專利名稱：生物質(zhì)制合成氣的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制氣裝置，特別涉及一種生物質(zhì)制合成氣的裝置及方法。
背景技術(shù)：
植物生物質(zhì)(包括鋸末、木柴，野草，松針樹(shù)葉，作物秸桿，牛羊畜糞，食用菌渣)中的碳元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為40%，其次為氫、氮、氧、鎂、硅、磷、鉀、鈣等元素。植物秸桿的有機(jī)成分以纖維素、半纖維素為主，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%。這些生物質(zhì)原料，在缺氧條件下加熱，使之發(fā)生復(fù)雜的熱化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，此過(guò)程實(shí)質(zhì)是植物生物質(zhì)中的碳、氫、氧等元素的原子，在反應(yīng)條件下按照化學(xué)鍵的成鍵原理，變成一氧化碳、甲烷、氫氣等可燃性氣體的分子，這樣植物生物質(zhì)中的大部分能量就轉(zhuǎn)移到這些氣體中。
現(xiàn)有的技術(shù)一般采用爐內(nèi)燃燒的方式制取燃?xì)?，工藝方法氣化效率低，氣化過(guò)程中的有害成分不能完全轉(zhuǎn)化，容易產(chǎn)生大量焦油、二噁英等有害物質(zhì)，造成環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)化率高，不產(chǎn)生焦油、二噁英等有害物質(zhì)，高溫、缺氧、生物質(zhì)制合成氣的裝置。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的生物質(zhì)制合成氣的裝置包括燃燒爐、裂解爐，燃燒爐的爐壁至少一部分設(shè)在裂解爐內(nèi)或燃燒爐與裂解爐共用一部分爐壁，燃燒爐、裂解爐相對(duì)獨(dú)立，所述的燃?xì)夤堋⒅硷L(fēng)管、點(diǎn)火裝置均接入燃燒爐內(nèi)，裂解爐設(shè)有進(jìn)料口、及設(shè)在所述進(jìn)料口處的密閉閘門(mén)、集氣管，集氣管一端接入裂解爐內(nèi)。還可以，生物質(zhì)制合成氣裝置還包括收氣裝置，收氣裝置包含冷卻器、集氣柜，冷卻器、集氣柜串聯(lián)；集氣管另一端接入冷卻器，所述裂解爐與冷卻器通過(guò)集氣管連接。還可以，生物質(zhì)制合成氣裝置還包括余熱回收器，余熱回收器包含余熱回收室，及連接在所述余熱回收室上引風(fēng)機(jī)，空氣送風(fēng)機(jī)，余熱回收室與燃燒爐連通。還可以，裂解爐底部設(shè)有排尾料出口、及所述排尾料出口處設(shè)有的開(kāi)關(guān)。還可以，收氣裝置中的冷卻器、集氣柜之間設(shè)有氣體過(guò)濾器。還可以，助燃風(fēng)管從余熱回收器的余熱回收室中穿過(guò)并接入燃燒爐內(nèi)。還可以，氣體過(guò)濾器與集氣柜之間依次設(shè)有流量計(jì)、負(fù)壓計(jì)、氣體分析儀、吸氣風(fēng)機(jī)。 進(jìn)一步講，燃燒爐設(shè)置于裂解爐內(nèi)。進(jìn)一步講，燃燒爐左或右二邊爐壁分別與一個(gè)裂解爐爐壁相接并共用一部分爐壁。利用生物質(zhì)制合成氣的裝置制氣的方法
第一步通過(guò)燃?xì)夤?、通風(fēng)管向燃燒爐內(nèi)注入燃燒氣體并通過(guò)點(diǎn)火裝置點(diǎn)火，燃燒爐熱量通過(guò)燃燒爐爐壁傳導(dǎo)到裂解爐內(nèi)并加熱裂解爐，使?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)到900-1200°C ；
第二步通過(guò)進(jìn)料口向裂解爐添加生物質(zhì)原料，并密閉密閉閘門(mén)，使裂解爐呈相對(duì)封閉的環(huán)境，裂解爐內(nèi)密封其內(nèi)氧氣有限，生物質(zhì)原料在高溫、絕氧條件下發(fā)生熱解，產(chǎn)生大量一氧化碳、甲燒、氫氣等合成氣；
第三步通過(guò)集氣管收集裂解爐內(nèi)產(chǎn)生的一氧化碳、甲烷、氫氣等合成氣。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于燃燒爐的爐壁至少一部分設(shè)在裂解爐內(nèi)或燃燒爐與裂解爐共用一部分爐壁，燃燒爐、裂解爐相對(duì)獨(dú)立，裂解爐設(shè)有進(jìn)料口、及設(shè)在所述進(jìn)料口處的密閉閘門(mén)，燃燒爐通過(guò)燃?xì)夤芡ㄈ肴紵龤?，通過(guò)助燃風(fēng)管通入空氣、通過(guò)點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃燃燒爐內(nèi)的燃燒氣，燃燒爐內(nèi)溫度通過(guò)燃燒爐爐壁伸入裂解爐內(nèi)部部分或與裂解爐共用部分把熱量轉(zhuǎn)導(dǎo)給裂解爐內(nèi)，使裂解爐的內(nèi)溫度上升到900-1200 V，把生物質(zhì)原料通過(guò)進(jìn)料口投入裂解爐關(guān)閉密閉閘門(mén)使裂解爐相對(duì)密閉，生物質(zhì)原料在裂解裝爐內(nèi)絕氧的環(huán)境下發(fā)生熱解反應(yīng)產(chǎn)生的含大量一氧化碳、甲烷、氫氣等合成氣，此過(guò)程中因絕氧和高溫不會(huì)產(chǎn)生焦油、二噁英等有害物質(zhì)，合成氣通過(guò)集氣管排出裂解爐；通過(guò)集氣管排出的合成氣經(jīng)過(guò)收氣裝置的冷卻器冷卻進(jìn)入集氣柜便于收集清潔的合成氣，或合成氣通過(guò)冷卻器后再經(jīng)過(guò)氣體過(guò)濾器、流量計(jì)、負(fù)壓計(jì)、氣體分析儀、吸氣風(fēng)機(jī)進(jìn)入集氣柜，便于計(jì)算進(jìn)入集氣柜的合成氣的流量、了解吸氣風(fēng)機(jī)的工作效率、分析進(jìn)入集氣柜合成氣的成份；余熱回收器包含余熱回收室，及連接在所述余熱回收室上引風(fēng)機(jī)，空氣送風(fēng)機(jī)，余熱回收室與燃燒爐連通，燃燒爐內(nèi)的·煙氣在余熱回收器的余熱回收室上引風(fēng)機(jī)的作用下，與助燃風(fēng)管里送風(fēng)機(jī)送入的冷空氣進(jìn)行熱交換后排空，預(yù)熱后的空氣進(jìn)入燃燒爐，改善燃燒工況；燃燒爐設(shè)置于裂解爐內(nèi)，燃燒爐通過(guò)其爐壁給裂解爐內(nèi)傳熱效率更高，燃燒爐爐壁左右二邊爐壁分別與一個(gè)裂解爐爐壁相接并共用一部分爐壁，一臺(tái)燃燒爐可以同時(shí)給二臺(tái)裂解爐供熱，生產(chǎn)合成氣的效率更高。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖I是本發(fā)明實(shí)施例示意圖。圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，生物質(zhì)制合成氣的裝置包括燃燒爐I、裂解爐2、收氣裝置3、余熱回收器20，燃燒爐I設(shè)置于裂解爐2內(nèi)，燃燒爐I、裂解爐2相對(duì)獨(dú)立，燃?xì)夤?、助燃風(fēng)管5、點(diǎn)火裝置6均接入燃燒爐I內(nèi)，裂解爐2設(shè)有進(jìn)料口 7、及設(shè)在進(jìn)料口 7處的密閉閘門(mén)8、集氣管9，裂解爐2底部設(shè)有排尾料出口 13、及排尾料出口 13處設(shè)有的開(kāi)關(guān)14，集氣管9 一端接入裂解爐2內(nèi)；收氣裝置3包含冷卻器10、集氣柜11，冷卻器10、集氣柜11串聯(lián)；集氣管9另一端接入冷卻器10，裂解爐2與冷卻器10通過(guò)集氣管9連接，收氣裝置3中的冷卻器10、集氣柜11之間設(shè)有氣體過(guò)濾器15，氣體過(guò)濾器15與集氣柜11之間依次設(shè)有流量計(jì)16、負(fù)壓計(jì)17、氣體分析儀18、吸氣風(fēng)機(jī)19 ;余熱回收器10包含余熱回收室20，及連接在所述余熱回收室20上引風(fēng)機(jī)12，空氣送風(fēng)機(jī)22 ;余熱回收室21與燃燒爐I連通，通風(fēng)管5從余熱回收器20的余熱回收室21中穿過(guò)并接入燃燒爐I內(nèi)。如圖2所示，生物質(zhì)合成氣的裝置包括燃燒爐I、裂解爐2、收氣裝置3、余熱回收器20，燃燒爐I左或右二邊爐壁與一個(gè)裂解爐2爐壁相接并共用一部分爐壁，燃燒爐I、裂解爐2相對(duì)獨(dú)立，燃?xì)夤?、助燃風(fēng)管5、點(diǎn)火裝置6均接入燃燒爐I內(nèi)，裂解爐2設(shè)有進(jìn)料口7、及設(shè)在進(jìn)料口 7處的密閉閘門(mén)8、集氣管9，裂解爐2底部設(shè)有排尾料出口 13、及排尾料出口 13處設(shè)有的開(kāi)關(guān)14，集氣管9 一端接入裂解爐2內(nèi)；收氣裝置3包含冷卻器10、集氣柜11，冷卻器10、集氣柜11串聯(lián)；集氣管9另一端接入冷卻器10，裂解爐2與冷卻器10通過(guò)集氣管9連接，收氣裝置3中的冷卻器10、集氣柜11之間設(shè)有氣體過(guò)濾器15，氣體過(guò)濾器15與集氣柜11之間依次設(shè)有流量計(jì)16、負(fù)壓計(jì)17、氣體分析儀18、吸氣風(fēng)機(jī)19 ;余熱回收器20包含余熱回收室21，及連接在所述余熱回收室21上引風(fēng)機(jī)12，空氣送風(fēng)機(jī)22 ;余熱回收室21與燃燒爐I連通，助燃風(fēng)管5是余熱回收器20的余熱回收室21的熱風(fēng)出口。工作原理燃?xì)?、空氣通過(guò)燃?xì)夤?、助 燃風(fēng)管5進(jìn)入燃燒爐I內(nèi)，然后用點(diǎn)火裝置
6點(diǎn)燃燃燒爐I內(nèi)的燃?xì)猓蚜呀鉅t2內(nèi)的溫度加熱到900-1200度，燃燒爐I內(nèi)的高溫?zé)煔庠谝L(fēng)機(jī)12的作用進(jìn)入余熱回收器20的余熱回收室21，與助燃風(fēng)管5的空氣進(jìn)行換熱后排空。通過(guò)調(diào)節(jié)燃?xì)夤?、助燃風(fēng)管5中的氣體流量來(lái)控制裂解爐2內(nèi)的溫度。打開(kāi)密閉閘門(mén)8，把生物質(zhì)原料通過(guò)裂解爐2的進(jìn)料口 7投入裂解爐2并關(guān)閉密閉閘門(mén)8，燃燒爐I通過(guò)爐壁或與裂解爐2共用的爐壁把溫度傳導(dǎo)給裂解爐2內(nèi)，生物質(zhì)原料在高溫、絕氧的條件下發(fā)生熱解反應(yīng)，產(chǎn)生大量一氧化碳、甲烷、氫氣等合成氣，并在收氣裝置3的吸氣風(fēng)機(jī)19的負(fù)壓作用下，合成氣通過(guò)集氣管9、冷卻器10、氣體過(guò)濾器15、流量計(jì)16、負(fù)壓計(jì)17、氣體分析儀18、吸氣風(fēng)機(jī)19進(jìn)入集氣柜11 ;生物質(zhì)原料熱解反應(yīng)后的尾渣通過(guò)裂解爐2底部的排尾料出口 13排出。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)制合成氣的裝置，其特征在于所述生物質(zhì)制合成氣的裝置包括燃燒爐(1)、裂解爐(2)，所述燃燒爐(I)的爐壁至少一部分設(shè)在裂解爐(2)內(nèi)或燃燒爐(I)與裂解爐(2)共用一部分爐壁，所述的燃燒爐(I)、裂解爐(2)相對(duì)獨(dú)立，所述的燃?xì)夤?4)、助燃風(fēng)管(5)、點(diǎn)火裝置(6)均接入燃燒爐(I)內(nèi)，所述裂解爐(2)設(shè)有進(jìn)料口(7)、及設(shè)在所述進(jìn)料口( 7)處的密閉閘門(mén)(8)、集氣管(9)，所述集氣管(9) 一端接入裂解爐(2)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生物質(zhì)制合成氣的裝置，其特征在于所述生物質(zhì)制氣裝置還包括收氣裝置(3)，所述的收氣裝置(3)包含冷卻器(10)、集氣柜(11)，所述冷卻器(10)、集氣柜(11)串聯(lián)；所述集氣管(9)另一端接入冷卻器(10)，所述裂解爐(2)與冷卻器(10)通過(guò)集氣管(9)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生物質(zhì)制合成氣的裝置，其特征在于所述生物質(zhì)制氣裝置還包括余熱回收器(20)，所述余熱回收器(20)包含余熱回收室(21)，及連接在所述余熱回收室(21)上引風(fēng)機(jī)(12)、空氣送風(fēng)機(jī)(22);所述的余熱回收室(21)與燃燒爐(I)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生物質(zhì)制合成氣的裝置，其特征在于所述裂解爐(2)底部設(shè)有排尾料出口( 13)、及所述排尾料出口( 13)處設(shè)有的開(kāi)關(guān)(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物質(zhì)制合成氣的裝置，其特征在于所述收氣裝置(3)中的冷卻器(10)、集氣柜(11)之間設(shè)有氣體過(guò)濾器(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種生物質(zhì)制合成氣的裝置，其特征在于所述助燃風(fēng)管(4)從余熱回收器(10)的余熱回收室(21)中穿過(guò)并接入燃燒爐(I)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種生物質(zhì)制合成氣的裝置，其特征在于所述氣體過(guò)濾器(15)與集氣柜(11)之間依次設(shè)有流量計(jì)(16)、負(fù)壓計(jì)(17)、氣體分析儀(18)、吸氣風(fēng)機(jī)(19)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I之7之一所述的一種生物質(zhì)制合成氣的裝置，其特征在于所述燃燒爐(I)設(shè)置于裂解爐(2)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I之7之一所述的一種生物質(zhì)制合成氣的裝置，其特征在于所述燃燒爐(I)左或右二邊爐壁分別與一個(gè)裂解爐(2)爐壁相接并共用一部分爐壁。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生物質(zhì)制合成氣的裝置制合成氣的方法，其特征在于第一步通過(guò)燃?xì)夤?4)、助燃風(fēng)管(5)向燃燒爐(I)內(nèi)注入燃燒氣體并通過(guò)點(diǎn)火裝置(6)點(diǎn)火，燃燒爐(I)熱量通過(guò)燃燒爐(I)爐壁傳導(dǎo)到裂解爐(2)內(nèi)并加熱裂解爐(2)，使?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)到 900-1200。。； 第二步通過(guò)進(jìn)料口(7)向裂解爐(2)添加生物質(zhì)原料，并關(guān)閉密閉閘門(mén)(8)，使裂解爐(2)呈相對(duì)封閉的環(huán)境，裂解爐(2)密封，其內(nèi)相對(duì)絕氧，生物質(zhì)原料在高溫、絕氧條件下發(fā)生熱解，產(chǎn)生大量一氧化碳、甲烷、氫氣等合成氣； 第三步通過(guò)集氣管(9)收集裂解爐(2)內(nèi)產(chǎn)生的一氧化碳、甲烷、氫氣等合成氣。
全文摘要
一種生物質(zhì)制合成氣的裝置及方法，合成氣的裝置包括燃燒爐、裂解爐，燃燒爐的爐壁至少一部分設(shè)在裂解爐內(nèi)或燃燒爐與生物盛裝爐共用一部分爐壁，燃燒爐、裂解爐相對(duì)獨(dú)立，所述的燃?xì)夤堋⑼L(fēng)管、點(diǎn)火裝置均接入燃燒爐內(nèi)，裂解爐設(shè)有進(jìn)料口、及設(shè)在所述進(jìn)料口處的密閉閘門(mén)、集氣管，集氣管一端接入裂解爐內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于轉(zhuǎn)化率高，不產(chǎn)生焦油、二噁英等有害氣體，高溫、絕氧、生物質(zhì)制合成氣的裝置。
文檔編號(hào)C10B53/02GK102899059SQ20121034334
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者胡訓(xùn)誠(chéng), 鄭必鳳, 曾昭華 申請(qǐng)人:湖北駿杰科技有限公司