[發明專利]一種生物質氣化裝置和生物質收集利用系統

有效

• 申請號: 201210126770.1
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN102757823A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 儲晞
• 申請（專利權）人: 儲晞
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/84;A01D41/12
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 黃健

技術領域

本發明涉及生物質利用裝置，尤其涉及一種生物質氣化裝置和生物質收集利用系統。

背景技術

隨著當今地球上礦物質能源的迅速消耗，具有豐富、廉價、可再生等特點生物質能的開發與應用成為人們關注的熱點。生物質是分布最為廣泛的可再生能源，包括固態生物質(如農林業生產過程中除糧食、果實以外的秸稈、外殼、農產品加工業下腳料、農林廢棄物等)。當利用生物質時，這些生物質一般來源于農田，需要使用農業機械如聯合收割機等從田間收集，由于生物質的能量密度較低，比重小，體積大，分布過散，收集和運輸成本較高，難以大規模集中有效利用，并進一步通過卡車、拖拉機等運送到可以進行生物質氣化的地點，這個過程必然會消耗大量的燃油為聯合收割機和運輸工具的發動機提供動力。

生物質氣化是一種常用的生物質能轉化技術，其是將固態生物質原料在高溫下部分氧化轉變為小分子可燃氣體的過程，這些可燃氣體可以代替礦物質能源在鍋爐、民用爐灶、發電等場合得到一定應用。

然而，在上述生物質氣化過程中，副產物焦油的產生對于生物質氣化產生的可燃氣體的利用產生帶來諸多問題，焦油在高溫下可以發生裂解與氣化產生的可燃氣體一起呈氣化狀態，焦油在低于200℃的情況下，開始凝為液體，成為黑色粘稠油狀物，影響利用該可燃氣體(含有高濃度焦油)的鍋爐、民用爐灶、等設備，特別是內燃發動機的穩定、安全運行。因此如何提供一種生物質氣化裝置，可以顯著降低可燃氣體中含有的焦油，不影響利用該可燃氣體的設備的運行穩定性成為有待解決的問題。

同時如何提供一種生物質收集利用系統可以將在田間地頭的生物質直接轉化為可燃氣體為諸如聯合收購機、卡車、拖拉機等的農業機械的發動機提供動力，并且該可燃氣體中含有極少量的焦油，不會對這些農業機械的穩定、安全運行帶來不良影響也成為有待解決的問題。

發明內容

本發明提供一種生物質氣化裝置，通過利用所述生物質氣化裝置的預熱腔、炭化腔、氣化腔對生物質依次進行預熱、炭化、氣化處理，在炭化腔將大部分的焦油以尾氣形式排出到預熱腔，以及在炭化腔設置炭化物堆積區域，使得氣化腔產生的可燃氣體不會與炭化腔的產生的尾氣混合，使獲得的可燃氣體的濃度高并且含有極少量的焦油，不影響利用該可燃氣體作為動力的設備的運行穩定性。

本發明還提供了一種生物質加工利用方法，通過將收集的生物質粉碎后使用上述的生物質氣化裝置氣化，獲得含有極少量焦油的可燃氣體，用于驅動對生物質原料的收集和粉碎處理。

本發明還提供了一種生物質收集利用系統，通過利用上述的生物質氣化裝置，可以在生物質收集操作現場直接將生物質粉碎并轉化為可燃氣體作為該系統中生物質原料的收集和粉碎過程的動力，同時上述可燃氣體中含有顯著降低的焦油，不會對這些系統中各裝置的穩定、安全運行帶來不良影響。

本發明提供的一種生物質氣化裝置，包括一反應腔體，該反應腔體自上而下導通并依次形成預熱腔、炭化腔和氣化腔，且反應腔體上部設置有進料倉，其中：

所述預熱腔區域設置有至少一個尾氣進口；

所述炭化腔區域分為生物質炭化區域和炭化物堆積區域，生物質炭化區域的腔體側壁設有第一空氣入口、點火口以及至少一個尾氣出口，所述至少一個尾氣出口與預熱腔的所述至少一個尾氣進口通過輸送管路連通，所述炭化物堆積區域中的炭化物堆積體積占整個炭化物堆積區域體積的70％以上；

所述氣化腔區域的腔體側壁設有第二空氣入口和可燃氣體出口，并在氣化腔區域的腔體底部設有廢渣出口。

在本發明的方案中，所述生物質氣化裝置也可以為可移動的生物質氣化裝置。所述可燃氣體的主要成分為CO，H₂CH₄等，還會有N₂，CO₂和少量水蒸氣等。所述廢渣為生物質的炭化物氣化后剩余的物質，主要含無機物如硅鈣鉀等植物生長所需元素，因此所述廢渣可用作肥料，例如鉀肥、硅肥等的原料。

所述炭化物堆積區域中的炭化物堆積可以通過將生物質材料先燃燒形成炭化物裝入炭化物堆積區域中形成；或者，將生物質材料裝入炭化物堆積區域中，并使其燃燒形成所述炭化物堆積，只要在利用所述生物質氣化裝置進行生物質氣化處理之前，所述炭化物堆積體積占所述炭化物堆積區域70％以上即可。所述炭化物堆積區域的大小可以根據整個氣化裝置的大小設定，只要氣化腔產生的可燃氣體能夠被該炭化物堆積區域有效阻擋不能與生物質炭化區域產生的尾氣混合即可。