CN101497800A - 生物能源气体的生产工艺及其专用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物能源气体的生产工艺及其专用设备,秸秆、锯末等生物质燃料在缺氧条件下,迅速升温至500℃-900℃,生物质燃料充分遇热分解,变成小分子,进而成为气体挥发出来,该气体迅速冷凝到20℃以下,使其部分燃气液化形成焦油,剩余气体即为可燃生物能源气体,生物质碳氢化合物被热解成气体挥发出容器后,余下100%的炭分子形成了炭黑。本发明可使生物质能量完全转化,产生的可燃气体一氧化碳含量低、热值高,而且可将焦油、炭黑变废为宝。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物能源,具体说是一种生物能源气体的生产工艺及其专用设备。
背景技术
随着人们物质生活水平的提高,广大农村要求改善环境质量和生活质量,告别以秸杆作燃料煮饭烟熏火燎的日子。目前利用秸杆、锯末等生物质,在厌氧条件下加热,使之发生复杂的热化学反应的能量转化过程。此过程实质是植物中的碳、氢、氧等元素的原子,在反应条件下按照化学键的成键原理,变成一氧化碳、甲烷、氢气等可燃性气体,用于农村居民的炊事及采暖。在这种过程中,生物质的全部能量不能完全被气化转移到可燃气中,而且这种可燃气中一氧化碳量高,热值低。另外,生物质气化后的其余产物,如焦油、炭黑均作废物处理,造成能源浪费。炭黑可用于制造中国墨、油墨、油漆等,炭黑还在塑料行业中有着重要作用。焦油是生产塑料、合成纤维、染料、橡胶、医药、耐高温材料等的重要原料。
发明内容
本发明的目的是提供一种可使生物质能量完全转化,产生的可燃气体一氧化碳含量低、热值高,而且可将焦油、炭黑变废为宝的生物能源气体的生产工艺及其专用设备。
本发明所采用的技术方案为:生物能源气体的生产工艺:秸杆、锯末等生物质燃料在无氧条件下,迅速升温至500℃-900℃左右,生物质燃料充分遇热分解,变成小分子,进而成为气体挥发出来,该气体迅速冷凝到20℃以下,使其部分燃气液化形成焦油,剩余气体即为可燃生物能源气体,生物质碳氢化合物被热解成气体挥发出容器后,余下100%的炭分子形成了炭黑。
作为本发明的一种改进,所述可燃生物能源气体通过氨洗和蒸馏,进一步净化生物能源气体。
作为本发明的一种改进,对所述可燃生物能源气体进行过滤,变为无色的燃烧气体。
生产本发明生物能源气体的专用设备,该设备包括炉体、冷凝器,所述炉体内设有热解容器,在所述炉体内且在热解容器下方设炉蓖,所述热解容器上设送料管、出气管、出料管及与真空炉连接的真空管,所述出气管穿过冷凝器,在所述冷凝器底部且在出气管上设焦油容器。
作为本发明的一种改进,所述热解容器内设搅拌装置。
作为本发明的另一种改进,所述冷凝器的出气管未端连有氨洗喷淋塔。
作为本发明的又一种改进,所述冷凝器为水冷式交换器。
作为本发明的另一种改进,所述出气管末端连有过滤装置,该过滤装置顶部设有燃气管。
本发明首先把秸杆、锯末等生物质燃料通过送料管装进热解容器,装满后将送料管密封,把热解容器抽成真空,生物质与空气隔绝,使氧气不能参与热解,避免一氧化碳产生,然后,在炉体内、炉蓖上加柴燃烧,迅速给热解容器加热到500℃-900℃,生物质燃料遇热分解,变成小分子,变成气体挥发出来,通过冷凝器冷热交换,迅速冷凝到20℃以下,使其部分燃气液化形成焦油,从焦油容器导出,剩余气体将从出气管出来,进入可燃气体储气柜备用,供居民炊事、供暖使用。本发明还可将可燃生物能源气体通过氨洗和蒸馏,进一步分离出可燃生物能源气体中的焦油。本发明生物质在搅拌装置作用下,更加充分遇热分解。本发明还在出气管末端设过滤装置,气体通过过滤装置过滤,变为无色、无味的燃烧气体,通过燃气管进入储气柜备用。在热解容器里,生物质碳氢化合物被热解成气体挥发出容器,很短时间内,便挥发完毕,余下100%的炭分子留在容器里,排出后形成了炭黑,炭黑从出料口收集出来,变废为宝。本发明还可把冷凝器中的温水回收利用,充分利用能量。
附图说明
图1为生产本发明生物能源气体的专用设备的示意图。
具体实施方式
本发明生物能源气体的生产工艺为:秸杆、锯末等生物质燃料在缺氧条件下,迅速升温至500℃-900℃,生物质燃料充分遇热分解,变成小分子,进而成为气体挥发出来,该气体迅速冷凝到20℃以下,使其部分燃气液化形成焦油,剩余气体即为可燃生物能源气体,本发明生物质碳氢化合物被热解成气体挥发出容器后,余下100%的炭分子形成炭黑。为了进一步分离出可燃生物能源气体中的焦油,本发明还可将可燃生物能源气体通过氨洗,即通过氨水淋沐燃烧气,进一步把可燃生物能源气体中的焦油分离出来,因焦油溶解于氨水,然后再蒸馏使焦油脱水、脱氨,这样可燃生物能源气体更加洁净。本发明还可将可燃生物能源气体过滤,使其变为无色的燃烧气体。本发明可将城市生活垃圾作为生物质燃料。
如图1所示,生产本发明生物能源气体的专用设备,包括炉体1、冷凝器4,与普通炉体一样,在炉体2顶端装有烟囱7,在炉体1内设有热解容器2,在炉体1内且在热解容器2下方设炉蓖3,热解容器2上设送料管23、出气管24、出料口22及与真空炉连接的真空管25,出气管24从冷凝器2底部穿出,为了加快燃气热交换,本发明出气管24在冷凝器2内可盘旋设置,也可设若干根平行且相通的出气管24,在冷凝器2底部且在出气管24上设焦油容器5。本发明炉体1为耐火材料制成,热解容器2可为铁皮制品,也可为耐火材料制成。为了使生物质燃烧更加完全和充分,本发明在热解容器2内设搅拌装置21,该搅拌装置21可采用普通的搅龙,该搅龙由转轮25、电机提供动力。本发明的冷凝器2为水冷式交换器,经过热交换的水变成温水,还可以回收利用,充分利用热能。为了进一步分离出可燃生物能源气体中的焦油,本发明还可在冷凝器4的出气管未端连有氨洗喷淋塔,即该喷淋塔底部与出气管相连,喷淋塔上部设净化气出气管,生成的可燃生物能源气体从喷淋塔底部进入,经氨水淋沐,较净化的气体从净化气出气管出来。为了更进一步净化可燃气体,本发明在净化气出气管24末端设有过滤装置6,过滤装置6采用水介质,在过滤装置6顶部设有燃气管241,可燃气体通过过滤装置6进行过滤,变成无色的燃烧气体,将气体收集于大罐中,再分配到各用户。
Claims (8)
1、一种生物能源气体生产工艺,其特征在于:秸杆、锯末等生物质燃料在无氧条件下,迅速升温至500℃-900℃,生物质燃料充分遇热分解,变成小分子,进而成为气体挥发出来,该气体迅速冷凝到20℃以下,使其部分燃气液化形成焦油,剩余气体即为可燃生物能源气体,所述生物质碳氢化合物被热解成气体挥发出容器后,余下100%的炭分子形成了炭黑。
2、根据权利要求1所述的生物能源气体生产工艺,其特征在于:所述可燃生物能源气体通过氨洗和蒸馏。
3、根据权利要求1或2所述的生物能源气体生产工艺,其特征在于:所述可燃生物能源气体进行过滤,变为无色的燃烧气体。
4、一种生产生物能源气体的专用设备,其特征在于:该设备包括炉体(1)、冷凝器(4),所述炉体(1)内设有热解容器(2),在所述炉体(1)内且在热解容器(2)下方设炉蓖(3),所述热解容器(1)上设送料管(23)、出气管(24)、出料管(22)及与真空炉连接的真空管(25),所述出气管(24)穿过冷凝器(4),在所述冷凝器(4)底部且在出气管(24)上设焦油容器(5)。
5、根据权利要求4所述的生产生物能源气体的专用设备,其特征在于:所述热解容器(2)内设搅拌装置(21)。
6、根据权利要求4或5所述的生产生物能源气体的专用设备,其特征在于:所述冷凝器(4)的出气管未端与氨洗喷淋塔底部相连,氨洗喷淋塔上部设净化气出气管。
7、根据权利要求4或5所述的生产生物能源气体的专用设备,其特征在于:所述冷凝器(4)为水冷式交换器。
8、根据权利要求4或5所述的生产生物能源气体的专用设备,其特征在于:所述净化气出气管末端连有过滤装置,该过滤装置顶部设有燃气管。
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