專利名稱：一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)能源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)?體的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)是一種可再生能源，具有以下特點(diǎn)①可再生性；②低污染性；③ 廣泛的分布性。利用生物質(zhì)作為替代能源，對(duì)改善大氣酸雨環(huán)境，減少大氣中 二氧化碳含量，從而減少"溫室效應(yīng)"都有著積極的意義。生物質(zhì)原料揮發(fā)分 高達(dá)70%以上，生物質(zhì)受熱后，在相對(duì)較低的溫度下就可使大量的揮發(fā)分物質(zhì) 析出。因此，氣化技術(shù)非常適用于生物質(zhì)原料的轉(zhuǎn)化。生物質(zhì)氣化生成的高品 位的燃料氣既可供生產(chǎn)、生活直接燃用，也可通過(guò)內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，進(jìn) 行熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供。根據(jù)燃?xì)馍a(chǎn)機(jī)理可分為熱解氣化和反應(yīng)性氣化，其中后者又可根據(jù)反應(yīng) 氣化劑的不同細(xì)分為空氣氣化、水蒸氣氣化、氧氣氣化、氫氣氣化等；根據(jù)采 用的氣化反應(yīng)爐的不同又可分為固定床氣化、流化床氣化和氣流床氣化。目前，巿場(chǎng)上利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的方法及其裝置主要有上吸式、下 吸式、流化床式等幾種。其中流化床氣化裝置的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行控制和檢測(cè)手段較 上吸式、下吸式復(fù)雜，對(duì)于入爐顆粒粒度要求細(xì)， 一般要求小于0.4mm,并且投 資門檻高，在我國(guó)很難廣泛推廣；上吸式氣化裝置運(yùn)行安全，但存在產(chǎn)出的燃 氣焦油含量高、并且不易凈化、氣化過(guò)程不穩(wěn)定、環(huán)境污染嚴(yán)重等不足之處； 下吸式氣化裝置雖然燃?xì)饨褂秃枯^上吸式低、氣化過(guò)程也較上吸式穩(wěn)定、污 染小，但也會(huì)出現(xiàn)氣化反應(yīng)層次斷落、塌陷、燒穿等現(xiàn)象，影響氣化效果。又 由于是微負(fù)壓運(yùn)行，如果氣化裝置的密封性能不好，外部空氣進(jìn)入氣化裝置與 高溫燃?xì)庀嘤?，存在相?dāng)?shù)陌踩[患。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的就是針對(duì)上述問(wèn)題，克服了上吸式、下吸式方法及其氣化裝置 不足，提供一種運(yùn)行安全可靠、燃?xì)饨褂秃康?、氣化過(guò)程穩(wěn)定、污染小的利 用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的方法及其裝置。本發(fā)明技術(shù)方案如下 一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的方法，包括將千燥 的生物質(zhì)物料置于氣化裝置內(nèi)，從所述生物質(zhì)物料上部引燃生物質(zhì)；從所述生物質(zhì)物料下部通入氣化劑，使氣化劑自下而上通過(guò)所述生物質(zhì)物料。可以從所述生物質(zhì)物料的頂部引燃生物質(zhì)，可以從所述生物質(zhì)物料底部通 入氣化劑?？梢韵蛩鰵饣b置內(nèi)鼓入氣化劑或者從所述氣化裝置內(nèi)吸出可燃?xì)怏w。 制取的可燃?xì)怏w可以再通過(guò)一層生物質(zhì)物料，起到燃?xì)鈨艋⑻岣邿嶂档?作用。一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的裝置，包括爐體、爐腔、氣化劑進(jìn)口、可 燃?xì)怏w出口，所述氣化劑進(jìn)口、可燃?xì)怏w出口設(shè)置在所述爐腔的內(nèi)壁上，所述 可燃?xì)怏w出口高于所述氣化劑進(jìn)口，在所述可燃?xì)怏w出口所在的水平面與所述 爐腔的內(nèi)壁相交處設(shè)置有引燃生物質(zhì)的裝置。所述引燃生物質(zhì)的裝置可以位于所述可燃?xì)怏w出口處。所述引燃生物質(zhì)的裝置可以是點(diǎn)火孔、汽油或者柴油燃燒器、煤氣或者液 化氣或者天然氣燃燒器。所述氣化劑進(jìn)口可以連接鼓風(fēng)機(jī)。所述可燃?xì)怏w出口可以連接可燃?xì)怏w抽取裝置，如引風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是1、 氣化反應(yīng)穩(wěn)定。干燥的生物質(zhì)物料在氣化過(guò)程中自上而下形成還原層、 氧化層、熱解層、干燥層，從還原層至干燥層物料密度由低到高， 一改傳統(tǒng)氣 化方法中還原層、氧化層在熱解層、干燥層下面的慣例，從而不會(huì)因重力原因 出現(xiàn)氣化反應(yīng)層次斷落、塌陷、燒穿等現(xiàn)象，影響氣化效果，本發(fā)明十分有利 于制造大型氣化裝置。2、 燃?xì)鉄嶂蹈?、環(huán)境污染小。由于還原層在氣化反應(yīng)中不斷向下擴(kuò)展，層 次穩(wěn)定，溫度保持在70(TC 90(TC,使熱解層、氧化層生成的二氧化碳發(fā)生還 原反應(yīng)產(chǎn)生的一氧化碳產(chǎn)量提高；燃?xì)庵械慕褂屯ㄟ^(guò)的還原層時(shí)發(fā)生裂解，變 為可燃?xì)怏w，使燃?xì)庵械慕褂秃看蟠蠼档?，不僅減少后續(xù)燃?xì)鈨艋y度、環(huán) 境污染小而且燃?xì)鉄嶂党^(guò)5MJ/m3。3、 運(yùn)行安全可靠。本發(fā)明的氣化裝置在微正壓下運(yùn)行，不存在由于密封性 能不好，外部空氣進(jìn)入氣化裝置與髙溫燃?xì)庀嘤霭l(fā)生事故的安全隱患。本發(fā)明 的氣化裝置可隨時(shí)停爐，沒(méi)有下吸式裝置意外停爐的危險(xiǎn)。由此可見(jiàn)，本發(fā)明的利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的方法及其裝置突破了傳統(tǒng) 生物質(zhì)氣化的慣用方法，通過(guò)簡(jiǎn)單易行的手段改良了氣化反應(yīng)層次，具有氣化 反應(yīng)穩(wěn)定、運(yùn)行安全可靠、燃?xì)鉄嶂蹈?、環(huán)境污染小、燃?xì)庖變艋韧怀龅膬?yōu)越性。本發(fā)明不僅適用于生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w，而且也適用于生活垃圾、工業(yè) 垃圾等固態(tài)有機(jī)氣化原料制取可燃?xì)怏w。


圖1為本發(fā)明氣化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，1、排灰口， 2、爐腔，3、爐體，4、加料口， 5、燃?xì)獬隹冢?6、引燃裝置，7、爐柵，8、空氣進(jìn)口。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。如附圖l所示，本發(fā)明的氣化裝置由爐體3、爐腔2、加料口4、燃?xì)獬隹?5、引燃裝置6、空氣進(jìn)口 8、排灰口 1、爐柵7等組成。爐體3的內(nèi)部為圓簡(jiǎn)狀 的爐腔2，爐體3的頂部設(shè)有加料口 4,爐腔2的內(nèi)壁上部開(kāi)有燃?xì)獬隹?5，燃 氣出口可以連接燃?xì)獬槿⊙b置，如引風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)。爐腔2的內(nèi)壁下部開(kāi)有 空氣進(jìn)口 8,空氣進(jìn)口 8可以連接鼓風(fēng)機(jī)。在爐腔2的內(nèi)壁靠近燃?xì)獬隹?5設(shè)有 引燃裝置6，引燃裝置6可以是點(diǎn)火孔、汽油或者柴油燃燒器、煤氣或者液化氣 或者天然氣燃燒器。爐腔2的下部設(shè)有爐柵7，爐體3的下部設(shè)有排灰口 1。實(shí)施例1:干燥的生物質(zhì)物料從加料口 4加入爐腔2內(nèi)，物料裝填至燃?xì)獬?口 5的高度，燃?xì)獬隹?5、空氣進(jìn)口 8保持敞開(kāi)，關(guān)閉排灰口 1、加料口 4。通 過(guò)引燃裝置6引燃生物質(zhì)物料，通過(guò)空氣進(jìn)口 8向爐腔2內(nèi)鼓入空氣。空氣穿 過(guò)爐柵7自下而上通過(guò)千燥的生物質(zhì)物料，氣化劑與干燥的生物質(zhì)物料從引燃 處發(fā)生氧化燃燒反應(yīng)，形成氣化反應(yīng)中的氧化層。氧化層在空氣的作用下，從物料上部的引燃處向物料下部自上而下移動(dòng)， 由于空氣先與氧化層的下部物料發(fā)生氧化燃燒反應(yīng)，因此氧化層的上部物料就 越來(lái)越得不到足夠的空氣與之發(fā)生氧化反應(yīng)，從而在氧化層的上部逐漸形成由 炙熱的生物質(zhì)炭組成的還原層，還原層隨著氧化層的向下移動(dòng)而不斷向下擴(kuò)張。 氧化層反應(yīng)產(chǎn)生的熱量大部分通過(guò)自下而上的氣流對(duì)流傳遞到還原層，提供還 原反應(yīng)需要的熱量，還有一部分則通過(guò)熱輻射傳遞到氧化層下面的物料，形成 熱解層、干燥層，熱解層、干燥層隨著氧化層的向下移動(dòng)而移動(dòng)。至此，在本發(fā)明的氣化裝置內(nèi)自上而下形成了動(dòng)態(tài)的還原層、氧化層、熱 解層、干燥層，還原層在逐漸的向下擴(kuò)展，氧化層、熱解層、干燥層在層次穩(wěn) 定的向下移動(dòng)。通過(guò)以上一系列的步驟，生物質(zhì)就變成了氣體燃料一一生物質(zhì) 燃?xì)?。?shí)施例2:將爐柵7從爐腔2內(nèi)拆卸掉，干燥的生物質(zhì)物料從加料口 4加入爐腔2內(nèi)，物料裝填至高于燃?xì)獬隹?5的高度10-30厘米，同時(shí)使物料接觸到 爐腔2的底部。燃?xì)獬隹?、空氣進(jìn)口8保持敞開(kāi)，關(guān)閉排灰口l、加料口4。 通過(guò)引燃裝置6引燃生物質(zhì)物料，通過(guò)空氣進(jìn)口 8向爐腔2內(nèi)鼓入空氣。空氣 自空氣進(jìn)口 8開(kāi)始自下而上通過(guò)干燥的生物質(zhì)物料，氣化劑與干燥的生物質(zhì)物 料從引燃處發(fā)生氧化燃燒反應(yīng)，形成氣化反應(yīng)中的氧化層。隨后發(fā)生的氣化反應(yīng)以及形成的氣化反應(yīng)層次與實(shí)施例l相同，物料中高 于燃?xì)獬隹?5的部分也因?yàn)槠湎碌倪€原層、氧化層、熱解層、干燥層物料體積 的縮小，而逐漸落入還原層；物料中低于空氣進(jìn)口 8的部分在熱輻射的作用下 也逐漸被干燥、熱解。實(shí)施例3:干燥的生物質(zhì)物料從加料口 4加入爐腔2內(nèi)，物料裝填至燃?xì)獬?口 5的高度，燃?xì)獬隹?5、空氣進(jìn)口 8保持敞開(kāi)，關(guān)閉排灰口 1、加料口 4。通 過(guò)引燃裝置6引燃生物質(zhì)物料，通過(guò)空氣進(jìn)口 8向爐腔2內(nèi)鼓入空氣?？諝獯?過(guò)爐柵7自下而上通過(guò)干燥的生物質(zhì)物料，氣化劑與干燥的生物質(zhì)物料從引燃 處發(fā)生氧化燃燒反應(yīng)，形成氣化反應(yīng)中的氧化層，隨后發(fā)生的氣化反應(yīng)以及形 成的氣化反應(yīng)層次與實(shí)施例l相同。燃?xì)獬隹?5連接燃?xì)獬槿⊙b置如引風(fēng)機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)，將制取的可燃?xì)怏w， 再通過(guò)一個(gè)裝填有生物質(zhì)物料的容器后排出，起到燃?xì)鈨艋⑻岣邿嶂档淖饔谩?br> 權(quán)利要求
1.一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的方法，包括將干燥的生物質(zhì)物料置于氣化裝置內(nèi)，其特征在于從所述生物質(zhì)物料上部引燃生物質(zhì)；從所述生物質(zhì)物料下部通入氣化劑，使氣化劑自下而上通過(guò)所述生物質(zhì)物料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的方法，其特征在于從 所述生物質(zhì)物料的頂部引燃生物質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的方法，其特征在于從 所述生物質(zhì)物料底部通入氣化劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的方法，其特征在于所 述制取的可燃?xì)怏w再通過(guò)一層生物質(zhì)物料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的方法，其特征在于向所述氣化裝置內(nèi)鼓入氣化劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5任何一項(xiàng)所述的一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的方法， 其特征在于從所述氣化裝置內(nèi)吸出可燃?xì)怏w。
7. —種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的裝置，包括爐體、爐腔、氣化劑進(jìn)口、可燃 氣體出口，所述氣化劑進(jìn)口、可燃?xì)怏w出口設(shè)置在所述爐腔的內(nèi)壁上，所述 可燃?xì)怏w出口高于所述氣化劑進(jìn)口 ，其特征在于在所述可燃?xì)怏w出口所在的 水平面與所述爐腔的內(nèi)壁相交處設(shè)置有引燃生物質(zhì)的裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的裝置，其特征在于所 述引燃生物質(zhì)的裝置位于所述可燃?xì)怏w出口處。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的裝置，其特征在于所述引燃生物質(zhì)的裝置為點(diǎn)火孔。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的裝置，其特征在于所述引燃生物質(zhì)的裝置為汽油或者柴油燃燒器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的裝置，其特征在于所 述引燃生物質(zhì)的裝置為煤氣或者液化氣或者天然氣燃燒器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7至11任何一項(xiàng)所述的一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的裝置， 其特征在于所述氣化劑進(jìn)口連接鼓風(fēng)機(jī)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7至11任何一項(xiàng)所述的一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的裝置， 其特征在于所述可燃?xì)怏w出口連接可燃?xì)怏w抽取裝置。
全文摘要
一種利用生物質(zhì)制取可燃?xì)怏w的方法及其裝置，裝置包括爐體、爐腔，氣化劑進(jìn)口、可燃?xì)怏w出口設(shè)置在爐腔上，可燃?xì)怏w出口高于氣化劑進(jìn)口，在可燃?xì)怏w出口所在的水平面與爐腔的內(nèi)壁相交處設(shè)置有引燃生物質(zhì)的裝置。將生物質(zhì)裝入裝置內(nèi)，從物料的上部引燃，使氣化劑自下而上通過(guò)物料，物料發(fā)生氣化反應(yīng)產(chǎn)生燃?xì)?。本發(fā)明具有氣化反應(yīng)穩(wěn)定、運(yùn)行安全可靠、燃?xì)鉄嶂蹈摺h(huán)境污染小、燃?xì)庖變艋韧怀龅膬?yōu)越性，不僅適用于生物質(zhì)，而且也適用于生活垃圾、工業(yè)垃圾等固態(tài)有機(jī)氣化原料制取可燃?xì)怏w。
文檔編號(hào)C10B53/02GK101230282SQ20081001938
公開(kāi)日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2008年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月8日
發(fā)明者劉文珍 申請(qǐng)人:劉文珍