專利名稱：農(nóng)林廢棄物裂解制取可燃?xì)獾姆椒皩Ｓ醚b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可燃?xì)獾闹迫》椒皩Ｓ醚b置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種農(nóng)林廢棄物裂解制取可燃?xì)獾姆椒皩Ｓ醚b置。
背景技術(shù)：
我國每年秸稈資源的可獲得量為7億噸，折合成標(biāo)煤約為3. 5億噸，再加以往不可利用的樹木的枝、葉與果實(shí)的皮、芯、殼核、各種蒿草以及木屑、糖渣等(統(tǒng)稱為農(nóng)林廢棄物)，總量可達(dá)近20億噸，相當(dāng)于10億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。長期以來，秸稈一直是我國農(nóng)民生活的基本燃料和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)資料。在一些糧食主產(chǎn)區(qū)，秸稈被大量焚燒，不僅浪費(fèi)了寶貴的資源，還污染大氣環(huán)境，威脅交通運(yùn)輸安全、成為一個不好根治的嚴(yán)重社會問題。事實(shí)上，隨著傳統(tǒng)石化能源資源的日益緊張和氣候變化引發(fā)的對“低碳經(jīng)濟(jì)”的認(rèn)同，以秸稈為原料的現(xiàn)代能源成為新興產(chǎn)業(yè)。未來我國將有序推進(jìn)以秸稈為主要原料的生物質(zhì)能源。國家明確提出到2015年秸稈綜合利用率在80%的行動目標(biāo)，我國秸稈資源化駛?cè)肟燔嚨?。以“秸稈能源”為代表的生物質(zhì)能利用，在大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的背景下，進(jìn)入人們的視野。在當(dāng)今發(fā)展清潔能源應(yīng)對全球氣候變暖的大形勢下，秸稈迎來了一個發(fā)展現(xiàn)代能源產(chǎn)業(yè)的重大機(jī)遇。微波是一種高頻率的電磁波，其頻率范圍約在300 300000MHz (相應(yīng)的波長為 100 0. Icm)在300MHz至300GHz之間·它具有波動性、高頻性、熱特性和非熱特性四大基本特性。微波作為一種電磁波也具有波粒二象性.微波量子的能量為199X10-25 1.99X 10-22j.它與生物組織的相互作用主要表現(xiàn)為熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。微波能夠透射到生物組織內(nèi)部使偶極分子和蛋白質(zhì)的極性側(cè)鏈以極高的頻率振蕩，引起分子的電磁振蕩等作用，增加分子的運(yùn)動，導(dǎo)致熱量的產(chǎn)生。微波的特性加熱速度快、節(jié)能高效、易于控制。 與常規(guī)加熱方法比較，微波加熱的控制只要操縱功率控制旋紐，即可瞬間達(dá)到升降、開停的目的。因?yàn)樵诩訜釙r只對物體本身加熱，爐體、爐腔內(nèi)空氣幾乎不加熱，因此熱慣性極小，應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制，特別適宜于加熱過程和加熱工藝的規(guī)范和自動化控制?，F(xiàn)有專利號為CN201010274496. 3的中國專利《一種植物材料高溫制取可燃?xì)怏w裝置》，包括爐體及設(shè)置在爐體上部的物料進(jìn)口、可燃?xì)怏w出口和下部的廢料出口，所述爐體上連接有微波加熱裝置。它是采用在爐體上連接有微波加熱裝置，通過微波加熱裝置的加熱，使?fàn)t體內(nèi)部能夠快速地達(dá)到植物材料裂解氣化所需的溫度，從而制得可燃?xì)怏w，但是這種方法由于植物材料在爐體內(nèi)裂解反應(yīng)時并不是處于不完全燃燒，所以可燃?xì)怏w的產(chǎn)率不夠高，而且制得的可燃?xì)怏w含有焦油，純度不夠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種農(nóng)林廢棄物裂解制取可燃?xì)獾姆椒ǎㄟ^微波加熱并結(jié)合少量空氣與物料進(jìn)行不完全燃燒反應(yīng)，對農(nóng)林廢棄物進(jìn)行綜合利用來生產(chǎn)可燃?xì)怏w，變廢為寶，降低成本，并且可燃?xì)怏w的產(chǎn)率高、純度高，制備方法更加合理。本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)合理、并容易實(shí)施的農(nóng)林廢棄物裂解制取可燃?xì)獾膶Ｓ醚b置。本發(fā)明解決上述第一個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種農(nóng)林廢棄物裂解制取可燃?xì)獾姆椒?，其特征在于包括以下步驟1)將農(nóng)林廢棄物經(jīng)粉碎后加工成顆粒狀；2)將顆粒狀物料加入到裂解爐中，在裂解爐內(nèi)通過微波加熱源進(jìn)行點(diǎn)火加熱，使物料與少量空氣非完全燃燒條件下，進(jìn)行熱裂解反應(yīng)生成可燃?xì)怏w，非完全燃燒的條件是控制反應(yīng)剩余的炭渣占裝料量的7 (wt) % IO(Wt) % ；3)將生成的可燃?xì)怏w通過凈化、冷卻處理后輸送至儲存罐中儲存。作為優(yōu)選，所述熱裂解反應(yīng)的溫度為300°C 700°C。作為優(yōu)選，所述的農(nóng)林廢棄物包括樹木的枝、葉、竹塊、作物的秸、稈、種子、果實(shí)的皮、芯、殼、核、各種荒草、蒿草、種植草、木屑或者糖渣，所述顆粒狀物料的直徑在 0. 5-5. Ocm0作為改進(jìn)，所述步驟幻中的顆粒狀物料是通過加料機(jī)輸送至裂解爐的進(jìn)料口。最后，所述少量空氣是通過與裂解爐下部的可燃?xì)怏w出口相連通的冷卻器的真空泵進(jìn)行抽取，使?fàn)t體為了維持常壓使空氣經(jīng)裂解爐頂部的進(jìn)料口相連通的加料機(jī)吸入的。本發(fā)明解決上述第二個技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種農(nóng)林廢棄物裂解制取可燃?xì)獾膶Ｓ醚b置，包括裂解爐爐體、設(shè)置在爐體的頂部的進(jìn)料口、爐體底部的廢料出口以及可燃?xì)怏w出口，其特征在于所述爐體的上部呈行列式布置有微波加熱源，所述進(jìn)料口通過管道與加料機(jī)相連通，所述可燃?xì)怏w出口設(shè)置在爐體的下部，并通過管道依次連接有焦油凈化器及冷卻器。作為改進(jìn)，所述裂解爐采用立式裂解爐，所述加料機(jī)采用鏈斗式自動加料機(jī)，所述進(jìn)料口位于爐體頂部的中間位置，所述廢物出口處橫向地安裝有螺旋排渣機(jī)以及配合的蓋板。再改進(jìn)，所述真空泵設(shè)于冷卻器的出口端，真空泵的另一端與緩沖罐相連接，緩沖罐的出口端通過壓縮機(jī)與儲存罐相連接。進(jìn)一步改進(jìn)，所述焦油靜化器與冷卻器的進(jìn)氣口端上方分別設(shè)有使焦油得到充分吸收、混合氣體得到充分冷卻的斜板。最后，所述爐體的中部設(shè)置有溫度測量傳感器，所述溫度測量傳感器的輸出端連接到計(jì)算機(jī)的采樣端，而計(jì)算機(jī)的控制輸出端與微波加熱源相連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明基于微波加熱技術(shù)的特點(diǎn)，利用農(nóng)林廢棄物含有一定量的水分，通過微波加熱使物料整體升溫迅速達(dá)到一定溫度后，結(jié)合真空泵抽取可燃?xì)馑a(chǎn)生的負(fù)壓吸入空氣與物料發(fā)生不完全燃燒反應(yīng)(反應(yīng)剩余的炭渣占裝料量的7 % 10 % )，產(chǎn)生可燃?xì)怏w效率高，每公斤物料可以接生1. 1立方米燃?xì)?，同時提高了可燃?xì)獾臒嶂?，達(dá)到了每立方米3000多大卡，相當(dāng)于目前現(xiàn)有技術(shù)的3倍。還通過焦油凈化器、冷卻器處理，解決了焦油堵塞，提高了氣體的純度，可經(jīng)管道輸送到用戶。本發(fā)明將農(nóng)林廢棄物變廢為寶，大大降低了生產(chǎn)成本，同時減少了環(huán)境污染。并且，本發(fā)明的生產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)合理，裝料量大，裝料、出渣方便，提高了生產(chǎn)能力，微波加熱的控制只要操縱功率控制旋紐，即可瞬間達(dá)到升降、開停的目的，熱慣性極小，應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制，特別適宜于點(diǎn)火和補(bǔ)充加熱過程及自動化控制。


圖1是本發(fā)明的生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如附圖1所示，一種農(nóng)林廢棄物熱裂解制取可燃?xì)獾膶Ｓ醚b置，包括裂解爐爐體 1，所述裂解爐1采用立式裂解爐，在爐體1頂部的中間位置設(shè)有進(jìn)料口 1.1，所述進(jìn)料口
1.1通過管道與鏈斗式自動加料機(jī)2相連通，在進(jìn)料口 1. 1的上方進(jìn)料道口處設(shè)有觀察窗
2.3，在裂解爐1的下部設(shè)可燃?xì)怏w出口，并設(shè)有相應(yīng)的可燃?xì)怏w出口閥1.3，在爐體1的上部設(shè)置有微波加熱源1.2，在爐體1的底部設(shè)有炭渣出口 1.6，炭渣出口 1.6處橫向地安裝有螺旋排渣機(jī)1. 5以及配合的蓋板；所述微波加熱源1. 2采用呈現(xiàn)行列式點(diǎn)陣布置的，便于對裂解爐作均勻地加熱，對應(yīng)于各個微波加熱源1. 2設(shè)置有溫度測量傳感器，各個溫度測量傳感器的輸出連接到計(jì)算機(jī)的采樣端，而計(jì)算機(jī)的控制輸出端連接到各個微波加熱源 1. 2 ；所述可燃?xì)怏w出口閥1. 3通過管道依次連接焦油凈化器3、冷卻器4，所述焦油靜化器 3與冷卻器4的進(jìn)氣口端3. 1、4. 5上方分別設(shè)有使焦油得到充分吸收、混合氣體得到充分冷卻的斜板3. 2、4. 3，冷卻器4的出口閥4. 4連接真空泵5，真空泵5的另一端與緩沖罐6相連接，緩沖罐6的兩端設(shè)有進(jìn)口閥6. 1及出口閥6. 2，其中出口閥6. 2 —端接壓縮機(jī)7與儲存罐8相連接。一種農(nóng)林廢棄物熱裂解制取可燃?xì)獾姆椒ǎ唧w步驟為將農(nóng)林廢棄物用粉碎機(jī)粉碎后經(jīng)制粒機(jī)制成直徑為0. 5-5cm的顆粒，經(jīng)鏈斗式自動加料機(jī)加料口 2. 2由料斗2. 1輸送至裂解爐1的進(jìn)料口 1. 1，當(dāng)進(jìn)料道口觀察窗2. 3有物料堆積時，物料已經(jīng)充滿爐體1。在常壓下啟動行列式布置的微波加熱源1. 2，當(dāng)溫度升至100攝氏度時，水蒸氣開始排出，同時開啟裂解爐的可燃?xì)獬隹陂y1. 3、冷卻器4的可燃?xì)怏w出口閥4. 4及真空泵排空閥，同時啟動真空泵5，裂解爐1為了維持常壓狀態(tài)使空氣經(jīng)鏈斗式自動加料機(jī)2的加料口 2. 2進(jìn)入裂解爐的爐體1內(nèi)與物料發(fā)生不完全燃燒反應(yīng)，從而使?fàn)t溫以更快的速度升高。當(dāng)爐體1內(nèi)溫度升至150攝氏度時，物料開始熱裂解，關(guān)閉真空泵5排空閥，加大真空泵5抽氣速度，通過控制真空泵抽氣速度控制反應(yīng)溫度在300°C 700°C間，同時可關(guān)閉微波加熱源1. 2，物料熱裂解可持續(xù)進(jìn)行，所產(chǎn)可燃?xì)饨?jīng)焦油凈化器3的進(jìn)口 3. 1通過斜板3. 2充分去除焦油后由焦油凈化器出口管3. 3進(jìn)入冷卻器4 (當(dāng)冷卻器4溫度升到90攝氏度時，啟動冷卻循環(huán)泵4. 2經(jīng)換熱管4. 1迅速降溫至80攝氏度以下)，經(jīng)斜板4. 3充分吸收混合氣的中水蒸氣后經(jīng)冷卻器出口閥4. 4由真空泵5輸送到緩沖罐6，緩沖罐出口閥6. 2 接壓縮機(jī)7經(jīng)可燃?xì)鈨Υ婀捱M(jìn)口閥8. 1輸送至可燃?xì)鈨Υ婀?。當(dāng)裂解爐內(nèi)溫度升至500攝氏度時，不完全燃燒反應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài)，繼續(xù)升溫至 700攝氏度時，基本炭灰化完畢，并控制反應(yīng)剩余的炭渣占裝料量的7 (wt) % IO(Wt) %。當(dāng)時溫度回落到500攝氏度時，物料裂解基本氣化完全，當(dāng)溫度回落至300攝氏度時，物料氣化完全，關(guān)閉緩沖罐進(jìn)口閥6. 1與壓縮機(jī)7同時開啟真空泵排空閥，使?fàn)t體迅速冷卻。 裂解爐冷卻至100攝氏度時，可關(guān)閉裂解爐可燃?xì)獬隹陂y1. 3，打開裂解爐底部蝶閥1. 4及殘?jiān)隹?1. 6及蓋板，啟動螺旋排渣機(jī)1. 5 (1. 7為螺旋排渣機(jī)電機(jī))，使?fàn)t體1內(nèi)的炭渣全部排出。
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)林廢棄物裂解制取可燃?xì)獾姆椒?，其特征在于包括以下步驟1)將農(nóng)林廢棄物經(jīng)粉碎后加工成顆粒狀；2)將顆粒狀物料加入到裂解爐中，在裂解爐內(nèi)通過微波加熱源進(jìn)行點(diǎn)火加熱，使物料與空氣非完全燃燒條件下，進(jìn)行熱裂解反應(yīng)生成可燃?xì)怏w，非完全燃燒的條件是控制反應(yīng)剩余的炭渣占裝料量的7 (wt) % IO(Wt) % ；3)將生成的可燃?xì)怏w通過凈化、冷卻處理后輸送至儲存罐中儲存。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述熱裂解反應(yīng)的溫度為300°C 700°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的農(nóng)林廢棄物包括樹木的枝、葉、竹塊、作物的秸、稈、種子、果實(shí)的皮、芯、殼、核、各種荒草、蒿草、種植草、木屑或者糖渣，所述顆粒狀物料的直徑在0. 5-5. Ocm0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟幻中的顆粒狀物料是通過加料機(jī)輸送至裂解爐的進(jìn)料口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述空氣是通過與裂解爐下部的可燃?xì)怏w出口相連通的冷卻器的真空泵進(jìn)行抽取，使?fàn)t體為了維持常壓將空氣經(jīng)裂解爐頂部的進(jìn)料口相連通的加料機(jī)吸入的。
6.一種農(nóng)林廢棄物裂解制取可燃?xì)獾膶Ｓ醚b置，包括裂解爐爐體、設(shè)置在爐體的頂部的進(jìn)料口、爐體底部的廢料出口以及可燃?xì)怏w出口，其特征在于所述爐體的上部呈行列式布置有微波加熱源，所述進(jìn)料口通過管道與加料機(jī)相連通，所述可燃?xì)怏w出口設(shè)置在爐體的下部，并通過管道依次連接有焦油凈化器及冷卻器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的專用裝置，其特征在于所述裂解爐采用立式裂解爐，所述加料機(jī)采用鏈斗式自動加料機(jī)，所述進(jìn)料口位于爐體頂部的中間位置，所述廢物出口處橫向地安裝有螺旋排渣機(jī)以及配合的蓋板。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的專用裝置，其特征在于所述真空泵設(shè)于冷卻器的出口端，真空泵的另一端與緩沖罐相連接，緩沖罐的出口端通過壓縮機(jī)與儲存罐相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的專用裝置，其特征在于所述焦油靜化器與冷卻器的進(jìn)口端上方分別設(shè)有使焦油得到充分吸收、混合氣體得到充分冷卻的斜板。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的專用裝置，其特征在于所述爐體的中部設(shè)置有溫度測量傳感器，所述溫度測量傳感器的輸出端連接到計(jì)算機(jī)的采樣端，所述計(jì)算機(jī)的控制輸出端與微波加熱源相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種農(nóng)林廢棄物裂解制取可燃?xì)獾姆椒捌鋵Ｓ醚b置，其特征在于將農(nóng)林廢棄物粉碎再制粒后加入到裂解爐中，采取微波點(diǎn)火與少量空氣進(jìn)行非完全燃燒條件下熱裂解反應(yīng)生產(chǎn)可燃?xì)怏w；所述專用裝置包括爐體、設(shè)置在爐體的頂部的進(jìn)料口以及爐體底部的廢料出口和可燃?xì)怏w出口，其特征在于所述爐體的上部呈行列式布置有微波加熱源，所述進(jìn)料口通過管道與加料機(jī)相連通，所述可燃?xì)怏w出口設(shè)置在爐體的下部，并通過管道依次連接有焦油凈化器及冷卻器。本發(fā)明基于微波加熱技術(shù)的特點(diǎn)，結(jié)合真空泵抽取可燃?xì)馑a(chǎn)生的負(fù)壓吸入空氣與物料發(fā)生不完全燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生可燃?xì)怏w效率高，提高了生產(chǎn)能力。
文檔編號C10J3/72GK102399596SQ201110065190
公開日2012年4月4日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者張崇博 申請人:深圳市眾冠生物能源科技有限公司