專利名稱：生物質(zhì)氣化裝備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及含碳物料的干餾生產(chǎn)燃?xì)?，尤其涉及一種生物質(zhì)氣化裝備。
背景技術(shù)：
能源是世界人類社會經(jīng)濟發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是生產(chǎn)力發(fā)展的主要動力 源泉。世界經(jīng)濟發(fā)展充分表明能源的增長速度與GNP同步增長，呈正相關(guān)。
戰(zhàn)后50 70年代世界資本主義經(jīng)濟大發(fā)展與充足的廉價能源供給，特別是石油 供給密切相關(guān)。為此，能源供給引起世界的普遍關(guān)注。
世界能源問題對世界各國的影響也不盡相同。世界各國根據(jù)各自的國情采 取相應(yīng)的對策和措施，力求緩和能源問題。如調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)，避免單一化; 積極開發(fā)新能源，發(fā)展海上新石油基地，使能源消費日益走向多元化；以及從 多方面開展節(jié)能研究和采取有力措施等。
生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源，它是僅次于煤炭、石油和天然 氣而居于世界能源消費總量第四位的能源，在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。 開發(fā)利用生物質(zhì)能可再生能源對于建立可持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)，促進(jìn)國民經(jīng)濟 發(fā)展和環(huán)境保護(hù)具有重大意義。
現(xiàn)有的生物質(zhì)氣化裝備利用無需加工的生物質(zhì)燃料，包括農(nóng)業(yè)廢棄物及有 機垃圾作為原料，經(jīng)厭氧燃燒，高溫裂解，產(chǎn)生可燃性混合氣體，供給農(nóng)村居 民炊事、燒水、取暖等日常生活使用，具有經(jīng)濟、便捷、實用等特點，但是， 由于其結(jié)構(gòu)簡陋、設(shè)計不合理，存在著諸多的缺陷，如排煙時間長、污染環(huán)境、 沒有過濾或過濾不徹底造成輸氣管路及爐頭堵塞、只能間歇使用，不便于燃?xì)?的儲運輸送，更不便于多戶聯(lián)網(wǎng)或大面積推廣應(yīng)用。目前來說，阻礙生物質(zhì)能 發(fā)展面臨最困難的問題是提取木焦油；另者，任何一種氣體都可壓縮，但可燃 氣體有易燃易爆的特點，所以燃?xì)獾膬Υ婧蛡鬏斣O(shè)備要求同時具有防爆和對氣 體進(jìn)行壓縮的雙重功能。
專利申請CN101307238《生物質(zhì)氣化裝置》和CN101302430《用農(nóng)作物廢棄 物及有機垃圾制備燃?xì)獾姆椒ā贩謩e公開了一種生物質(zhì)氣化裝置和生物質(zhì)氣化 工藝，其整套裝置在封閉狀態(tài)下相互連接，以天然的農(nóng)作物廢棄物及有機垃圾 為原料，通過多種生物質(zhì)能源的能量轉(zhuǎn)換，形成了清潔環(huán)保的高效能源，低成本、易推廣，并且可謂取之不盡、用之不竭的綠色能源。 然而，其設(shè)計仍然存在著一些不盡人意之處
前述專利以防爆空氣壓縮機作為生成燃?xì)庠谡麄€裝置中流動的動力，和作 為純凈氣體被壓縮的動力；在真空泵的抽力作用下，含有雜質(zhì)的燃?xì)饨?jīng)過一道 道的沉降和過濾的操作之后，仍不可避免地含有少量的木焦油，由于其比重大， 粘性高，在燃?xì)怆S后經(jīng)過空氣壓縮機時，自然會粘結(jié)于空氣壓縮機的內(nèi)壁和壓 環(huán)上，必須及時清理，否則時間一長，空氣壓縮機的工作效率必然降低；從而 使整套裝置的氣化效率大大降低。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型旨在公開一套生物質(zhì)氣化裝備，集燃?xì)獾漠a(chǎn)生、過濾、儲運輸 送于一體，結(jié)構(gòu)更緊湊，工藝更簡單，高效和便捷， 一方面能夠獲得更高純度、 更清潔、無污染的燃?xì)?，另一方面保證了燃?xì)獾倪B續(xù)使用，進(jìn)一步降低了維護(hù) 成本，因而更具實用意義和推廣價值。
本實用新型的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的
一種生物質(zhì)氣化裝備，包括鼓風(fēng)機、氣體發(fā)生器、氣體緩沖罐I、過濾系統(tǒng)、 水環(huán)壓縮機、氣水分離器、壓力容器及用戶端的輸送管網(wǎng)，
其特征在于還包括水環(huán)壓縮機和氣水分離器；所述水環(huán)壓縮機配有壓力 平衡管、水封；
所述鼓風(fēng)機連通于氣體發(fā)生器的底部，所述氣體發(fā)生器、氣體緩沖罐、過 濾系統(tǒng)、水環(huán)壓縮機、氣水分離器、壓力容器之間通過輸氣管路依次相連，壓 力容器則通過減壓閥與用戶端輸氣管網(wǎng)相連接；
所述壓力平衡管一端連接水環(huán)壓縮機進(jìn)氣端的輸氣管路，另一端連接氣水 分離器的出氣端的輸氣管路；
所述氣水分離器設(shè)有排水閥和液位計。
所述的過濾系統(tǒng)包括水過濾器、噴淋罐和干式過濾器，在所述噴淋罐和干 式過濾器之間還連接有氣體緩沖罐II，從所述水過濾器、噴淋罐、氣體緩沖罐 II直到干式過濾器通過輸氣管路依次相連通；所述的水過濾器、氣體緩沖罐II 和干式過濾器的底部分別設(shè)有排污閥。
為進(jìn)一步提高過濾效果，而又保證裝備結(jié)構(gòu)緊湊，工藝簡單，所述氣水分 離器內(nèi)部靠上水平安裝有過濾網(wǎng)，其進(jìn)氣口設(shè)于所述過濾網(wǎng)以下。更佳的一種方案將所述氣水分離器內(nèi)的過濾網(wǎng)為設(shè)計為漏斗型。
所述水環(huán)壓縮機的排氣量范圍是90m7h 1800m7h，最大工作壓力為0.6 MPa-0. 8 MPa。
使用前述的生物質(zhì)氣化裝備進(jìn)行生物質(zhì)氣化的工藝，包括如下工藝步驟
(1) 燃?xì)馍梢远喾N農(nóng)作物廢棄物及有機垃圾為原料，干燥至含水率《 20%，在鼓風(fēng)機的作用下進(jìn)行缺氧燃燒，，產(chǎn)生含有CO、 H2、 CH4、 CA的可燃?xì)怏w 及霧狀木焦油氣；
(2) 燃?xì)獾膬艋^濾在水環(huán)壓縮機的抽力作用下，生成的燃?xì)獾冉?jīng)輸氣 管路進(jìn)入氣體緩沖罐I中，自動降溫并發(fā)生雜質(zhì)的沉降，再由輸氣管路進(jìn)入水 過濾錄中，燃?xì)庵械母鞣N雜質(zhì)包括灰塵及木焦油被吸附和沉降下來，繼而進(jìn)入
水噴淋灌內(nèi)進(jìn)一歩洗除雜質(zhì)；然而進(jìn)入氣體緩沖罐n內(nèi)再次進(jìn)行沉降處理后，
由輸氣管路進(jìn)入干式過濾器中進(jìn)行過濾和干燥；同時定期進(jìn)行排污和排水處理；
(3) 燃?xì)獾膲嚎s存儲凈化后的燃?xì)庠谒h(huán)壓縮機的作用下經(jīng)氣水分離器 進(jìn)行氣水分離和再次干式過濾，被壓縮存儲入壓力容器中；所述水環(huán)壓縮機的 排氣量范圍是90m7h 1800m7h，最大工作壓力為0. 6 MPa;氣水分離器根據(jù)其 液位計的顯示進(jìn)行不間斷排水；
所產(chǎn)生的燃?xì)獾牧鲃涌克h(huán)壓縮機的抽力來實現(xiàn)，所述水環(huán)壓縮機一方面 對完成過濾后的燃?xì)庥谐榱Φ淖饔?，另一方面將所述燃?xì)鈮嚎s后裝入所述的壓 力容器中，以便于燃?xì)獾氖占蛢\，當(dāng)所述水環(huán)壓縮機不工作的情況下，截 止閥和單向閥分別或共同起到阻止純凈燃?xì)庀蜻^濾系統(tǒng)倒流的作用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是顯而易見的
本實用新型采用水環(huán)壓縮機作為燃?xì)鈧鬏敽蛪嚎s的動力設(shè)備，由于水環(huán)壓 縮機帶水工作的特點，由循環(huán)水對其內(nèi)部間隙進(jìn)行密封，凈化后的燃?xì)怆m帶有 微量木焦油，但所述微量的木焦油會進(jìn)入所述循環(huán)水中，并被循環(huán)水帶出水環(huán) 壓縮機外，從而防止了木焦油沉淀粘結(jié)于水環(huán)壓縮機內(nèi)壁，大大減少了維護(hù)成 本，氣化工藝更平穩(wěn)可靠；
另一方面，由于水環(huán)壓縮機壓縮氣體是采用水循環(huán)工作，因而具有更好的 防爆性能，用于抽出燃?xì)庖哺鼮榘踩?；而且，由于沒有排氣閥及摩擦表面，故 可抽出帶塵埃的氣體、可凝性氣休和氣水混合物；其轉(zhuǎn)動件和固定件之間的密 封可直接由水封來完成，密封性極好；同時，水環(huán)壓縮機結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，占地面積也小，泵的轉(zhuǎn)數(shù)較高，一般可 與電動機直聯(lián),無須減速裝置，故用小的結(jié)構(gòu)尺寸，可獲得大的排氣量，本方案中
水環(huán)壓縮機的排氣量范圍是90m7h 1800m7h。
總之，本套生物質(zhì)氣化裝備及氣化工藝，集燃?xì)獾纳?、凈化過濾及壓縮 儲運于一體，結(jié)構(gòu)更合理更緊湊，占地面積小，工藝更為簡單、高效和安全， 獲得純度更高、更清潔無污染的燃?xì)猓绕涫墙鉀Q了木焦油的分離問題，從而 有效地防止了管道內(nèi)的腐蝕、堵塞及環(huán)境污染的問題，符合節(jié)能減排的環(huán)保要 求；從而有效保證了燃?xì)獾倪B續(xù)供應(yīng)，減小了維護(hù)時間，降低了生產(chǎn)成本，氣 化效率達(dá)到95%，燃?xì)鉄嶂颠_(dá)1661kcal/m3。


圖1為本裝備的流程示意圖。圖中，
1、 上料器
2、 氣體發(fā)生器
3、 鼓風(fēng)機
4、 氣體緩沖器I
5、 水過濾器
6、 噴淋罐
7、 氣體緩沖罐工I
8、 干式過濾器
9、 水環(huán)壓縮機
10、 壓力平衡管
11、 氣水分離器
12、 排煙閥
13， 14， 16， 17、 排污閥 15、循環(huán)泵
18、 排水閥
19、 液位計具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步的具體說明
所述的生物質(zhì)氣化裝備，如圖1所示，包括氣體發(fā)生器2 —個，其爐體高
1500mm，直徑1200腿，爐膛內(nèi)缺氧室高1200腿，內(nèi)徑800mm;氣體緩沖器兩個 4、 7，分別置于氣體發(fā)生器2的出口管道上及水噴淋過濾6的出口管道上；水 過濾器5、噴淋罐6、干式過濾器8各一個，1. 5KW的鼓風(fēng)機3、水環(huán)壓縮機9 和氣水分離器11各一臺，水環(huán)壓縮機配有壓力平衡管10，所述壓力平衡管10 一端連接水環(huán)壓縮機9進(jìn)氣端的輸氣管路，另一端連接氣水分離器ll的出氣端 的輸氣管路；所述氣水分離器11設(shè)有排水閥18和液位計19;還包括截止閥、 單向閥若干、壓力容器和用戶端輸送管網(wǎng)；所述的氣體發(fā)生器2的爐膛外圍有 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，其進(jìn)水口和出水口分別位于氣體發(fā)生器的下部和上部；氣體 發(fā)生器2、氣體緩沖罐I 4和壓力容器上分別安裝有安全閥，緩沖罐14、水過 濾器5、緩沖罐II 7、干式過濾器8及壓力容器的底部均安裝排污閥；緩沖罐 I的出口端通過三通管， 一端接入排煙闊12， 一端接入水過濾器5下部；各連 接部位間隔基本在300mm左右。本套裝備亦可依據(jù)實際需要而進(jìn)入相應(yīng)的設(shè)定。
整套裝備集可燃?xì)怏w的產(chǎn)生、凈化、包裝及儲運輸送于一體，其工藝流程 如下
(1) 裝入生物質(zhì)燃料將含水量不大于20%的農(nóng)作物廢棄物或有機垃圾裝 入氣體發(fā)生器的爐內(nèi)，并通過壓盤壓實；
所述的農(nóng)作物廢棄物包括玉米秸稈、水稻秸稈、小麥稈、花生殼、大豆桿、 瓜子殼及生物雜草、樹葉、樹枝等；所述有機垃圾包括比如舊報紙、紙盒、用 過的方便筷子、廢紙、廢麻布、廢舊手套等，各種混合物含水量要求在20%以下， 并以含水量在18%以下為最佳燃料；
(2) 厭氧燃燒、并產(chǎn)生可燃?xì)怏w燃料點燃后在整套氣體發(fā)生裝備密封的
前提下，用鼓風(fēng)機向氣體發(fā)生器內(nèi)吹入空氣，引發(fā)爐內(nèi)厭氧燃燒，并不斷形成
C0、 H2、 CH4、 C2H6、 CnHm等混合燃?xì)猓煌瑫r使用電機帶動水環(huán)壓縮機從另一端配 合向里抽氣，促使氣體流動；
(3) 過濾凈化、脫除木焦油、粉塵等，以獲得干燥、純凈的燃?xì)夤艿乐?的燃?xì)馐紫冗M(jìn)入水過濾器過濾，并在噴淋罐再次凈化；隨之經(jīng)緩沖罐II，再被 抽入干式過濾器，經(jīng)過干式過濾、各種網(wǎng)據(jù)過濾吸附層、過濾棉和350目鋼網(wǎng) 的層層過濾吸附，并在干式過濾器的進(jìn)氣口和出氣口分別設(shè)置了 350目的鋼網(wǎng)，
7進(jìn)一步提高過濾的的效果；
(4)燃?xì)饧訅貉b罐經(jīng)前述過濾凈化及去濕后的燃?xì)馔ㄟ^水環(huán)壓縮機壓入
壓力容器中，其工作壓力范圍為O. lMPa 0.6MPa;以90m3的壓力容器為例，當(dāng) 水環(huán)壓縮機5的工作壓力為0. 3MPa時，壓力容器的工作壓力也為0. 3MPa，則容 器內(nèi)存儲的氣體為270m3;當(dāng)水環(huán)壓縮機5的工作壓力為0.6MPa時，壓力容器 的工作壓力為0. 6MPa，則容器內(nèi)存儲的氣體為540m3。
最后，壓力容器內(nèi)的燃?xì)饨?jīng)減壓閥減壓至小于0.1MPa后，送入輸氣管道， 進(jìn)入輸氣管道的燃?xì)庾詈筮M(jìn)入用戶輸氣管道，用戶輸氣管壓力再次經(jīng)過減壓閥 減壓至3000Pa，然后直接供給灶具使用，并可保證連續(xù)供氣的需要。
簡言之，整套裝備可通俗地理解為鼓風(fēng)機將空氣帶入氣體發(fā)生器，生物 質(zhì)燃料在氣體發(fā)生器內(nèi)發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，形成可燃?xì)怏w，并經(jīng)水浴法、干式過濾 等層層高效過濾系統(tǒng)作用后，在水環(huán)壓縮機的機的作用下，將氣體裝入一定壓 強的壓力容器中，使用時再經(jīng)減壓處理，通過用戶端輸送管網(wǎng)，將清潔、純凈 的燃?xì)馑椭劣脩舳藸t灶。由于本套裝備過濾充分高效，最終形成的燃?xì)馊紵龝r 看到的火焰為純凈的天藍(lán)色。
氣體發(fā)生器所產(chǎn)出的燃?xì)?，?jīng)過過濾器的過濾，達(dá)到凈化和降溫的目的， 燃?xì)獾牧鲃涌克h(huán)壓縮機的抽力來實現(xiàn)，經(jīng)水環(huán)壓縮機壓縮后進(jìn)入氣水分離器 進(jìn)行氣水分離后送入儲氣罐。儲氣罐中的燃?xì)庖３趾愣ǖ膲簭?，壓強值的?小要保證最遠(yuǎn)用戶灶具的壓力，受壓容器的壓力小于0. lMPa左右將最遠(yuǎn)距離的 位置送氣大小控制在一定壓力下。
氣體發(fā)生器中產(chǎn)生的燃?xì)庠跔t中自下而上流動，在氧化層、還原層產(chǎn)生的 焦油，能熱裂解成小分子量的氣體，所以出爐的燃?xì)庵薪褂秃勘容^少，再經(jīng) 過各種過濾和水氣分離后，運行可靠，產(chǎn)氣量與用氣量匹配合理，原料用量少， 無需添加任何添加劑，熱值高達(dá)1661kcal/m3，每公斤燃料能轉(zhuǎn)換可燃?xì)怏w達(dá) 2. 0M3?？蓾M足上千戶吃飯用的爐灶不間斷的連續(xù)供氣。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護(hù)范 圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型披露的技術(shù)范 圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案及其實用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都 應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種生物質(zhì)氣化裝置，包括鼓風(fēng)機、氣體發(fā)生器、氣體緩沖罐I、過濾系統(tǒng)、壓力容器及用戶端的輸送管網(wǎng)，其特征在于還包括水環(huán)壓縮機和氣水分離器；所述水環(huán)壓縮機配有壓力平衡管；所述鼓風(fēng)機連通于氣體發(fā)生器的底部，所述氣體發(fā)生器、氣體緩沖罐、過濾系統(tǒng)、水環(huán)壓縮機、氣水分離器、壓力容器之間通過輸氣管路依次相連，壓力容器則通過減壓閥與用戶端輸氣管網(wǎng)相連接；所述壓力平衡管一端連接水環(huán)壓縮機進(jìn)氣端的輸氣管路，另一端連接氣水分離器的出氣端的輸氣管路；所述氣水分離器設(shè)有排水閥和液位計。
2、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物質(zhì)氣化裝備，其特征在于所述的過濾系統(tǒng) 包括水過濾器、噴淋罐和干式過濾器，在所述噴淋罐和干式過濾器之間還連接 有氣體緩沖罐n，從所述水過濾器、噴淋罐、氣體緩沖罐II直到干式過濾器通 過輸氣管路依次相連通；所述的水過濾器、氣體緩沖罐II和干式過濾器的底部 分別設(shè)有排污閥。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物質(zhì)氣化裝備，其特征在于所述氣水分離器內(nèi)部靠上水平安裝有過濾網(wǎng)，其進(jìn)氣口設(shè)于所述過濾網(wǎng)以下。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物質(zhì)氣化裝備，其特征在于: 所述氣水分離器內(nèi)的過濾網(wǎng)為漏斗型。
5、 據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的生物質(zhì)氣化裝備，其特征在于 所述水環(huán)壓縮機的排氣量范圍是90m7h 1800m7h，最大工作壓力為0.6MPa。
專利摘要本實用新型涉及一種生物質(zhì)氣化裝備，包括鼓風(fēng)機、氣體發(fā)生器、氣體凈化裝置、壓力容器和用戶端輸氣管網(wǎng)，其特征在于還包括水環(huán)壓縮機、氣水分離器。本實用新型將低熱值的生物質(zhì)原料和廢棄物轉(zhuǎn)化為高熱值的清潔環(huán)保的生物質(zhì)燃?xì)?，結(jié)構(gòu)更合理更緊湊，占地面積小，工藝更為簡單、高效和安全，獲得純度更高、更清潔無污染的燃?xì)?，尤其是解決了木焦油的分離問題，從而有效地防止了管道內(nèi)的腐蝕、堵塞及環(huán)境污染的問題，其應(yīng)用廣泛，尤其是使農(nóng)村的生物質(zhì)廢棄物盡快實現(xiàn)燃?xì)饣⒐艿阑?，讓農(nóng)村的老百姓和城里人一樣使用上清潔便利的燃?xì)狻?br> 文檔編號C10B53/00GK201317759SQ20082023209
公開日2009年9月30日 申請日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者瑜 張, 張建超 申請人:張建超;張 瑜