[發明專利]植物秸稈低溫熱解制備可燃氣的方法

在審

• 申請號: 201710420470.7
• 申請日: 2017-05-21
• 公開（公告）號: CN106995709A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 楊玉昆;莊永林
• 申請（專利權）人: 楊玉昆;莊永林
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B49/22;C10B57/14;C10K1/00;C10K1/02;C10K1/04;C10K1/10
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技術領域

本發明涉及生物質能源化的方法，具體涉及植物秸稈低溫熱解制備可燃氣的方法。

背景技術

全國農作物秸稈產量每年在7億噸以上，這些秸稈除少量作為飼料等無害利用外，其余部分都作焚燒處理，也包括秸稈發電這樣的焚燒。成為致霾的主要因素，甚至于到了影響空域，致使軍機、民航機無法起降的程度。解決秸稈污染成為政府、國民的一致共識。而秸稈能源化是個雙贏的方案，即解除了污染源，又實現了資源的有效利用。本技術方法恰好應運而生，該方法通過低溫熱解技術，最大程度釋放了植物秸稈中的可燃氣體，使之成為清潔燃料，其植物殘渣，可加工為纖維、木糖醇等產品。既實現了資源的最大化利用，又達到了環境友好的目的。

植物秸稈制備可燃氣的方法包括：

發酵沼氣法。通過發酵池、罐，在厭氧的條件下發酵，生產可燃氣。優點是技術簡單，投資小。缺點是占地多，無法實現大規模生產。

高溫裂解法。被稱作“反應爐裂解法”：利用高溫和壓力將纖維素生物質轉換成長烴鏈，這種長烴鏈和汽油、柴油、噴氣式發動機燃料相類似。優點是可以實現大規模生產，缺點是是生產的可燃氣熱值低。

發明內容

本發明的一個目的是提供植物秸稈低溫熱解制備可燃氣的方法，這種植物秸稈低溫熱解制備可燃氣的方法用于解決植物秸稈制備可燃氣中難于大規模生產和所產可燃氣熱值低的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種植物秸稈低溫熱解制備可燃氣的方法：

將秸稈破碎成長度10-15mm桿狀后，加入到非機械控制閥混料器中，秸稈與高溫循環熱載體混合后一起進入干餾氣化爐的熱解室，沿導向隔板以瀑流方式向下流動，進行熱解反應，熱解反應溫度為700℃左右，在熱解室中的停留時間為1～3min，生成可燃氣體和固體產物焦或半焦；

固體產物焦或半焦在熱解室底部經非機械控制閥回料器被送入燃燒爐中；固體產物焦或半焦在快速床燃燒室中燃燒釋放熱量，加熱循環熱載體，燃燒室密相區溫度為800℃左右，出口煙氣溫度為750℃左右；

可燃氣體經兩級旋風分離器分離固體顆粒后進入重整器，然后經過1級管式冷卻器冷卻和3級水洗后再進入2級電捕焦油器和脫硫塔，最后進入氣柜備用。

上述方案中在煙氣的夾帶作用下，大量固體顆粒被提升至燃燒室頂部，離開燃燒室后在旋風分離器中被分離出來，進入非機械控制閥混料器，高溫循環灰溫度約為750℃；在非機械控制閥混料器中，高溫循環物料與秸稈混合，重復循環。

上述方案中3級水洗為1級文氏管水洗和2級噴淋。

上述方案中植物秸稈包括農作物秸稈、其他野生植物秸稈、樹木枝條。

上述方案中進入氣柜備用的潔凈可燃氣體繼續送去制熱或發電。

本發明具有以下有益效果：

1、本發明涉及的植物桔桿低溫熱解制備可燃氣的方法，采用流化床熱解的制氣原理，使植物桔桿等生物質原料在低溫控氧狀態下反應，將生物質原料中的主要成份碳、氫(氫、氧、粗纖維、木質素)等元素轉化為可燃的甲烷、丙烷、一氧化碳、氫等氣體，生物質原料中大部分能量轉移到氣體中；通過凈化工藝再去除可燃氣體中的焦油、灰分等雜質，可燃氣體通過管網送入用戶燃燒，或者供應電廠發電。這種方法改變了生物質原料的使用形態，能量轉換效率是固態生物質直接燃燒高。

2、低溫熱解植物桔桿制備可燃氣的氣化技術是一種熱化學處理技術，采用工程設備進行生產，對環境、季節等沒有任何依賴，可以實現過程自動控制和不間斷制氣。本發明氣化效率60％～80％，可燃氣體熱值170～250MJ/m³。

附圖說明

圖1為本發明的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的說明：

如圖1所示，這種植物秸稈低溫熱解制備可燃氣的方法：

將秸稈破碎成長度10-15mm桿狀后，加入到非機械控制閥混料器中，秸稈與高溫循環熱載體混合后一起進入干餾氣化爐的熱解室，沿導向隔板以瀑流方式向下流動，進行熱解反應，熱解反應溫度為700℃左右，低溫800℃熱解，在熱解室中的停留時間為1～3min，在可控制的氧氣條件下，干餾、熱解、氣化，被還原成CmHn、CO、H₂等可燃性混合氣體，以及固體產物焦或半焦；熱解是指固體生物質在控氧條件下受熱分解，形成氣體、焦油、炭等產物的過程。熱解是所有生物質氣化的關鍵過程，大約占原料70％的揮發分子在熱解過程中釋放出來，熱解過程在相當程度上決定氣體的質量及氣化產物的分布。