CN102517077A - 利用不同粒径桃树枝制取可燃气体的方法 - Google Patents

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尹仁湛
吴晋锴
吴小武
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Abstract

一种利用不同粒径废弃桃树枝生产可燃气体的方法，包括：①桃树枝的收集与晾晒，使其水分小于15％；②桃树枝的切割，使其长度为2～3cm；③气化炉预加料：用适量的块状木炭添满气化炉下部，随后将生物质颗粒燃料添加到气化炉内构成颗粒燃料层；⑤点火准备：检查罗茨风机；调节回路调节阀，启动喷淋水泵；⑥点火与加料：开启罗茨风机，用废旧报纸点着火，当颗粒燃料层形成红色、炙热的燃烧层后加入一定量桃树枝原料，待试火点能点燃且能连续燃烧时即为可燃气成功产出。本发明方法运用生物质气化工艺，将不同粒径桃树枝转化为可供村民日常生活使用的可燃气体，提高了生物质的热能利用率，使废弃桃树枝得到资源化利用。

Description

利用不同粒径桃树枝制取可燃气体的方法
技术领域
本发明涉及生物质能源利用技术领域，特别是涉及一种利用不同粒径桃树枝通过生物质气化技术生产可燃气体的方法。
背景技术
生物质包括木材及森林工业废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市生活垃圾及工业废弃物和排泄物。据估计，植物每年贮存的能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1％。
生物质气化是生物质能高品位利用的一种主要转换技术，是将生物质原料在缺氧状态下燃烧和还原的能量转换过程，它可以将固态生物质原料转换成高品位的可燃气体，可用于炊事、锅炉、采暖、内燃机及燃气轮机等动力装置。
以上海浦东新区新场镇果园村为例。该村盛产水蜜桃，共有桃园1500亩，平均每亩有桃树40棵，每年11月至次年3月是桃树修剪期，每棵修剪掉桃树枝30斤左右，一年产生桃树枝废弃物900吨，除少量桃树枝被村民当作薪柴燃烧外，大量废弃桃树枝被随意堆放在田间、道路、河旁，严重影响村容村貌，因此，用生物质气化技术对这些废弃的桃树枝进行利用，生产可燃气体，是一种很好的资源化利用农业废弃物的途径。
经过对现有技术的文献检索发现，目前大多采用生物质气化炉适用于处理秸秆、玉米芯等农业废弃物，且对物料粒径的大小有较严格要求，一般要求原料粒径≤3cm，不同类型及不同规模的气化炉对生物质粒径范围要求不同，如果生物质粒径范围不合适，气化炉在操作过程中容易出现点火难，产气不稳定，燃气品质差等缺点，
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种利用不同粒径桃树枝制取可燃气体的方法，增加了预加料过程，克服了一般方法点火难，烟熏操作者，气化装置对物料粒径适应性小的问题，使其不仅处理了相关的农业废弃物，而且产生了清洁能源，变废为宝，在技术上简单可行。
本发明的解决技术方案如下：
一种利用不同粒径桃树枝制取可燃气体的方法，其特点在于，该方法包括如下步骤：
①原料准备：采集修剪后废弃的桃树枝，平摊空地之上自然晾晒风干，使水分小于15％。
②切割：对步骤①所得桃树枝进行切割，使其成为边长为2～3cm的块、枝状。
③气化炉预加料：用适量的块状木炭添满气化炉下部，之后添加颗粒燃料到气化炉内，应加到炉内斜坡下缘为宜；添加完物料之后再添加少量易于燃烧的物料，以便点炉时的引火用。
④点火准备：检查罗茨风机传动轴能否用手转动，如若不能，应先从清洗口注入适量工业酒精处理，直到用人手能转动罗茨风机传动轴为止；打开排空阀门，调节回路调节阀，启动喷淋水泵。
⑤点火，加料：用废旧报纸点着火，从加料口扔进炉膛内，待炉膛内颗粒燃料层被点着并形成红色、炙热的均匀燃烧层后，依需要投入相应数量桃树枝，拧上加料口盖，待试火点能点燃且能连续燃烧时即认为可燃气体已经成功产出，可输送至燃气储气柜。
步骤①中所述自然风干的桃树枝性质如下：
表1桃树枝理化特性(质量分数％)
Figure BDA0000115396990000021
步骤②中所述切割方法为：若桃树枝直径小于2cm，可用铡草机切割，若桃树枝直径大于2cm，用电锯进行切割。
与现有技术相比，本发明方法扩充了下吸式生物质气化装置处理生物质原料的种类和物料粒径的范围，将不同粒径桃树枝转化为可供村民日常生活使用的可燃气体，实现了桃枝废弃物的资源化、减量化和无害化的利用。该方法简单易行，能有效克服气化炉在操作过程中容易出现点火难，产气不稳定，燃气品质差等缺点。
附图说明
图1为本发明实施例使用的气化设备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例采用的装置是下吸式生物质气化装置，如图1所示，本实施例采用的气化设备包括以下组件：1.下吸式气化炉；2.一级过滤器；3.喷淋净化器；4.气水分离器；5.二级生物质过滤器；6.罗茨风机；7.喷淋水泵；8.回路调节阀；9.流量计；10.试火点。经过切割的桃树枝物料送入下吸式气化炉1进行气化反应，产出气通过一级过滤器2初步除去灰分和焦油，之后进入喷淋净化器3进行清洗，进一步去除焦油和细灰，同时，产出气体由于被冷却，除其中气态焦油成分凝结被清洗掉外，也提高了单位容积气体的能量密度，产出气由喷淋净化器出来后进入气水分离器4去除气体中携带的水滴，然后经过二级生物质过滤器5进一步过滤，所得到的洁净气体由罗茨风机6送入储气柜，进而送入供气管网为居民提供炊事用燃气。
实施例1：
①原料准备：采集修剪后废弃的桃树枝(直径小于1cm)，平摊空地之上自然晾晒风干，使水分小于15％，
②切割：用铡草机将其切割成长度2～3cm条状。
③气化炉预加料：打开气化炉清灰门，用适量的块状木炭添满气化炉下部；再从气化炉加料口加块状少许木炭，添加到喉口喷嘴以下为限；添加完木炭之后再添加颗粒燃料到气化炉内，颗粒燃料应加到炉内斜坡下缘为宜；添加完颗粒燃料之后再添加少量易于燃烧的物料，以便点炉时的引火用。
④点火准备：检查罗茨风机传动轴能否用手盘动，如若不能，应先从清洗口注入适量工业酒精进行浸泡清洗处理；调整回路调节阀使风机出口流量保持在20～30m3/h范围内。启动喷淋水泵，打开循环水入口水龙阀门。
⑤点火，加料：用废旧报纸点着火，从加料口扔进气化炉膛内，待炉膛内颗粒燃料层被点着并形成红色、炙热均匀的燃烧层后，根据需要向气化炉中投入相应数量桃树枝物料，拧上加料口盖；缓慢调整回路调节阀，使炉内产气稳定并达到需求的产气量；两分钟后开始产生可燃气体，待试火点能点燃且能连续燃烧时即为可燃气体成功产出。
所产桃树枝气化燃气成分和热值见表2
表2桃树枝生物质燃气组分及热值(v/v％)
Figure BDA0000115396990000031
实施例2：
①原料准备：采集修剪后废弃的桃树枝(直径为1～2cm)，平摊空地之上自然晾晒风干，使水分小于15％，
②切割：用铡草机将其切割成长度2～3cm条状。
③气化炉预加料：打开气化炉清灰门，用适量的块状木炭添满气化炉下部；再从气化炉加料口加块状少许木炭，添加到喉口喷嘴以下为限；添加完木炭之后再添加颗粒燃料到气化炉内，颗粒燃料应加到炉内斜坡下缘为宜；添加完颗粒燃料之后再添加少量易于燃烧的物料，以便点炉时的引火用。
④点火准备：检查罗茨风机传动轴能否用手盘动，如若不能，应先从清洗口注入适量工业酒精进行浸泡清洗处理；调整回路调节阀使风机出口流量保持在20～30m3/h范围内。启动喷淋水泵，打开循环水入口水龙阀门。
⑤点火，加料：用废旧报纸点着火，从加料口扔进气化炉膛内，待炉膛内颗粒燃料层被点着并形成红色、炙热均匀的燃烧层后，根据需要向气化炉中投入相应数量桃树枝物料，拧上加料口盖；缓慢调整回路调节阀，使炉内产气稳定并达到需求的产气量；两分钟后开始产生可燃气体，待试火点能点燃且能连续燃烧时即为可燃气体成功产出。
所产桃树枝气化燃气成分和热值见见表3
表3桃树枝生物质燃气组分及热值(v/v％)
Figure BDA0000115396990000041
实施例3：
①原料准备：采集修剪后废弃的桃树枝(直径为2～4cm)，平摊空地之上自然晾晒风干，使水分小于15％，
②切割：用铡草机将其切割成长度2～3cm条状。
③气化炉预加料：打开气化炉清灰门，用适量的块状木炭添满气化炉下部；再从气化炉加料口加块状少许木炭，添加到喉口喷嘴以下为限；添加完木炭之后再添加颗粒燃料到气化炉内，颗粒燃料应加到炉内斜坡下缘为宜；添加完颗粒燃料之后再添加少量易于燃烧的物料，以便点炉时的引火用。
④点火准备：检查罗茨风机传动轴能否用手盘动，如若不能，应先从清洗口注入适量工业酒精进行浸泡清洗处理；调整回路调节阀使风机出口流量保持在20～30m3/h范围内。启动喷淋水泵，打开循环水入口水龙阀门。
⑤点火，加料：用废旧报纸点着火，从加料口扔进气化炉膛内，待炉膛内颗粒燃料层被点着并形成红色、炙热均匀的燃烧层后，根据需要向气化炉中投入相应数量桃树枝物料，拧上加料口盖；缓慢调整回路调节阀，使炉内产气稳定并达到需求的产气量；两分钟后开始产生可燃气体，待试火点能点燃且能连续燃烧时即为可燃气体成功产出。
所产桃树枝气化燃气成分和热值见见表4
表4桃树枝生物质燃气组分及热值(v/v％)
Figure BDA0000115396990000042
实施例4：
①原料准备：采集修剪后废弃的桃树枝(直径为4～6cm)，平摊空地之上自然晾晒风干，使水分小于15％，
②切割：用铡草机将其切割成长度2～3cm条状。
③气化炉预加料：打开气化炉清灰门，用适量的块状木炭添满气化炉下部；再从气化炉加料口加块状少许木炭，添加到喉口喷嘴以下为限；添加完木炭之后再添加颗粒燃料到气化炉内，颗粒燃料应加到炉内斜坡下缘为宜；添加完颗粒燃料之后再添加少量易于燃烧的物料，以便点炉时的引火用。
④点火准备：检查罗茨风机传动轴能否用手盘动，如若不能，应先从清洗口注入适量工业酒精进行浸泡清洗处理；调整回路调节阀使风机出口流量保持在20～30m3/h范围内。启动喷淋水泵，打开循环水入口水龙阀门。
⑤点火，加料：用废旧报纸点着火，从加料口扔进气化炉膛内，待炉膛内颗粒燃料层被点着并形成红色、炙热均匀的燃烧层后，根据需要向气化炉中投入相应数量桃树枝物料，拧上加料口盖；缓慢调整回路调节阀，使炉内产气稳定并达到需求的产气量；两分钟后开始产生可燃气体，待试火点能点燃且能连续燃烧时即为可燃气体成功产出。
所产桃树枝气化燃气成分和热值见见表5
表5桃树枝生物质燃气组分及热值(v/v％)
Figure BDA0000115396990000051
实施例5：
①原料准备：采集修剪后废弃的桃树枝(直径为6～8cm)，平摊空地之上自然晾晒风干，使水分小于15％，
②切割：用铡草机将其切割成长度2～3cm条状。
③气化炉预加料：打开气化炉清灰门，用适量的块状木炭添满气化炉下部；再从气化炉加料口加块状少许木炭，添加到喉口喷嘴以下为限；添加完木炭之后再添加颗粒燃料到气化炉内，颗粒燃料应加到炉内斜坡下缘为宜；添加完颗粒燃料之后再添加少量易于燃烧的物料，以便点炉时的引火用。
④点火准备：检查罗茨风机传动轴能否用手盘动，如若不能，应先从清洗口注入适量工业酒精进行浸泡清洗处理；调整回路调节阀使风机出口流量保持在20～30m3/h范围内。启动喷淋水泵，打开循环水入口水龙阀门。
⑤点火，加料：用废旧报纸点着火，从加料口扔进气化炉膛内，待炉膛内颗粒燃料层被点着并形成红色、炙热均匀的燃烧层后，根据需要向气化炉中投入相应数量桃树枝物料，拧上加料口盖；缓慢调整回路调节阀，使炉内产气稳定并达到需求的产气量；两分钟后开始产生可燃气体，待试火点能点燃且能连续燃烧时即为可燃气体成功产出。
所产桃树枝气化燃气成分和热值见见表6
表6桃树枝生物质燃气组分及热值(v/v％)
Figure BDA0000115396990000061

Claims (3)

1.一种利用不同粒径桃树枝制取可燃气体的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
①桃树枝的收集与晾晒：对修剪后废弃的桃树枝进行收集与晾晒处理，使其水分小于15％；
②桃树枝的切割：对步骤①所得的桃树枝进行切割，使其长度为2～3cm；
③气化炉预加料：用适量的块状木炭添满气化炉下部，随后将生物质颗粒燃料添加到气化炉内构成颗粒燃料层，然后添加少量易于燃烧的物料于该颗粒燃料层上，以便点炉时的引火用；
⑤点火准备：检查罗茨风机传动轴能否用手转动，如若不能，则先从清洗口注入适量工业酒精进行浸泡清洗处理，直到能用手转动为止；调节回路调节阀，启动喷淋水泵；
⑥点火与加料：开启罗茨风机，调整回路调节阀使罗茨风机出口流量保持在20～30m3/h范围内，用废旧报纸点着火，从所述气化炉的加料口扔进炉膛内，待炉膛内颗粒燃料层被点着并形成灼热、红色的均匀燃烧层后，依需要投入相应数量的桃树枝，拧上加料口盖，待试火点能点燃且能连续燃烧时，即为成功产出可燃气体。
2.根据权利要求1所述的利用不同粒径桃树枝制取可燃气体的方法，其特征在于，步骤②中对直径小于2cm的桃树枝用铡草机进行切割，对直径大于等于2cm的桃树枝用电锯进行切割。
3.根据权利要求1所述的利用不同粒径桃树枝制取可燃气体的方法，其特征在于，在步骤③中将所述的生物质颗粒燃料添加到气化炉内斜坡下缘。
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CN101440291A (zh) * 2008-12-24 2009-05-27 张建超 生物质气化装备及气化工艺

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