[發明專利]一種利用生物質進行炭、氣、液、油聯產的系統及生產方法

有效

• 申請號: 201610081073.7
• 申請日: 2016-02-04
• 公開（公告）號: CN105542870B
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 鞏雪樺;竇冠琪;李亞鵬;孫浩;張亮;王巍杰;潘冬梅;楊旭光
• 申請（專利權）人: 河北天善生物技術有限公司
• 主分類號: C10J3/60
• 分類號: C10J3/60;C10J3/62;C10J3/84;C10B53/02
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 房德權

本發明提供了一種利用生物質進行炭、氣、液、油聯產的系統及生產方法，包括炭化爐、旋風分離器、冷凝器、除焦器、風機、氣體凈化裝置；所述炭化爐用于對生物質原料炭化，炭化過程中產生生物質燃氣以及生物質炭；所述旋風分離器與所述炭化爐的氣體出口連接，除掉生物質燃氣中的大顆粒物質并輸出；所述氣體凈化裝置設置在所述系統的末端，用于凈化所述系統前端輸出的生物質燃氣；所述風機設置在所述旋風分離器與所述氣體凈化裝置之間；所述冷凝和除焦器設置在所述旋風分離器與所述氣體凈化裝置之間，所述冷凝器具有木醋液出口，所述除焦器具有木焦油出口。本發明工藝設備簡單，資源利用率高，炭化生產時間短，排放污染物少，易于推廣。

技術領域

本發明涉及一種利用生物質進行炭、氣、液、油聯產的系統及生產方法，屬于生物質能源利用技術領域。

背景技術

生物質能蘊藏在植物、動物和微生物等可以生長的有機物中，它是由太陽能轉化而來的。地球上的生物質能資源較為豐富，而且是一種無害的能源。地球每年經光合作用產生的物質有1730億噸，其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10-20倍，但目前的利用率不到3％。

生物質能具有如下特點：(1)可再生性:生物質能屬可再生資源，生物質能由于通過植物的光合作用可以再生，與風能、太陽能等同屬可再生能源，資源豐富，可保證能源的永續利用。(2)低污染性：生物質的硫含量、氮含量低、燃燒過程中生成的SO_X、NO_X較少；生物質作為燃料時，由于它在生長時需要的二氧化碳相當于它排放的二氧化碳的量，因而對大氣的二氧化碳凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應。(3)廣泛分布性：缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質能。(4)生物質燃料總量十分豐富：生物質能是世界第四大能源，僅次于煤炭、石油和天然氣。根據生物學家估算，地球陸地每年生產1000～1250億噸生物質；海洋年生產500億噸生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量,相當于目前世界總能耗的10倍。

目前，在生物質的利用處理方面，其中一部分當做飼料以外，大部分采用氣化爐使其燃燒，并利用其燃燒過程中產生的可燃氣體作為能源再次利用，植物生物質(主要包括鋸末、林木枝杈、雜草、松針樹葉、各種果核、皮、農作物秸稈，牛羊畜糞，食用菌渣等)中的碳元素質量分數約為40％，其次為氫、氮、氧、鎂、硅、磷、鉀、鈣等微量元素。植物秸稈的有機成分以纖維素，半纖維素為主，質量分數占50％。這些生物質原料，在缺氧條件下加熱或者燃燒，使之發生復雜的熱學化學反應的能量轉換過程，此過程實質上是生物質中的碳、氫、氧等元素的原子，在反應條件下按照化學鍵的成鍵原理，變成一氧化碳、甲烷、氫氣等可燃性氣體的分子，這樣生物質中的大部分能源就能轉移到這些氣體中。

現有運行的氣化爐雖然應用于對生物質原料利用領域，但也存在著下列一些問題：

1、一些氣化爐對生物質原料要求比較高，必須把生物質原料粉碎成細小的顆粒，因此必須添加功率較大的粉碎機，從而造成生物質利用的成本加大。由于原料破碎成細小顆粒，氣化爐運行溫度高達140-1300℃，雖然產出氣體中焦油成分及冷凝物含量較低，碳元素轉化率可達40％，但是由于運行溫度高，易燒結，使氣化爐發生結渣而喪失氣化功能，故選材較難，使可利用的生物質原料范圍變窄，不利于生物質利用的推廣。

2、在燃燒過程中產生的木焦油問題是影響氣化的最大障礙。許多氣化爐在氣化過程中對夾雜在可燃氣體中的木焦油沒有進行濾除，因而產生氣味并導致在氣化的使用過程中木焦油粘附在各類燃燒器的噴嘴上，使燃氣灶具、燃氣鍋爐或者燃氣發電機組無法長時間運行，這樣直接影響了生物質能源的利用。

3、對生物質原料存放的環境及原料的單一使用的要求下，也使一些氣化爐無法推廣應用，有的氣化爐因為沒有水分分離裝置，因此要求被氣化的原料含水量保持在4％以下，否則氣化出的氣體，因含水量過高而無法點燃，而目前生物質原料一般為露天存放，極易受到自然天氣的影響，如雨水或潮濕的環境容易使生物質原料變潮，在加上使用的原料單一，影響了氣化爐的產量和質量，氣化爐工作的連續性將遭到破壞。