專利名稱：一種利用微波熱解生物質的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種生物質熱解的方法及裝置，特別是利用微波加熱實現生物質干燥與熱解的方法及裝置。
背景技術：
生物質作為一種可再生能源，其大規(guī)模利用正在受到越來越多的重視。但生物質原料往往能量密度低、分布不集中，不易進行大規(guī)模收集和遠距離運輸。鑒于生物質的特性，對其進行液化或氣化特別是利用熱解方法進行制油或制氣是循環(huán)經濟節(jié)能的重要技術?，F有的熱解工藝和技術無論是固定床還是流化床都要求對生物質進行破碎，而生物質原料由于含有纖維往往具有一定的韌性，要達到理想的細度要求有一定的困難。

發(fā)明內容
針對現有技術存在的不足和缺陷，本發(fā)明提出一種利用微波加熱原理實現生物質干燥與熱解的工藝方法與裝置。
本發(fā)明用微波能作為輸入能量，直接對成捆或成包的生物質進行加熱熱解，采取分段控制，生物質通過吸收微波實現干燥和熱解。本發(fā)明的裝置采用垂直窯結構，主要由截止門、螺旋壓料裝置、漏氣引風機、微波熱解室、炭燃燒室和出灰絞龍構成。微波發(fā)生裝置于微波熱解室四周均勻布置，可根據所要求的熱解條件改變微波功率和微波作用的位置；激勵槍嵌于熱解室內壁，熱解室內壁采用不吸收微波的材料。機械推進料捆或料包的過程中采用兩道截止門交替啟閉來控制空氣進入熱解室；在垂直窯的頂部設有密閉的螺旋壓料裝置；在垂直窯內料包下降開始段四周布置一定傾斜角度的彈簧片；在微波熱解室的上部設漏風引風口，在微波熱解室的一側設有出氣口。炭燃燒室通過引入空氣實現熱解炭的完全燃燒，產生的氣體在通過微波熱解室的過程中被還原為可燃氣體并設出氣口引出。用微波能作為輸入能量，生物質通過吸收微波實現干燥和熱解，熱解產物是氣體、焦炭或可作肥料用的生物質灰。該工藝方法及裝置可無需對生物質原料進行破碎，而是成包或成捆進料，成包或成捆干燥與熱解，從而可大大簡化原料處理程序，節(jié)省設備、空間和能耗。
本發(fā)明所述的微波熱解工藝，利用的是微波加熱的體效應特性，在微波的穿透范圍內，實現生物質物料的無破碎整體加熱熱解。
本發(fā)明實現料包或料捆機械化給料，采用多種密封措施控制進料過程中的漏風；微波由微波發(fā)生裝置產生，并導入微波熱解室，料包在微波熱解室的前進過程中吸收微波，溫度升高，從而實現成包干燥與熱解；熱解氣通過風機引出加以利用，殘?zhí)窟M入炭燃燒室，炭燃燒室通過引入空氣實現熱解炭的完全燃燒，產生的氣體在通過微波熱解室的過程中被還原為可燃氣體并引出，燃燒后產生的生物質灰由出灰絞龍排出。
本發(fā)明所述的微波熱解室為本裝置的核心，微波發(fā)生裝置位于外部，可于四周均勻布置，從而增大微波的均勻性和在料包中的穿透深度。微波采取分段控制，即可根據所要求的熱解條件改變功率和微波作用的位置等，也便于實現裝置啟動與正常運行的切換，如接近炭燃燒室部位的微波發(fā)生裝置只在熱解裝置啟動過程中開啟，穩(wěn)定運行后關閉。激勵槍嵌于熱解室內壁，熱解室內壁采用不吸收微波的材料。熱解室尺寸以使料捆或料包足以通過為宜。
本發(fā)明所述的利用微波熱解生物質的裝置采用正壓系統(tǒng)或負壓系統(tǒng)均可。給料過程中防治空氣漏入的密封措施主要有在機械推進料捆或料包的過程中采用兩道截止門交替啟閉來控制空氣進入熱解室；在料包下降開始段，通過在四周布置一定傾斜角度的彈簧片，使料捆或料包被彈簧片順向卡緊，從而進一步阻止空氣在物料進程中漏入；在微波熱解室的上部設漏風引風口，通過選擇漏風引風口與熱解氣出口之間適當的壓差將進料過程中可能漏入的空氣引出。通過以上所述措施，可以避免漏入空氣與熱解氣體混合。
本發(fā)明所述的炭燃燒室通過引入空氣實現微波熱解室產生的熱解炭的完全燃燒，產生的氣體在通過微波熱解室的過程中被還原為可燃氣體并引出，燃燒后產生的生物質灰由出灰絞龍排出，可作農業(yè)肥料使用；若殘?zhí)坎蝗紵僧a生生物質焦炭，作為副產品使用。
本發(fā)明裝置采用垂直窯布置結構，也可采用水平隧道窯布置結構。采用垂直窯布置結構，料包主要依靠自身重力下行，另外附加助力的壓料裝置即可。采用水平隧道窯布置結構，料包的前進需設置專門的傳動裝置。


附圖為本發(fā)明的結構示意圖；其中1、截止門A；2、螺旋壓料裝置；3、截止門B；4、彈簧片；5、漏氣引風機；6、微波熱解室；7、炭燃燒室；8、出灰絞龍。
具體實施例方式
下面將以垂直窯布置結構為實例闡明本發(fā)明的工作流程實例以垂直窯布置結構為例的微波熱解生物質的裝置如附圖所示，其主要部件包括1、截止門A；2、螺旋壓料裝置；3、截止門B；4、彈簧片；5、漏氣引風機；6、微波熱解室；7、炭燃燒室；8、出灰絞龍。
該裝置的工作流程為進料時，截止門B3關閉，截止門A1打開，生物質料捆或料包置位于螺旋壓料裝置2下方，此時關閉截止門A1，打開截止門B3，料捆或料包在重力和螺旋壓料裝置2的推動下下移，當下移越過截止門B3的位置時，螺旋壓料裝置2復位，截止門B3關閉，然后重復以上進料過程。料捆或料包在微波熱解室6中在重力和上部物料壓力作用下向下移動，在微波熱解室6的上端，在截止門B3的下部，料捆或料包被四周布置的具有一定傾斜角度的彈簧片4向下順向卡緊，物料與微波熱解室6四壁之間幾乎沒有間隙，因此可在一定程度上阻止氣流的進出。在微波熱解室6的上部彈簧片之間設置的漏風引風口，還可以通過選擇漏風引風口與熱解氣出口之間適當的壓差將進料過程中可能漏入的空氣引出。在微波熱解室6中，料捆或料包受到微波作用，通過吸收微波而使溫度逐漸升高，產生熱解氣體，熱解氣體可燃，通過漏氣引風機5引出后加以利用。熱解后的殘?zhí)客高^爐排落入炭燃燒室7，在下部鼓入空氣的同時進行完全燃燒，煙氣向上在微波熱解室6經過還原后生成可燃氣體，與熱解氣體一起至出口利用。生物炭在炭燃燒室7中燃燒后產生的生物質灰由出灰絞龍8排出，可作農業(yè)肥料使用；若殘?zhí)坎蝗紵?，可產生生物質焦炭，作為副產品使用。
權利要求
1.一種利用微波熱解生物質的工藝方法，其特征在于，用微波能作為輸入能量，直接對成捆或成包的生物質進行加熱熱解，采取分段控制，生物質通過吸收微波實現干燥和熱解。
2.一種利用微波熱解生物質的裝置，其特征在于，該裝置采用垂直窯結構，主要由截止門、螺旋壓料裝置、漏氣引風機、微波熱解室、炭燃燒室和出灰絞龍構成。
3.如權利2所述的利用微波熱解生物質的裝置，其特征在于，微波發(fā)生裝置于微波熱解室四周均勻布置，可根據所要求的熱解條件改變微波功率和微波作用的位置；激勵槍嵌于熱解室內壁，熱解室內壁采用不吸收微波的材料。
4.如權利2所述的利用微波熱解生物質的裝置，其特征在于機械推進料捆或料包的過程中采用兩道截止門交替啟閉來控制空氣進入熱解室；在垂直窯的頂部設有密閉的螺旋壓料裝置；在垂直窯內料包下降開始段四周布置一定傾斜角度的彈簧片；在微波熱解室的上部設漏風引風口，在微波熱解室的一側設有出氣口。
5.如權利1、2所述的利用微波熱解生物質的裝置，其特征在于，炭燃燒室通過引入空氣實現熱解炭的完全燃燒，產生的氣體在通過微波熱解室的過程中被還原為可燃氣體并設出氣口引出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物質熱解方法及裝置，特別是利用微波加熱實現生物質熱解的方法及裝置。該裝置采用垂直窯結構，主要由截止門、螺旋壓料裝置、漏氣引風機、微波熱解室、炭燃燒室和出灰絞龍構成。該裝置不需要對生物質原料進行破碎或粉磨，利用微波加熱的體效應特性，在微波的穿透范圍內，可以直接對成捆或成包的生物質進行加熱熱解。
文檔編號F23G7/00GK1912465SQ20061006878
公開日2007年2月14日 申請日期2006年9月11日 優(yōu)先權日2006年9月11日
發(fā)明者馬春元, 王文龍, 宋占龍, 楊華, 趙希強, 董勇, 徐夕仁 申請人:山東大學, 山東山大能源環(huán)境有限公司