專利名稱：生物質(zhì)氣化炭化料生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種炭化料生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種專為生物質(zhì)氣化爐使用的生物質(zhì)氣化炭化料生產(chǎn)工藝，屬能源開拓領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
利用生物質(zhì)物料生產(chǎn)炭化料或半炭化料具有很大的市場(chǎng)前景，傳統(tǒng)的顆粒狀炭化料或半炭化料是利用原始態(tài)生物質(zhì)物料經(jīng)裂解技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的，這種清潔能源利用率低，設(shè)備成本較高，而且還會(huì)給環(huán)境造成一定污染。生物質(zhì)氣化技術(shù)是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)，利用生物質(zhì)原料(如生物質(zhì)秸桿-玉米桿、高粱桿、棉花桿或次森林、竹木屑等)在專制的生物質(zhì)氣化爐或生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)生爐中生產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)馓峁┙o用戶已有不少單位進(jìn)行不同 程度的研究工作，并取得不同程度的成效。而所述的生物質(zhì)原料，或以是未經(jīng)預(yù)處理過(guò)的生物質(zhì)散狀料，亦可以是經(jīng)預(yù)處理的顆粒狀炭化料或半炭化料。如ZL200620051633. 6 “炭化機(jī)”、ZL201020555224. 6 “生物質(zhì)燃?xì)飧邷責(zé)o氧強(qiáng)化干餾熱解裝置”就是利用其裝置來(lái)生產(chǎn)生物質(zhì)炭化料或半炭化料的，設(shè)備投入的資金較多，占地面積大，其優(yōu)點(diǎn)是成品或半成品產(chǎn)出聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單實(shí)用、生產(chǎn)成本低廉以及在生物質(zhì)原料產(chǎn)氣過(guò)程中，既能獲得生物質(zhì)燃?xì)庥帜艿玫缴镔|(zhì)炭化料或半炭化料的生物質(zhì)氣化炭化料生產(chǎn)工藝。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是所述的一種生物質(zhì)氣化炭化料生產(chǎn)工藝包括生物質(zhì)物料的準(zhǔn)備、控制加入量、壓實(shí)生物質(zhì)物料和控制氧化區(qū)溫度。其程序?yàn)橄葘⒘謽I(yè)廢棄物或農(nóng)業(yè)廢棄物破碎、干燥，使單個(gè)物料的長(zhǎng)度< 20cm，單個(gè)物料的體積(O. 001m3，其中水的質(zhì)量含量低于20%。所述林業(yè)廢棄物最優(yōu)選用木料或竹料，農(nóng)業(yè)廢棄物選用(無(wú)機(jī)物含量低的)棉花桿、玉米桿、高梁桿或花生殼的成團(tuán)料。松開插板手柄，將破碎、干燥后的生物質(zhì)物料或半炭化物料從進(jìn)料口放入儲(chǔ)料箱中，當(dāng)儲(chǔ)料箱中的生物質(zhì)物料或半炭化物料儲(chǔ)滿后，提起插板手柄以20 50kg/h的速率把生物質(zhì)物料或半炭化物料經(jīng)內(nèi)膽落入爐體的下端，操作壓料桿將連續(xù)加入的生物質(zhì)物料或半炭化物料壓實(shí)。所述半炭化物料是指(部分)生物質(zhì)物料因?yàn)轶w積大而內(nèi)部未徹底炭化的物料，或因氣化過(guò)程短而未完全炭化的生物質(zhì)物料。當(dāng)加入到爐體下端的生物質(zhì)物料或半炭化物料的高度接近內(nèi)膽下方時(shí)，從觀察點(diǎn)火孔點(diǎn)燃?xì)庾熘苓叺纳镔|(zhì)物料或半炭化物料，啟動(dòng)與進(jìn)氣管相連的風(fēng)機(jī)，控制氣嘴周邊氧化區(qū)的溫度為900 1300°C。當(dāng)生物質(zhì)物料在加熱過(guò)程中形成炭化料后，搖動(dòng)出料板搖手轉(zhuǎn)動(dòng)O 90度，將落入儲(chǔ)料盒中的炭化料密封冷卻、包裝，而對(duì)于高于900°C由生物質(zhì)物料或半炭化物料產(chǎn)生的燃?xì)庥扇細(xì)廨敵龉芩徒o用戶。采用如上技術(shù)方案提供的一種生物質(zhì)氣化炭化料生產(chǎn)工藝與現(xiàn)有技術(shù)相比，技術(shù)效果在于①生產(chǎn)成本是傳統(tǒng)工藝成本的30 50 %。②可利用現(xiàn)有生物質(zhì)氣化爐的部分構(gòu)件進(jìn)行改進(jìn)，使氣化爐既能產(chǎn)燃?xì)猓帜苌a(chǎn)炭化料或半炭化料的設(shè)備，節(jié)約設(shè)備成本一半左右。③可借用于生活垃圾等的處理，實(shí)用范圍廣。


圖I為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述生物質(zhì)氣化炭化料生產(chǎn)工藝所使用的氣化爐立體結(jié)構(gòu)示意圖，亦為本發(fā)明的摘要附圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。所述的生物質(zhì)氣化炭化料生產(chǎn)工藝包括①生物質(zhì)物料的準(zhǔn)備本發(fā)明所指的用氣化爐生產(chǎn)炭化料的生物質(zhì)物料最優(yōu)的選擇是林業(yè)廢棄物如木材或竹材，另外的選擇是部分無(wú)機(jī)物含量較低的農(nóng)業(yè)廢棄物如棉花桿、玉米桿、玉米棒或花生殼等成團(tuán)料。先將林業(yè)廢棄物或農(nóng)業(yè)廢棄物破碎、干燥，使其含水量(質(zhì)量含量)低于20%，單個(gè)物料的長(zhǎng)度< 20cm，單個(gè)物料的體積< O. 001m3，如果單個(gè)物料的體積超過(guò)O. 005m3必須與體積< O. OOlm3的物料混合加入氣化爐內(nèi)使用，其混合(質(zhì)量)比為I : I。對(duì)于林業(yè)廢棄物中可允許含部分木屑(粉)或竹屑(粉)，使用時(shí)可取木屑或竹屑的質(zhì)量含量為1/3 1/4，最優(yōu)的是先將木屑或竹屑?jí)撼蓤F(tuán)粒狀物料。②松開插板手柄10，使鍥形插板或平板形插板落下堵住儲(chǔ)料箱14的出料口，把預(yù)先準(zhǔn)備好的生物質(zhì)物料或半炭化物料從進(jìn)料口 2放入儲(chǔ)料箱14中，當(dāng)儲(chǔ)料箱14中的生物質(zhì)物料或半炭化物料儲(chǔ)滿后，提起插板手柄10，生物質(zhì)物料或半炭化物料從儲(chǔ)料箱14落入(進(jìn)入)內(nèi)膽12內(nèi)，控制生物質(zhì)物料或半炭化物料的加入速率為20 50kg/h，連續(xù)加入，使生物質(zhì)物料或半炭化物料從內(nèi)膽12落入爐體3的下端，并操作壓料桿13將連續(xù)落入的物料壓實(shí)。當(dāng)加入到爐體3下端的生物質(zhì)物料或半炭化物料的高度接近內(nèi)膽12的下方時(shí)，從觀察點(diǎn)火孔7將生物質(zhì)物料點(diǎn)燃，并啟動(dòng)與進(jìn)氣管9相連的風(fēng)機(jī)(所述風(fēng)機(jī)為微型風(fēng)機(jī)，其功率為4w左右)，外界空氣由進(jìn)氣管9經(jīng)氣嘴8噴出加快生物質(zhì)物料或半炭化物料的燃燒，生物質(zhì)物料或半炭化物料開始進(jìn)行氣化反應(yīng)。如上所述半炭化物料是指部分生物質(zhì)物料因體積過(guò)大而內(nèi)部未徹底炭化的物料，或因?yàn)闅饣^(guò)程太短而未完全炭化的物料，即半炭化物料是一種混合物料，未炭化的物料幾乎脫去了全部水分。半炭化物料經(jīng)破碎成型后也可作為新能源的原料或環(huán)保材料使用。③控制好氣嘴8周圍氧化區(qū)的溫度為900°C 1300°C，生物質(zhì)物料燃燒后在溫度低于150°C排出的是水蒸汽和煙氣，水蒸汽和煙氣經(jīng)燃?xì)廨敵龉?1排出，由煙氣助燃器進(jìn)行處理。由常溫到150°C范圍稱作為生物質(zhì)物料熱解干燥過(guò)程；隨著溫度的上升，當(dāng)溫度到達(dá)150 270°C時(shí)，生物質(zhì)物料中的不穩(wěn)定成分開始分解，稱作為生物質(zhì)物料的預(yù)炭化階段，當(dāng)生物質(zhì)物料的燃燒溫度高于270°C時(shí)，生物質(zhì)物料加快分解，并隨著溫度的提高，分解(裂變)速度加快，并生成分解物如甲烷、木焦油等，當(dāng)溫度達(dá)到450 520°C，此溫度區(qū)域(或溫度階段)稱作為生物質(zhì)物料熱解炭化區(qū)域，生物質(zhì)物料在此溫度范圍內(nèi)受熱后發(fā)生裂變反應(yīng)(即細(xì)胞分裂)，在裂變反應(yīng)中大部分揮發(fā)物會(huì)從固體中分離出來(lái)，生物質(zhì)物料在此階段形成炭化料。當(dāng)氣嘴8周邊氧化區(qū)的溫度升到900°C 1300°C時(shí)，在此階段的主要產(chǎn)品是燃?xì)猓細(xì)饪捎扇細(xì)廨敵龉?1送出經(jīng)凈化處理后送用戶。④當(dāng)生物質(zhì)物料在500 900°C范圍內(nèi)形成炭化料后搖動(dòng)出料板搖手4，使與出料板搖手4相連的出料板轉(zhuǎn)動(dòng)O 90度后，炭化料從氧化區(qū)掉入儲(chǔ)料盒6中進(jìn)行密封冷卻，收集后進(jìn)行包裝待用。夾雜于炭化料的灰塵(約占總重量的I %左右)落入儲(chǔ)灰箱5中，統(tǒng)
一處理。當(dāng)一個(gè)循環(huán)結(jié)束后，可進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，可連續(xù)不斷地產(chǎn)生燃?xì)夂吞炕?，在正常情況一天可處理I. 5 2. Ot生物質(zhì)物料,可獲取400 500kg炭化料(或半炭化料)。在連續(xù)不斷地操作過(guò)程中，加入的生物質(zhì)物料可在內(nèi)膽12以下的爐體3內(nèi)壁周圍堆積(或堆滿)形成爐體3的內(nèi)腔保溫層，對(duì)爐體3起保護(hù)作用。
當(dāng)使用較長(zhǎng)時(shí)間后，進(jìn)氣管9內(nèi)可能積滿灰塵，此時(shí)可打開進(jìn)氣管9端頭(左端)的蓋帽，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，外界空氣從進(jìn)氣管9的右端進(jìn)入帶走積累的灰塵從左端吹出，對(duì)進(jìn)氣管9起清洗作用。對(duì)爐體3上端內(nèi)腔的檢修，可打開搶修孔蓋板I對(duì)爐體3上端內(nèi)腔壁進(jìn)行清掃或處理。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)氣化炭化料生產(chǎn)工藝，包括生物質(zhì)物料的準(zhǔn)備、控制加入量、壓實(shí)生物質(zhì)物料和控制氧化區(qū)溫度，其特征在于先將林業(yè)廢棄物或農(nóng)業(yè)廢棄物破碎、干燥，單個(gè)物料的長(zhǎng)度< 20cm，單個(gè)物料的體積< O. 001m3，其中水的質(zhì)量含量低于20% ； 所述林業(yè)廢棄物最優(yōu)選用木料或竹料，農(nóng)業(yè)廢棄物選用棉花桿、玉米桿、高梁桿或花生殼的成團(tuán)料； 松開插板手柄(10)，將破碎、干燥后的生物質(zhì)物料或半炭化物料從進(jìn)料口(2)放入儲(chǔ)料箱(14)中，當(dāng)儲(chǔ)料箱(14)中的生物質(zhì)物料或半炭化物料儲(chǔ) 兩后，提起插板手柄(10)以20 50kg/h的速率把生物質(zhì)物料或半炭化物料經(jīng)內(nèi)膽(12)落入爐體(3)的下端，操作壓料桿(13)將連續(xù)加入的生物質(zhì)物料或半炭化物料壓實(shí)； 所述半炭化物料是指生物質(zhì)物料因?yàn)轶w積大而內(nèi)部未徹底炭化的物料，或因氣化過(guò)程短而未完全炭化的生物質(zhì)物料； 當(dāng)加入到爐體(3)下端的生物質(zhì)物料或半炭化物料的高度接近內(nèi)膽(12)下方時(shí)，從觀察點(diǎn)火孔(7)點(diǎn)燃?xì)庾?8)周邊的生物質(zhì)物料或半炭化物料，啟動(dòng)與進(jìn)氣管(9)相連的風(fēng)機(jī)，控制氣嘴(8)周邊氧化區(qū)的溫度為900 1300°C ； 當(dāng)生物質(zhì)物料在加熱過(guò)程中形成炭化料后，搖動(dòng)出料板搖手(4)轉(zhuǎn)動(dòng)O 90度，將落入儲(chǔ)料盒(6)中的炭化料密封冷卻、包裝；對(duì)高于900°C由生物質(zhì)物料或半炭化物料產(chǎn)生的燃?xì)庥扇細(xì)廨敵龉?11)送給用戶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物質(zhì)氣化炭化料生產(chǎn)工藝，先把生物質(zhì)物料做成單個(gè)長(zhǎng)度≤20cm、單個(gè)體積≤0.001m3及含水量低于20％的原料，按20～50kg/h的速率把經(jīng)預(yù)處理的生物質(zhì)物料從儲(chǔ)料箱經(jīng)內(nèi)膽落入爐體的下方，操作壓料桿將連續(xù)加入的生物質(zhì)物料壓實(shí)，當(dāng)進(jìn)入爐體內(nèi)腔的生物質(zhì)物料接近內(nèi)膽下方時(shí)，從觀察點(diǎn)火孔點(diǎn)燃?xì)庾熘苓叺纳镔|(zhì)物料，同時(shí)開啟與進(jìn)氣管連接的風(fēng)機(jī)，加快生物質(zhì)物料的燃燒，控制氣嘴周邊氧化區(qū)的溫度在900～1300℃。當(dāng)生物質(zhì)物料在加熱過(guò)程中形成炭化料后，搖動(dòng)出料板搖手使之轉(zhuǎn)動(dòng)0～90度，把落入儲(chǔ)料盒中的炭化料密封冷卻，待用。在高于900℃產(chǎn)生的燃?xì)庥扇細(xì)廨敵龉芩统鼋?jīng)凈化處理后送給用戶。這種生產(chǎn)工藝既可產(chǎn)氣，又能生產(chǎn)炭化料，節(jié)省成本，有推廣和實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C10B57/00GK102942963SQ20121045438
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者陳慶平, 陳克求 申請(qǐng)人:湖南人文科技學(xué)院