CN102154044A

CN102154044A - 一种用生物质和/或有机废弃物制取发动机燃气的方法

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Publication number: CN102154044A
Application number: CN2011100582742A
Authority: CN
Inventors: 周鼎力
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: CN102154044B

Abstract

本发明公开了一种用生物质和/或有机废弃物制取发动机燃气的方法，更具体地说，本发明涉及一种将原料进行第一级中温热裂解、第二级高温热裂解和/或催化裂解、燃气的精制、燃气的调配等工序，通过热化学转换技术，生产高热值的车船发动机(或内燃机)燃气的方法。

Description

一种用生物质和/或有机废弃物制取发动机燃气的方法

技术领域

本发明涉及利用生物质和/或有机废弃物为原料，制取发动机燃气的方法，属于石油化学领域；具体地说，属于一种将原料进行调配、不同温度下的热裂解和/或催化裂解、气体脱酸和精制，利用热化学转换技术，生产高热值的车用发动机(或内燃机)燃气的方法。

技术背景

随着人类社会经济的高速发展和能源的大量消耗，地球壳层内的石油及天然气储蓄量已经日趋枯竭，迫使人类去开拓和利用地球表面的可再生资源以补偿其能源的不足。采用人工的合成方法，将地壳表面上可以不断生长的充足的生物质和/或不断增长生活垃圾等有机废弃物为主要原料，将其转化成为适合于发动机(或内燃机)燃烧的高热值燃气，具有重大的现实意义和深远的历史意义。

有关利用生物质(如秸秆、稻壳、木屑、……)为原料，通过热化学转换技术制取燃气的方法已有很多报导，主要有气化法和热裂解法。气化法就是利用空气中的氧气或含氧物质作为气化剂，将生物质中的碳氧化生成可燃气体的过程；然而，该法生产出的燃气中含有大约45-57％(Wt％)的氮气(N₂)和8-11％(Wt％)的二氧化碳(CO₂)，它们属于不能燃烧发热的惰性气体，致使生产出的燃气的发热值低，一般热值在4500-5400KJ/m³(标准状态)，如在CN1304976《生物质气化制备燃料气的方法及气化反应装置》中，产物可燃性气体中含有63％左右的氮气，平均热值为1200大卡/m³(标准状态)或4900KJ/m³(标准状态)；2001年07月01日我国颁布实施了GB18047-2000车用压缩天然气的国家标准，该标准中规定的燃气高位发热量必须大于31.4MJ/m³(或31400KJ/m³，标准状态下)，对二氧化碳(CO₂)、氧化硫(SO₂)、硫化氢(H₂S)及其它酸性物质(如NO₂、HCl)都有痕量的严格控制，且不含水分；因此，气化法生产出的燃气的热值低，成分组分复杂，杂质多，不能满足发动机(或内燃机)的燃料要求，不能用作发动机燃料；通常，这种低热值的燃气主要用作发电机厂的热源，以及用于工业或居民生活的供热和供气；通常地，车辆发动机(或内燃机)所使用的燃气主要是天然气和液化石油气；天然气是一种以甲烷为主要成分的多组分混合气体，主要成分是烷烃，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，热值在33540-54430KJ/m³(标准状态)。生物质热裂解法就是指生物质在完全没有氧或缺氧条件下加热降解或裂解，最终生成生物油、木炭和可燃性气体的过程；然而，通常条件下，生物油占40-60％(Wt％)，碳和可燃性气体占60-40％(Wt％)，这种生物油是一种含氧量极高的复杂有机成分的黑色混合物，几乎包括所有种类的含氧有机物，诸如醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等；其中，苯、蒽、萘、菲等芳香烃含量和一些酸(如木醋酸)的含量相对较大，芳烃燃烧容易形成积炭，酸性物质对发动机有很强的腐蚀破坏，生物油的热值为17MJ/kg左右，只相当于40％同等质量的汽油或柴油的热值，不能作为燃料用于发动机或内燃机车辆，通常只作为低价值的烧火油。

现有生物质热化学转化技术(即，气化法和热裂解法)得到的可燃性气体产物中，含有大量低热值的一氧化碳(CO，热值为12636KJ/m³，标准状态下)和氢气(H₂，10798KJ/m³，标准状态下)，致使收集得到的可燃性气体的热值远远低于内燃机燃气的热值(31400KJ/m³，标准状态下)标准要求；特别地，该气体中夹带有一定量的二氧化碳(CO₂)、氧化硫(SO₂)、硫化氢(H₂S)及其它酸性物质(如NO₂、HCl)等酸腐蚀性物质，对内燃机或发动机有严重的损害作用，不能直接用作内燃机或发动机的燃料。

对于有机废弃物资源化的综合利用热处理技术已有许多报导；本发明申请中所指的有机废弃物，包括：生活垃圾和有机烃类物质；在本发明申请人已授权的USP 5,744,668和ZL98117823.5《用生活垃圾和或有机废弃物制取烃类的方法和设备》中，公开了以生活垃圾和/或有机废弃物为原料，以生产液态烃油为主要产品的方法，在该方法收集得到的少量副产物------不凝集性可燃性气体中，含有一定量的二氧化碳(CO₂)、氧化硫(SO₂、SO₃)、氮化物(NO、NO₂)和HCL等酸性气体，如果将这种烃类可燃性气体作为内燃机燃料，将会导致发动机的严重腐蚀；

在本发明申请人已经授权的ZL95195757.0《用废橡胶和/或废塑料生产汽油柴油和炭黑的方法》，ZL99107968.《用废塑料和/或重油生产汽油柴油的方法和设备》，USP 6,270,630B1和特许第3043429号《用废橡胶和/或废塑料生产汽油柴油和炭黑的方法》中，公开了用烃类有机废弃物(废塑料、废橡胶、重油)为原料生产液态烃油(汽油和柴油)为主要产品的方法，没有报导将烃油转换成小分子(甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、氢气)可燃性气体的技术和设备；2003年11月11日国家颁布实施的GB19159-2003车用液化石油气的国家标准，该标准对硫含量、总烯烃含量、丁二烯含量、铜片腐蚀、蒸馏残留物、硫化氢含量等都有痕量的严格控制，且不含水分；因此，烃类有机废气物(如废橡胶、PVC)热解生产出的燃气的成分组分复杂，烯烃、硫和酸性物质等杂质多，不符合GB18047-2000车用压缩天然气的国家标准的规范要求，也不符合GB19159-2003车用液化石油气的规范要求，因此，它们不能直接用作发动机燃料；

到目前为止，在中国和世界专利文献库、相关的书籍、刊物、杂志以及工业化生产应用等方面，还没有查阅到利用生物质和/或有机废弃物制取高热值发动机燃气的报导。

本发明的目的就是要克服和弥补上述技术的缺陷和不足，提供一种用生物质和/或有机废弃物为原料，生产出高热值的符合车船发动机(或内燃机)燃料要求的燃气的方法。

发明内容

按本发明，提供了一种用生物质和/或有机废弃物制取发动机燃气的方法，更具体地说，本发明涉及一种将原料进行第一级中温热裂解、第二级高温热裂解和/或催化裂解、燃气的精制、燃气的调配等工序，通过热化学转换技术，生产高热值的车船发动机(或内燃机)燃气的方法。

本发明所指的原料包括：生物质和/或有机废弃物；

生物质主要指：农业和林业废弃物，如农村作物秸秆(玉米秸秆、高粱秸秆、麦秸、豆秸、棉秆、稻草)、稻壳、树枝、木屑、甘蔗渣、玉米芯、水生植物、各类野生植物、各类淀粉作物、天然树脂、花生壳、皂脚、动植物油、动物粪便及城市生活垃圾等；通常的，生活垃圾中可分离出大量的餐后剩食、废动植物油、淀粉、糖类、纸、草、根、壳、杆、布、茎、叶、籽、木、果……等物质，上述物质主要由C、H、O等三种元素组成，属于有机纤维素、半纤维素、木质素和有机提取物等碳水化合物。

有机废弃物主要指：有机烃类物质，它们不含氧元素，主要由碳(C)和氢(H)二种元素组成的物质，其中，包括废塑料、废橡胶、尼龙、废机油、重油、渣油、有机溶剂、劣质石油、油漆、有机化工废品、有机污泥、油沙、各类有机废弃物……等物质。

生物质属于主要由碳(C)、氢(H)、氧(O)等三元素所组成的碳水化合物质，具体地，属于纤维素、半纤维素和木质素等类物质，化学分子通式结构为：Cm(H₂O)n，如葡萄糖为C₆H₁₂O₆、纤维素为(C₆H₁₀O₅)n，其中，n为聚合度，纤维素属于15300个葡萄糖基组成的聚合物，相对分子量在5000-250000范围内变化。生物质含有大量的游离水分和化合结晶水，发热量低，一般在17000-20000KJ/kg(或4100-4800大卡/kg)；然而，主要由C和H元素组成的有机烃类物质，如废塑料(PP、PE、PS、PVC……)、废橡胶(SBR、BR、IR IIR、NBR、SR……)、废机油、重油(C_25-52H_50-106)、劣质石油……等物质；它们的热值一般在41800KJ/kg(或10000大卡/公斤以上)，其热值是生物质热值的二倍以上；

为了制取高热值的可燃性气体，本发明将低热值的生物质与一定重量比例的高热值有机烃类物质相混合和配制成所述的原料，进行热裂解；一般地，依据制取热值在31.4MJ/m³以上的燃气标准为目的，去调节和确定原料中生物质与有机烃类物质相互之间的重量百分比例(Wt％)；这，是本发明的特征之一。

纯甲烷(CH₄)的辛烷值(马达法MON)在140左右，大多数天然气因含有乙烷、丙烷等其它小分子烃类气体(C₂-C₄)，它的辛烷值(马达法MON)在115～130之间，丙烷含量高(17％～25％)的调峰气的MON为96～97；如果在生物质原料的数量充足，而高热值的有机烃类物质的数量相对缺少的情况下，则配制出的原料的热值也低，产出的燃气的热值也不能达到≥31.4MJ/m³(标准状态)的发动机(或内燃机)燃气的要求；天然气的热值为31.4MJ/m³(标准状态)，石油液化气(H₂，C₁-C₃)的热值为104MJ/m³(标准状态)，是天然气的3倍；为了使燃气(产品)的热值满足≥31.4MJ/m³(标准状态)发动机燃气的规定，可以将本发明生产出的低热值燃气与25％(V/V体积比)以下的高热值的石油液化气和/或碳原子数在3以下的其它方法制造的烃类气体进行调配和混合，使调配后的燃气的热值达到≥31.4MJ/m³(标准状态)的发动机(或内燃机)燃气规定；这，是本发明的特征之一。

本发明的目的是制取高热值的发动机(或内燃机)燃气，严格控制燃气中的各种惰性气体【如氮气(N₂)和二氧化碳(CO₂)】的百分比含量到最低点，是提高燃气热值及制取合格车用燃气的关键之一；故，本发明不采用空气作气化剂的常规气化法去热裂解生物质，而是在无氧或贫氧条件下，采用公知的热化学转换技术和设备，对原料进行热裂解或干馏，以制取高热值的可燃性气体组分；

本发明的热裂解反应，按照不同温度下的第一、第二级热裂解的方式进行；即，先将原料进行第一级中温(400-600℃)热裂解、再将第一级中温热裂解的气相产物继续进行更高温度(700-1100℃)下的第二级高温热裂解的方式完成：

所述的第一级中温热裂解是：在400-600℃，负压或常压条件下，采用公知的热分解技术和设备，对所述的原料进行热裂解，其主要产物包含有生物油组分、焦油组分、烃油组分(C₁-C₅₂)、不凝结可燃性气体、灰分和固体残炭(C)；其中，生物质原料主要被热裂解成生物油组分(如木醋酸、含氧环状物质、芳香烃类物质及其它含氧有机化合物)、挥发性气体、灰分和固体残炭(C)，而有机烃类物质主要被热裂解成小分子(C₁-C₅₂)的汽油组分、柴油组分、重油组分和由小分子烃类组成的不凝结可燃性气体；

第一级中温热裂解的目的，就是将原料中的碳(C)、氢(H)、氧(O)元素转变成400-600℃的气相物质，并与原料中的无机杂质、灰分和金属分离开；

上述第一级中温(400-600℃)热裂解，主要发生下列AB二类热分解反应：

A类：

在生物质中，还包含有一定量的氮(N)、硫(S)和磷(P)元素，上述挥发性气体产物主要是氧、硫、氮以及其它元素的有机化合物的混合物，包括不凝结性可燃气体和H₂O；生物质【Cm(H₂O)n】分子结构中，碳(C)和氢(H)的摩尔数基本上是1∶2的比例，如葡萄糖为C₆H₁₂O₆、纤维素为(C₆H₁₀O₅)n，当生物质【Cm(H₂O)n】被热分解转化成小分子的烃类气相物质(如CH₄)时，因氢元素的数量不够，有20-40％(Wt％)的碳元素不能与氢元素结合，而被转变成固体残炭(C)；

B类：

其中，PP、PE、PS、PVC为塑料聚合烃，SBR、BR、IR、NBR为橡胶类；C₆H₁₄--C₁₂H₂₄为汽油组分，C₇-C₆₀是烃类废弃物；C₁₂H₂₆-C₂₀H₄₂为柴油组分，C₁₃H₂₈-C₅₂H₁₀₆为重油组分，CH₄-C₄H₁₀为可燃烧性气体，C为固体残炭。B类热解反应的气相产物主要由碳原子数在1-52之间的烷烃(C_nH_2n+2)、烯烃(C_nH_2n)、炔烃(C_nH_2n-2)、芳烃(C_nH_n)族化合物等有机烃类物质，以及少量的酸性气体(H₂S、HCl)组合而成，其中n为碳(C)元素的数量；

通常地，所述的第一级中温(400-600℃)热裂解反应所采用的设备均属于市场上常规的热裂解设备，其中包括：以无机热载体(如沙子)为传热媒介的各类型流化床反应器、移动床反应器、卧式反应器、配置有螺旋搅拌器的卧式反应器、卧式旋转反应器、各种立式筒体反应器、配置有螺旋搅拌器的各种立式筒体反应器、各类型固定床反应器等等；本发明优选地采用本申请人授权的在USP 5,744,668和ZL98117823.5《用生活垃圾和或有机废弃物制取烃类的方法和设备》中公开的方法和设备，以及CN2397116Y《一种用废轮胎和或有机废弃物制取烃油的设备》中公开的设备；

特别地，上述热裂解反应所需要的热量，主要来源于热裂解反应产生的残炭燃烧后释放出的热量，也可以采用其它热源，例如电能、高温烟气，以及燃烧生物质(如秸秆、稻壳)后产生的热量；

第二级高温热裂解的目的，就是在高温(700-1100℃)气相状态下，将第一级中温热裂解产生的气相物质，通过深度热裂解和/或催化裂解，转变成小分子的可燃性气体；

所述的第二级高温热解反应：在700-1100℃，负压或常压条件下，采用公知的热分解技术和设备(如管式反应器或提升管流化反应器)，将第一级中温热裂解的气相产物继续进行更高温度(700-1100℃)下的第二级热裂解，利用热力学原理，通过热化学的动能作用，在高温下将气相产物中有机物的C-C键、C＝C键、C-O键、C-H键、C＝O、O-H键断裂，裂解或分解成小分子可燃性气体组分；即，将气相状态的生物油组分【如木醋酸、木焦油、含氧环状物质、芳香烃类物质(苯、蒽、萘、菲)及其它含氧有机化合物】和汽油组分、柴油组分、重油组分在高温下进行彻底地分解和热裂解，使其转换成小分子的可燃性气体组分(H₂、CH₄、C₁-C₄、CO、CO₂、H₂O)；

通常的，所述的第二级高温热解反应所采用的设备均属于市场上常规的热裂解设备；其中包括：裂管式反应器、以无机热载体(如沙子)为传热媒介的各类型流化床反应器、管式反应器、提升管流化反应器、各类型固定床反应器等等；

所述的第二级高温热裂解，主要发生下列热分解反应：

一般地说，在生物质的热分解反应中，低温慢速热裂解(小于500当℃)，产物以木炭为主，高温闪速热裂解(700-1100℃)，产物以可燃性气体为主，中温快速热裂解(500-600℃)，产物以生物油为主，而生物油属于比可燃性气体分子更大的物质，本发明的目的是尽最大量上的制取小分子的可燃性气体，而不是液态的生物油；故，本发明最终必须经过高温(700-1100℃)条件下的深度裂解，以减少液态生物油的产生，制取更多的小分子可燃性气体；

生物油组分的成分复杂，包含有芳香烃族化合物(如苯、蒽、萘、菲)和焦油……多种等物质，采用通常的高温热分解易发生炭化和结焦，同样地，重油和渣油等重烃物质采用通常的高温热分解也易发生炭化和结焦，为了提高生物油或重烃物质转化成小分子可燃性气体(H₂、CH₄～C₃H₈)的百分比含量(Wt％)，提高原料的成品燃气转化率，在高温条件下的催化裂解更有效、裂解更彻底；本发明在实施第二级高温热裂解过程中，可以采用热裂解，也可以采用热裂解和/或催化裂解相结合的裂解方法；即，将第一级热裂解产生的气相物质在700-1100℃条件下进行热裂解反应，或是热裂解和/或催化裂解反应，催化反应可以依照常规的技术和设备，在固定床催化反应器或流化床催化反应器中进行；所使用的催化剂选用公知的裂解催化剂，如ZSM-5、HZSM-5、Y型分子筛、AL₂O₃、……等等，本发明优选地采用本申请人在USP5,744,668和ZL98117823.5《用生活垃圾和或有机废弃物制取烃类的方法和设备》中公开的SR-1型催化剂；

但是，在实施第二级高温(700-1100℃)热裂解反应的过程中，生成的有机气相物质(如CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₃H₈)容易在700-1100℃高温范围内因局部过热或高温而进一步的发生更深度的裂解或炭化反应，最终转变成炭(C)和氢气，

其化学原理如下：

CH₄→C+2H₂

C₂H₆→2C+3H₂

烃类物质的热值远远大于氢气的热值，如甲烷的热值为35818KJ/m³(标准状态)，乙烷(C₂H₆)的热值为63748KJ/m³(标准状态)，而氢气(H₂)的热值仅为10798KJ/m³(标准状态)；因此，阻止炭化反应的发生，减少残炭(C)的生成，提高气相产物中烃类物质的百分含量(Wt％)，增大气相产物的热值，是所述的原料制取高热值发动机(或内燃机)燃气的关键。

第一级中温热裂解反应中，生物质的热裂解产生20-40％(Wt％)的残炭；有一定量的残炭(C)粉末被夹混在气相产物中进入到第二级高温热解反应工序中，炭(C)易堵塞设备，降低设备的传热效率；为了阻止和减缓因高温或局部过热导致的气相有机产物的炭化反应→(如CH₄C+2H₂)，为了提高气相产物中烃类物质(如CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₃H₈)的百分含量(Wt％)，特别地，为了增加气相产物中氢(H)元素的含量，尽可能地将碳元素(C)转化成能燃烧发热的可燃性气体，消除和降低残炭(C)对设备的堵塞，提高设备的传热效果，提高了原料的热量回收百分率，本发明在第二级高温热裂解反应中，也可以将适量的过热水蒸汽与第一级热裂解反应产生的气相物质相混合，进行第二级高温热裂解反应，使气相产物中的碳元素与过热水蒸汽在高温下生成能燃烧的一氧化碳(CO)和氢气(H₂)；这，属于本发明的特征之一。

碳和水蒸汽在700-1100℃高温下，主要发生如下化学反应：

C+H₂O＝CO+H₂

过热水蒸气混入到气相物质中，能很好地将第一级热裂解的气相产物组分(包括：生物油组分、汽油组分、柴油组分、重油组分)进行扩散和分散，降低了它们分压，提高了燃气产物组分(H₂、CH₄、C₁-C₃、CO、CO₂、H₂O)的生成速度和转化百分率；特别地，水蒸气能不断地冲刷掉设备内壁上粘糊的积炭，提高了设备的传热效率，节省了热裂解反应所需能量；在高温水蒸汽作用下，被积炭堵塞失效的催化剂能够被再生复活，催化剂的催化活性能保持稳定和改善；因此，在热裂解反应过程中，可以定期地加大过热水蒸气的流量，一部分水蒸汽与碳(C)反应转变成了CO和H₂，而过量的那部分过热水蒸气则去冲刷掉设备内壁上粘糊的积炭和/或使失效的催化剂再生复活；

在上述第二级高温裂解反应后产生的可燃性气体中，含有一定量的二氧化碳(CO₂)、氧化硫(SO₂、SO₃)、氮化物(NO、NO₂)、硫化氢(H₂S)和氯化氢(HCl)等酸性气体；特别地，还含有少量的未被分解的有机高分子物质(如焦油、重油组分、芳烃组分及C₅以上的烃组分)，如果将上述可燃性气体作为发动机(或内燃机)燃料，将会导致发动机(或内燃机)的严重腐蚀和积炭堵塞；这些方法产出的气体组成也不符合GB18047-2000车用压缩天然气的规定；因此，有必要对可燃性气体进行精制；即，进行脱酸和深度裂解；

本发明采用高温条件下的脱酸，同时地，进行气相物质的高温深度裂解，将气相物质中大量的C₅以上的烃组分彻底的分解成H₂和C₅以下的烃，并除去酸性物质；这，是本发明的特征之一；

具体地，将第二级高温裂解后排出的高温(700-1000℃)可燃性气体直接输入到装有熔融流体状态下的高温无机碱物质[如氢氧化钠(NaOH)和/或氢氧化钾(KOH)]的密闭反应容器中，NaOH熔点是318.4℃，沸点是1390℃；KOH熔点是360.4℃，沸点是1320℃，在700-1000℃范围内，氢氧化钠(NaOH)和/或氢氧化钾(KOH)呈熔融流体状态，流体阻力小，不会发生气相物质的受阻现象；当含有酸性物质和有机高分子物质(如焦油、重油)等杂质的可燃性气体通过熔融流体状态的碱液时，酸性物质被碱中和吸收除去；有机高分子物质(如焦油、重油)进一步被熔融流态状的高温(700-1000℃)液态碱进行深度热裂解和分解成小分子烃类气体组分(H₂、CH₄、C₁-C₃、CO、CO₂、H₂O)，使可燃性气体中的酸性物质和高分子有机物(如焦油、重烃物质)的百分含量符合发动机(或内燃机)燃气的规定，其化学原理如下：

脱酸反应：

2NaOH+SO₃→Na₂SO₄+H₂O(或2KOH+SO₃→K₂SO₄+H₂O)

2NaOH+CO₂→Na₂CO₃+H₂O(或2KOH+CO₂→K₂CO₃+H₂O)

NaOH+HCl→NaCl+H₂O(或KOH+HCl→KCl+H₂O)

2NaOH+H₂S→Na₂S+2H₂O(或2KOH+H₂S→K₂S+2H₂O)

NaOH+NO₂→NaNO₃+H₂O(或KOH+NO₂→KNO₃+H₂O)

夹带在可燃性气体中的高分子有机物(如焦油组分、重烃组分)进一步被热裂解成小分子可燃性气体：

在本发明中，如果焦油组分和重烃组分的百分含量小，采用常规的酸碱中和反应和吸附脱焦的技术和设备，能够除去第二级高温热裂解排出的气相物质中的酸性物质和重烃组分，且经检测成品燃气中C₄以上烃类组分以及酸性物质含量均符合车用燃气的质量标准时，也可采用常规的酸碱中和反应和吸附的技术方法；通常采用无机碱(如石灰乳)作为原料脱酸，其化学原理如下：

SO₂+Ca(OH)₂→CaSO₄+H₂O

SO₃+Ca(OH)₂→GaSO₄+H₂O

CO₂+Ca(OH)₂→CaCO₃+H₂O

NO₂+Ca(OH)₂→Ca(NO₃)₂+H₂O

H₂S+Ca(OH)₂→CaS+H₂O

HCl+Ca(OH)₂→CaCl₂+H₂O

采用吸附的方法，进一步脱去上述中和反应后的气相物质中残留的酸性组分和焦油等重烃，将常规的吸附剂(如颗粒活性炭、沸石、颗粒状氧化铝、……)和/或吸附材料(如碳纤维毯)配置在密闭的容器中，采用公知的气体净化技术方法，将上述第一步脱酸后的可燃性气体输入到所述的容器中，与容器内的吸附剂或吸附材料接触；吸附剂或吸附材料把可燃性气体中的酸性气体组分和焦油等有机高分子物质吸附，使可燃性气体得到提纯和净化，可燃性气体中的酸性物质被吸附剂或吸附材料除去，使可燃性气体中C₅以上的烃和酸性物质的百分含量符合发动机(或内燃机)燃气的规定。

为了发动机(或内燃机)燃气的无泄露安全使用，添加一定量的臭味剂到所述的可燃性气体中，以防被泄露到空气中的可燃性气体被及时地发现，本发明采用公知的臭味剂，如四氢噻吩(THT)臭味剂及其它臭味有机物等；

按本发明的方法包括以下步骤：

(1).第一级中温(400-600℃)热裂解(固相或/和液相物质的裂解)：将生物质和/或有机废弃物作为原料，输送到密闭的热裂解设备内，采用常规的热化学转换技术和设备，给热裂解设备供热或给原料加热，在400-600℃、负压或常压条件下，对原料进行热裂解或干馏，热裂解或干馏后得到气相物质、灰分和固体炭等产物，将产生的气相物质排出裂解设备，并与固态产物(如灰分和残炭)分离；

(2).第二级高温(700-1100℃)热裂解(气相物质的裂解)：将上述(1)设备排出的中温(400-600℃)气相物质直接输入到密闭的高温热裂解设备内，采用公知的有机烃类物质热分解的方法和设备，给高温热裂解设备供热或给气相物质加热，在700-1100℃、负压或常压条件下，对气相物质进行深度的高温热裂解，或将一定量的过热水蒸气通入高温热解设备中与气相物质接触，对气相物质进行水蒸气作用下的高温热裂解，并将裂解过程中产生的积炭转换成可燃性的氢气(H₂)和一氧化碳(CO)，热裂解后得到由小分子构成的可燃性气体；将上述热解产生的可燃性气体排出高温热裂解设备；

如果气相物质内含有一定量的焦油、重油或芳烃类等有机高分子物质，致使产品燃气中的C3以上的有机烃物质超标时，采用常规的催化裂解技术和催化设备，对(1)设备排出的气相物质进行催化裂解；即，将上述(1)设备引出的气相物质输入密闭的催化设备中，在700-1100℃、负压或常压条件下，采用公知的热解催化剂，进行催化裂解反应，催化裂解后得到由小分子构成的可燃性气体，将催化裂解后产生的可燃性气体排出裂解设备；

(3).燃气的精制：将上述(2)裂解设备排出的可燃性气体直接输入到装有温度为700-1000℃熔融流体状态的高温无机碱(如氢氧化钠和/或氢氧化钾)的密闭反应容器中，熔融流体状态下的高温无机碱吸收和除去酸性气体，同时热裂解有机高分子物质(如木焦油、重油、芳烃)成为小分子的可燃性气体(H₂、CH₄、C₁-C₃、CO、CO₂、H₂O)，然后将高温熔融流体状态的无机碱处理后的可燃性气体从精制装置中引出；

或是将上述(2)裂解设备排出的可燃性气体直接引入到装有无机碱(如氢氧化钙、氢氧化钠或氢氧化钾)溶液的密闭反应容器中，采用常规的酸碱中和反应技术和设备，进行可燃性气体的酸碱中和反应，脱去可燃性气体中的酸性物质；然后，将脱酸后的可燃性气体引入到配置有吸附剂(如颗粒活性炭、沸石、颗粒状氧化铝、……)和/或吸附材料(如碳纤维毯)的密闭的容器中，采用公知的气体净化技术方法和设备，使脱酸后的可燃性气体与容器内的吸附剂或吸附材料接触，吸附和除去可燃性气体中夹带残留酸性气体和焦油等有机高分子物质，然后，将可燃性气体从精制装置中引出；

(4).燃气的调配：将上述(3)装置引出的可燃性气体输入到燃气储罐中，将一定量的气体臭味剂加入燃气储罐中混合；取出气样，测试可燃性气体的热值，应该达到≥31.4MJ/m³(标准状况)，如果该热值不符合此标准，加入高热值的石油液化气和/或碳原子数在4以下的其它方法制造的烃类气体到燃气储罐中进行调配，使其燃气的热值达到≥31.4MJ/m³标准(标准状况)；

附图说明

图1是一种用生物质和/或有机废弃物制取发动机燃气的方法的工艺流程图，在图1中：

(1)螺旋式或往复式进料机，(2)阀门，(3)第一级中温热裂解设备，(4)燃烧炉，(5)固体产物排出阀，(6)固体产物储箱，(7)第二级高温热裂解设备，(8)燃烧炉，(9)过热水蒸汽阀门，(10)过热水蒸气发生器，(11)催化裂解设备，(12)脱酸热裂解设备，(13)燃烧炉，(14)臭味剂储罐，(15)石油液化气或小分子烃类气体储柜，(16)发动机(或内燃机)燃气(成品)储柜，(17)冷凝器，(18)冷凝器，(19)阀门，(20)阀门，(21)脱酸设备，(22)燃气输送泵，(23)吸附设备，(24)燃气输送泵，(25)压缩机，(26)输送泵，(27)阀门，(28)阀门；

具体实施方式

如附图所示，本发明的方法包括：将所述的原料先进行第一级中温热裂解反应，引出裂解产生的气相产物、对引出的气相产物直接继续进行第二级高温热裂解和/或催化裂解，产生小分子的燃气产物，再对小分子燃气产物进行精制，最终进行燃气的调配等工序，通过热化学转换技术，生产出高热值的车船发动机(或内燃机)燃气；

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明，但本实施例不受其限制；

实施例1

①.将150公斤玉米秸秆、100公斤高梁秸秆和200公斤麦秸杆破碎到3-10mm碎片，再输送到气流干燥器中，用热空气作为气流剂，将秸秆进行气流干燥，脱去水分，从气流干燥器后配置的旋风收集罐中收集干燥后的秸秆碎片，其水含量控制在15％(Wt％)以下；取上述含水在15％以下的秸秆碎片450公斤，与尺寸为3-10mm的干燥的550公斤废塑料碎片进行混合，作为本实施例1的原料；通过进料机(1)将所述的原料按照16-17公斤/分钟的速率输送到密闭的内部配置有螺旋杆搅拌器的卧式热裂解设备(2)中，用加热炉(4)给热裂解设备(2)的外壁进行间接加热，启动设备(2)内的螺旋杆搅拌器旋转，受螺旋杆搅拌器的旋转推动作用，原料从配置有进料阀(2)的设备(3)的一端，移向配置有排渣阀(5)的设备(3)的另一端；设备(3)内的温度控制在420-560℃，压力为≤0.09MPa，设备(3)内的原料受热后发生热裂解反应或干馏，不断地分解成气相物质，残炭和灰分残碳等产物；将设备(3)内产生的灰分残炭经阀门(5)排出设备(3)，将设备(3)的气相产物引出设备(3)；

②.将上述①的设备(3)引出的气相物质直接输入到热裂解设备(7)内；本实施例采用常规的裂管式反应器，管内是流动的被加热的气相物质，气相物质受热裂管外高温炉气的加热而被热裂解或分解；同时地，将过热水蒸气发生器(10)产生的温度为850℃，压力为0.3MPa的过热水蒸气经阀门(9)通入高温热解设备(7)内的热裂管中，与设备(3)引出的气相物质进行混合后再去进行高温热裂解；采用燃烧炉(8)给设备(7)内配置的热裂化管进行高温加热；热裂管内的物料温度控制在800-900℃，压力为≤0.09MPa；从设备(3)引出的气相物质和过热水蒸气接触后形成混合气体，该混合气体在设备(7)内的裂管中流动，从热裂管一端进，并受热后发生深度热裂解或分解，转变成小分子的气相物质，然后从热裂管另一端排出高温热裂解设备(7)；

关闭阀门(28)，打开阀门(27)，将(7)设备排出的小分子气相物质引入到催化固定床中进行催化裂解，固定床内的温度在600-800℃，压力为≤0.09MPa，采用SR-1型催化剂，进行催化裂解反应，催化裂解后得到由小分子构成的可燃性气体，将催化裂解后产生的可燃性气体排出催化裂解设备(11)；

③.将上述②的催化裂解设备(11)排出的可燃性气体经过阀门(19)直接输入到装有温度为700-800℃熔融流体状态氢氧化钠(NaOH)的密闭反应容器(12)中，使可燃性气体与熔融流体状态下氢氧化钠(NaOH)进行接触混合和鼓泡式的自力搅拌，氢氧化钠(NaOH)吸收酸性气体；同时地，熔融流体状的高温氢氧化钠利用700-800℃高温，将残留在可燃性气体中的有机高分子物质(如焦油、重油)进行热裂解，生成小分子的可燃性气体(H₂、CH₄、C₁-C₃、CO、CO₂、H₂O)，然后将高温熔融流体氢氧化钠处理后的可燃性气体从设备(11)中引出；

④.将上述③设备(11)引出的可燃性气体经冷凝器(17)进行降温至室温，分离出液态水分，不凝结的可燃性气体用罗兹泵(22)将冷凝器(17)排出的可燃性气体输送到燃气储气柜(16)中；将0.001％(Wt％)的四氢噻吩(THT)从臭味剂储罐(14)经输送泵(26)加入到燃气储柜(16)中；按公知的燃气取样方法(GB/T 13609)对燃气进行样品，然后按常规的燃气发热量的计算方法(如GB/T 11062)测试燃气储柜(16)中的可燃性气体的热值，其热值为32.3MJ/m³(标准状态)，并对可燃性气体中的相关组分依据相关检测规定要求进行分析化验，其结果是：可燃性气体的质量符合车用天然气的规定要求；

⑤.将上述④的燃气储柜(16)中的可燃性气体用专用烃类燃气压缩机输送到耐高压钢瓶中，至该燃气在钢瓶中压力为23MPa为止；再从该耐高压瓶中将燃气输入到配置在桑塔纳2000型出租小轿车的高压天然气瓶中至20MPa；然后，进行该桑塔纳2000型出租小轿车1000公里的行驶测试；将石油公司加油站销售的GB18047-2000车用压缩天然气加入到上述同台的桑塔纳2000型出租小轿车的高压天然气瓶中至20MPa，按上述同样的行驶条件，与本实施例生产出的燃气作燃料对比的车辆行驶试验，其结果是：车辆行驶的单位公里的燃气耗量、车辆行驶的里程总数、车辆的提速状况、以及发动机的腐蚀和磨损情况等方面，效果一致。

上述工艺参数及结果如下：

1、反应参数：

第一级热裂解反应时间：10-15分钟；

热解反应压力：0.02-0.09MPa；

热解反应温度：420-560℃；

第二级热裂解反应时间：1-3分钟；

热解反应压力：0.02-0.09MPa；

热解反应温度：800-900℃；

过热水蒸气的温度：850℃

过热水蒸气的压力：0.3MPa

催化裂解温度：600-800℃

催化剂：SR-1型

燃气精制的无机碱：氢氧化钠

熔融碱的温度：700-800℃

裂解反应总时间：一小时

2、反应物：

●玉米秸秆：150KG(45％，Wt％)；

●高梁秸秆：100KG(10％，Wt％))；

●麦秸杆；200KG(20％，Wt％)；

对上述三种秸秆进行混合组成原料，其原料的元素组成分析(Wt％)：

C为49.1％；H为6.16％；N为0.66％，S为0.08％；

●废塑料：550KG(55％，Wt％)

废塑料的组成(Wt％)：137.5kg聚乙烯(PE)为25％，137.5kg聚丙烯(PP)为40％，192.5kg聚苯乙烯(PS)为35％；

3、生成物：可燃性气体

●产燃气量：952m³

●热值：32.3MJ/m³(标准状态)

●总硫(mg/m³)：99(以硫计)

●硫化氢(mg/m³)：4

●二氧化碳yco₂％：1.4

●氧气yo₂，％：0.16

●固体颗粒直径：3.5μm

●产气速率：952m³/小时

●C₃及C₃以上组分含量：4.23％(V/V)

●辛烷值(MON)：110(采用ASTM的辛烷值评定方法)

实施例2

①.将350公斤稻草和650公斤木屑分别破碎到3-10mm碎片，然后进行混合组成1000公斤生物质碎片原料，再将此碎片原料输送到气流干燥器中，用热空气作为气流剂，将碎片原料进行气流干燥，脱去水分，从气流干燥器后配置的旋风收集罐中收集干燥后的碎片原料，其水含量控制在15％(Wt％)以下；取上述含水在15％以下的碎片原料1000公斤，作为本实施例2的原料；按照上述实施例1的同样方法、设备和操作条件对所述的原料进行热裂解；最后，将设备(3)的气相产物引出设备(3)；

②.将上述①的设备(3)引出的气相物质直接输入到热裂解设备(7)内；按照上述实施例1的同样方法、设备和操作条件对设备(3)引出的气相物质进行处理；最后，将催化裂解后产生的可燃性气体排出催化裂解设备(11)；

③.将上述②的催化裂解设备(11)排出的可燃性气体经阀门(20)和冷凝器(18)冷凝降温至室温，再将可燃性气体引入到装有25％浓度的氢氧化钙水溶液(石灰乳液)的密闭反应容器(21)中，进行酸碱中和反应，脱去可燃性气体中的酸性物质；然后，将脱酸后的可燃性气体从反应容器(21)中排出，引入到配置有尺寸为2-5mm颗粒活性炭的密闭的容器(23)中，使脱酸后的可燃性气体与容器(23)内的颗粒活性炭接触，颗粒活性炭吸附和除去可燃性气体中夹带的焦油等有机高分子物质，然后，将可燃性气体从容器(23)中引出；

④.将上述③设备(23)引出的可燃性气体用罗兹泵(24)输送到燃气储气柜(16)中；将0.001％(Wt％)的四氢噻吩(THT)臭味剂经输送泵(26)加入燃气储柜(16)中；按照实施例1的方法对燃气进行取样和测试，测得热值为17.3MJ/m³(标准状态)，燃气的产生量为960m³(标准状态)；将热值为102MJ/m³(标准状态)的200m³(标准状态)石油液化气体从储柜(15)经压缩机(25)的推动，加入到燃气储柜(16)中，对燃气进行调配，调配后的燃气体积为1110m³(标准状态)；然后对调配后的燃气中的相关组分依据相关检测规定要求进行分析化验，其结果是：可燃性气体的发热值为31.9MJ/m³(标准状态)，其它相关指标均符合车用天然气的规定(GB18047-2000)；

⑤.将上述④的燃气储柜(16)中的可燃性气体用专用烃类燃气压缩机输送到耐高压钢瓶中，至该燃气在钢瓶中压力为23.5MPa为止；再从该耐高压瓶中将燃气输入到配置在日产Honda牌小轿车的高压天然气瓶中至21MPa；然后，进行该日产Honda牌小轿车1000公里的行驶测试；将石油公司加油站销售的天然的车用天然气加入到上述同样的日产Honda牌小轿车的高压天然气瓶中至21MPa，按上述同样的行驶条件，与本实施例2生产出的燃气作燃料对比的车辆行驶试验，其结果是：车辆行驶的单位公里的燃气耗量、车辆行驶的里程总数、车辆的提速状况、以及发动机的腐蚀和磨损情况等方面，效果一致。

上述工艺参数及结果如下：

1.反应参数：

第一级热裂解反应时间：10-15分钟；

热解反应压力：0.02-0.09MPa；

热解反应温度：420-560℃；

第二级热裂解反应时间：1-3分钟；

热解反应压力：0.02-0.09MPa；

热解反应温度：800-900℃；

过热水蒸气的温度：850℃

过热水蒸气的压力：0.3MPa

催化裂解温度：600-800℃

催化剂：SR-1型

脱酸物质：25％的氢氧化钙溶液(石灰乳)

吸附剂：颗粒活性碳

裂解反应总时间：一小时

2.反应物：

稻草350KG(35％，Wt％)和木屑650KG(65％，，Wt％)的混合物

元素组成分析(Wt％)：C为49.3％；H为5.56％；N为0.39％，S为0.11％；

3.生成物：可燃性气体

●产燃气量：960m³

●热值：17.3MJ/m³(标准状态)

4.添加石油液化气：200m³

石油液化气热值：102MJ/m³(标准状态)

调配后燃气的总热值：31.9MJ/m³(标准状态)

调配后燃气总体积：1110m³

5.其它指标如下：

●总硫(mg/m³)：98(以硫计)

●硫化氢(mg/m³)：5.7

●二氧化碳yco₂％：1.3

●氧气yo₂，％：0.19

●固体颗粒直径：3.2μm

●产气速率：960m³/小时

●C₃及C₃以上组分含量：10.2％(V/V)

●辛烷值(MON)：102(采用ASTM的辛烷值评定方法)

实施例3

①.将500公斤废塑料(PE、PP、PS)和500公斤废轮胎分别破碎到3-10mm碎片，然后进行混合组成1000公斤烃类有机废弃物碎片原料，作为本实施例3的原料；按照上述实施例1的同样方法、设备和操作条件对所述的原料进行热裂解；最后，将设备(3)的气相产物引出设备(3)；

②.将上述①的设备(3)引出的气相物质直接输入到热裂解设备(7)内；本实施例采用常规的裂管式反应器，管内是流动的被加热的气相物质，气相物质受热裂管外高温炉气的加热而被热裂解或分解；采用燃烧炉(8)给设备(7)内配置的热裂化管进行高温加热；热裂管内的物料温度控制在800-900℃，压力为≤0.09MPa；气体在设备(7)内的裂管中流动，从热裂管一端进，并受热后发生深度热裂解或分解，转变成小分子的气相物质，然后从热裂管另一端排出高温热裂解设备(7)；将(7)设备排出的小分子气相物质引入到催化固定床中进行催化裂解，固定床内的温度在600-800℃，压力为≤0.09MPa，采用由50％(Wt％)的ZSM-5和50％(Wt％)的Y15分子筛组合的固体颗粒性混合物作为固定床中的热裂解催化剂，进行催化裂解反应，催化裂解后得到由小分子构成的可燃性气体，将催化裂解后产生的可燃性气体排出催化裂解设备(11)；

③.将上述②的催化裂解设备(11)排出的可燃性气体经过阀门(19)直接输入到装有温度为700-800℃熔融流体状态氢氧化钾(KOH)的密闭反应容器(12)中，使可燃性气体与熔融流体状态下氢氧化钾(KOH)进行接触混合和鼓泡式的自力搅拌，氢氧化钾(KOH)吸收酸性气体；同时地，熔融流体状的高温氢氧化钠利用700-800℃高温，将残留在可燃性气体中的有机高分子物质(如重油)进行热裂解，生成小分子的可燃性气体(H₂、CH₄、C₁-C₃)，然后将高温熔融流体氢氧化钾处理后的可燃性气体从设备(11)中引出；

④.将上述③设备(11)引出的可燃性气体经冷凝器(17)进行降温至室温，用罗兹泵(22)将冷凝器(17)排出的可燃性气体输送到燃气储气柜(16)中；将0.001％(Wt％)的四氢噻吩(THT)从臭味剂储罐(14)经输送泵(26)加入到燃气储柜(16)中；按公知的燃气取样方法(GB/T13609)对燃气进行样品，然后按常规的燃气发热量的计算方法(如GB/T11062)测试燃气储柜(16)中的可燃性气体的热值，其热值为36.9MJ/m³(标准状态)，并对可燃性气体中的相关组分依据相关检测规定要求进行分析化验，其结果是：可燃性气体的质量符合GB18047-2000车用压缩天然气的规定要求；

⑤.将上述④的燃气储柜(16)中的可燃性气体用专用天然气压缩机输送到耐高压钢瓶中，至该燃气在钢瓶中压力为24MPa为止；再从该耐高压瓶中将燃气输入到配置在桑塔纳2000型出租小轿车的高压天然气钢瓶中至22MPa；然后，进行该桑塔纳2000型出租小轿车1000公里的行驶测试；将石油公司加油站销售的车用压缩天然气加入到上述同样的桑塔纳2000型出租小轿车的高压天然气钢瓶中至22MPa，按上述同样的行驶条件，与本实施例3生产出的燃气作燃料对比的车辆行驶试验，其结果是：车辆行驶的单位公里的燃气耗量、车辆行驶的里程总数、车辆的提速状况、以及发动机的腐蚀和磨损情况等方面，效果一致。

上述工艺参数及结果如下：

1、反应参数：

第一级热裂解反应时间：10-15分钟；

热解反应压力：0.02-0.09MPa；

热解反应温度：420-560℃；

第二级热裂解反应时间：1-3分钟；

热解反应压力：0.02-0.09MPa；

热解反应温度：800-900℃；

催化裂解温度：600-800℃

催化剂：由50％(Wt％)的ZSM-5和50％(Wt％)的Y15

分子筛组合的固体颗粒性混合物

燃气精制的无机碱：氢氧化钾

熔融碱的温度：700-800℃

裂解反应总时间：一小时

2、反应物：

●废塑料：500KG(50％，Wt％)

废塑料的组成(Wt％)：150kg聚乙烯(PE)为30％，150kg聚丙烯(PP)为30％，200kg聚苯乙烯(PS)为40％；

●废轮胎：500KG(50％，Wt％)

3、生成物：可燃性气体

●气体主要成分：H₂、CH₄、C₂H₆、C₂H₄

●产燃气量：866m³

●热值：36.9MJ/m³(标准状态)

●总硫(mg/m³)：204(以硫计)

●游离水分：无

●铜片腐蚀：≤1

●蒸发残留物：0.041(mL/100mL)

●C₃及C₃以上组分含量：2.76％(V/V)

●蒸汽压(37.8℃)：1298(kPa)

●产气速率：866m³/小时(标准状态)

●燃气密度(15℃)：2.32KG/m³

●硫化氢(H₂S)：无

●辛烷值(MON)：94(采用ASTM的辛烷值评定方法)

实施例4

①.将1000公斤生活垃圾破碎到3-10mm碎片，作为本实施例4的原料；按照上述实施例1的同样方法、设备和操作条件对所述的原料进行热裂解；最后，将设备(3)的气相产物引出设备(3)；

③.将上述②的催化裂解设备(11)排出的可燃性气体经阀门(20)和冷凝器(18)冷凝降温至室温，再引入到装有25％浓度的氢氧化钙水溶液(石灰乳液)的密闭反应容器(21)中，进行酸碱中和反应，脱去可燃性气体中的酸性物质；然后，按照上述实施例2的同样方法、设备和操作条件对密闭反应器(21)引出的气相物质进行处理；最后，将可燃性气体从容器(23)中引出；

④.将上述③设备(23)引出的可燃性气体用罗兹泵(24)输送到燃气储气柜(16)中；将0.001％(Wt％)的四氢噻吩(THT)臭味剂经输送泵(26)加入燃气储柜(16)中；按公知的燃气取样方法(GB/T 13609)对燃气进行样品，然后按常规的燃气发热量的计算方法(如GB/T 11062)测试燃气储柜(16)中的可燃性气体的热值，其热值为33.6MJ/m³(标准状态)，并对可燃性气体中的相关组分依据相关检测规定要求进行分析化验，其结果是：可燃性气体的质量符合GB18047-2000车用压缩天然气的规定要求；

⑤.将上述④的燃气储柜(16)中的可燃性气体用专用天然气压缩机输送到耐高压钢瓶中，至该燃气在钢瓶中压力为24MPa为止；再从该耐高压瓶中将燃气输入到配置在桑塔纳2000型出租小轿车的压缩天然气钢瓶中至22MPa；然后，进行该桑塔纳2000型出租小轿车1000公里的行驶测试；将石油公司加油站销售的GB18047-2000车用压缩天然气加入到上述同样的桑塔纳2000型出租小轿车的高压天然气钢瓶中至22MPa，按上述同样的行驶条件，与本实施例4生产出的燃气作燃料对比的车辆行驶试验，其结果是：车辆行驶的单位公里的燃气耗量、车辆行驶的里程总数、车辆的提速状况、以及发动机的腐蚀和磨损情况等方面，效果一致。上述工艺参数及结果如下：

1、反应参数：

第一级热裂解反应时间：10-15分钟；

热解反应压力：0.02-0.09MPa；

热解反应温度：420-560℃；

第二级热裂解反应时间：1-3分钟；

热解反应压力：0.02-0.09MPa；

热解反应温度：800-900℃；

催化裂解温度：600-800℃

催化剂：由70％(Wt％)的HZSM-5和30％(Wt％)的Y15

分子筛组合的固体颗粒性混合物

脱酸物质：25％的氢氧化钙溶液(石灰乳)

吸附剂：颗粒活性碳

裂解反应总时间：一小时

●2、反应物；

生活垃圾：1000KG；

垃圾物理性质(W％)：水分35.6％，总固体类(包括碳水化合物、废塑料、纤维素、淀粉、金属、粉煤灰等)64.4％，PH值为8.10，容积为0.56吨/m³；

1000KG垃圾的容积：0.56M³

垃圾的元素分析：H 7.32％(w％)；C 23.3％(w％)；O 51.33％(w％)；S 0.4％(w％)；N 1.5％(w％)，；金属及无机物16.15％(w％)；

3、生成物：可燃性气体；主要成分：H₂、CH₄、C₂H₆、C₂H₄、C₃H₆、C₃H₈、CO

●产燃气量：366m³

●热值：33.6MJ/m³(标准状态)

●总硫(mg/m³)：199(以硫计)

●游离水分：无

●铜片腐蚀：≤1

●蒸发残留物：0.031(mL/100mL)

●C₃及C₃以上组分含量：3.3％(V/V)

●蒸汽压(37.8℃)：1303(kPa)

●产气速率：366m³/小时(标准状态)

●燃气密度(15℃)：2.41KG/m³

●硫化氢(H₂S)：无

●辛烷值(MON)：93(采用ASTM的辛烷值评定方法)

Claims

1.一种用生物质和/或有机废弃物制取发动机燃气的方法，包括以下步骤：

(1).将生物质和/或有机废弃物作为原料，输送到密闭的热裂解设备内，采用常规的热化学转换技术和设备，给热裂解设备供热或给原料加热，在400-700℃、负压或常压条件下，对原料进行热裂解或干馏，热裂解或干馏后得到气相物质、灰分和固体炭等产物，将产生的气相物质排出裂解设备，并与固态产物分离；

(2).将上述(1)设备排出的温度为400-700℃的气相物质直接输入到密闭的高温热裂解设备内，采用公知的有机烃类物质热分解的方法和设备，给高温热裂解设备供热或给气相物质加热，在700-1100℃、负压或常压条件下，对气相物质进行深度的高温热裂解，或将一定量的过热水蒸气通入高温热解设备中与气相物质接触，对气相物质进行水蒸气作用下的高温热裂解，并将裂解过程中产生的积炭转换成可燃性的氢气(H₂)和一氧化碳(CO)，热裂解后得到由小分子构成的可燃性气体；将上述热解产生的可燃性气体排出高温热裂解设备；

(3).将上述(2)裂解设备排出的可燃性气体直接输入到装有温度为700-1000℃熔融流体状态的高温无机碱的密闭反应容器中，熔融流体状态下的高温无机碱吸收和除去酸性气体，同时热裂解有机高分子物质成为小分子的可燃性气体，然后将高温熔融流体状态的无机碱处理后的可燃性气体从精制装置中引出；

或是将上述(2)裂解设备排出的可燃性气体直接引入到装有无机碱溶液的密闭反应容器中，采用常规的酸碱中和反应技术和设备，进行可燃性气体的酸碱中和反应，脱去可燃性气体中的酸性物质；然后，将脱酸后的可燃性气体引入到配置有吸附剂和/或吸附材料的密闭的容器中，采用公知的气体净化技术方法和设备，使脱酸后的可燃性气体与容器内的吸附剂或吸附材料接触，吸附和除去可燃性气体中夹带残留酸性气体和焦油等有机高分子物质，然后，将可燃性气体从精制装置中引出；

(4).将上述(3)装置引出的可燃性气体输入到燃气储罐中，将一定量的气体臭味剂加入燃气储罐中混合；取出气样，测试可燃性气体的热值，应该达到≥31.4MJ/m³(标准状况)，如果该热值不符合此标准，加入高热值的石油液化气和/或碳原子数在4以下的其它方法制造的烃类气体到燃气储罐中进行调配，使其燃气的热值达到≥31.4MJ/m³(标准状况)标准。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中所述的原料包括：农业和林业废弃物，如农村作物秸秆、稻壳、树枝、木屑、甘蔗渣、玉米芯、水生植物、各类野生植物、各类淀粉作物、天然树脂、花生壳、皂脚、动植物油、动物粪便及城市生活垃圾；以及有机废弃物，其中包括：废塑料、废橡胶、尼龙、废机油、重油、渣油、有机溶剂、劣质石油、油漆、有机化工废品、有机污泥、油沙、各类有机废弃物。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中所述的高温热裂解设备；其中包括：裂管式反应器、以无机热载体(如沙子)为传热媒介的各类型流化床反应器、管式反应器、提升管流化反应器、各类型固定床反应器。

4.根据权利要求1的方法，其特征在于，其中所述的催化剂可选用公知的裂解催化剂，如ZSM-5、HZSM-5、Y型分子筛、AL₂O₃和SR-1型催化剂。