氣化燃氣的凈化方法及其設備。實施本發明能夠做到：使氣化燃氣中的焦油和水分實現零排放、將其全部轉化成可燃氣供灶具燃燒；與現有技術灶具相比，燃燒溫度高出100～200℃，且易點火、燃燒時不釋放有害氣體，節能環保。

為實現上述目的，本發明是在現有氣化爐氣化發生器和凈化裝置上設計安裝了焦油廢水分離、回收和轉化設備；該設備首先把粗燃氣中絕大部分焦油和水分分離出來，分離出來后的焦油廢水不排放，而是把它們全部轉化成可燃氣在灶具中充分燃燒。本發明在灶具上設計安裝了焦油水分轉化裝置和立體供氧裝置，燃氣經凈化裝置未分離掉的少量焦油和水分通過本裝置能全部轉化成可燃氣，再隨其它燃氣輸送到燃燒室，在立體供氧方式的環境中燃燒。

本發明所提供的技術方案是：一種秸稈氣化燃氣的凈化方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)生物質燃料在氣化發生器內反應生成的粗燃氣依次經爐內凈化裝置、爐外凈化裝置凈化，將焦油、水分和雜質顆粒絕大部分從粗燃氣中分離；