CN106590763A - 一种生物质肥料制备方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物质肥料制备方法，具体步骤如下，a)将生物质热解成可燃性气体和活性炭，并将活性炭收集至贮碳仓；b)将可燃性气体先后输送至喷淋塔、洗气塔、冷凝塔，除杂并降温至25℃‑30℃，冷凝后的溶液循环至蓄水池；e)输送至脱焦除尘塔进一步除杂，并收集至燃气贮罐；d)蓄水池中的液体静置分层，分别取出木醋液和焦油，粗木醋液在贮罐中继续静置沉淀3个月；e)将贮碳仓中的活性炭磨碎至120目，取粗木醋液的上层中和至pH＝7制成炭肥原料；f)在制样机组中将炭肥原料与生物菌、有机肥混合、造粒并烘干冷却，制成生物活性炭肥成品。本发明的有益效果是：有效解决了气化过程中气、固分离，并收集活性炭和废液，以制备生物质肥料，同时废气可用于发电。

Description

一种生物质肥料制备方法及其系统
技术领域
本发明涉及清洁能源技术领域，尤其涉及一种生物质肥料制备方法及其系统。
背景技术
生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，他是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。我国生物质能源极为丰富，全国农作物秸秆年产生量约6亿吨，大约3亿吨可作为燃料使用，折合约1.5亿吨标准煤，林木枝桠和林业废弃物年可获得量约9亿吨，大约3亿吨可作为能源利用，折合约2亿吨标准煤，目前我国生物质资源可转换为能源的潜力约8亿吨标准煤。
目前国内的活性炭生产大多采用炭化炉、活化炉等传统工艺，老工艺存在着能源损失大、炭烧失率高、污染环境、效率低、劳动强度大等弊端。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决所述现有技术出现的问题，建立一种基于生物质气化的气、固、液三项产品多联产及其产品高附加值利用的生物质肥料制备方法及系统。
本发明解决所述技术问题的技术方案如下：一种生物质肥料制备方法，包括下列步骤：
a)将生物质通过原料运输机输送至气化炉中热解成可燃性气体和活性炭，并将活性炭收集至贮碳仓；
b)打开引风机将可燃性气体先后输送至喷淋塔、洗气塔、冷凝塔，除去燃气中灰尘、焦油、有机酸及气体中的水分，并降温至25℃-30℃，冷凝后的溶液循环至蓄水池；
e)经过增压风机，继续输送至脱焦除尘塔进一步除去焦油、有机醛、酚和细颗粒物，并将燃气收集至燃气贮罐；
d)在蓄水池中静置分层，上层为粗木醋液，下层为木焦油，当pH＝4时，分别取出木醋液和焦油，粗木醋液在贮罐中继续静置沉淀3个月；
e)将贮碳仓中的活性炭磨碎至120目，取粗木醋液的上层中和至pH＝7制成炭肥原料；
f)在制样机组中将炭肥原料与生物菌、有机肥混合、造粒并烘干冷却，制成生物活性炭肥成品。
进一步，所述生物质为秸秆、杏壳、木头中的一种或几种。
进一步，所述可燃性气体中包括酸性雾气、甲醛、焦油、一氧化碳、氢气、氧气、甲烷一种或几种。
进一步，一种生物质肥料制备系统，包括所述原料运输机以及通过管道相互连接的所述气化炉、所述喷淋塔、所述洗气塔、所述冷凝塔、所述脱焦除尘塔、所述燃气贮罐和所述燃气发电机组，所述原料运输机的传送带连接至所述气化炉的顶部，连接所述气化炉与所述喷淋塔的管道上设有一个引风机，连接所述冷凝塔与所述脱焦除尘塔的管道上设有一个增压风机。
进一步，所述气化炉包括炉体及支撑所述炉体的支架，所述炉体顶部设有进料口，所述进料口与所述原料运输机连接，所述炉体的内腔从上到下为原料段、燃烧段和冷却段，所述燃烧段内设有多个平行的气化反应室，所述气化反应室与内腔相互连通，所述燃烧段内设有一条燃气管道，所述燃气管道与每个所述气化反应室连通并连接位于所述炉体侧壁的燃气出口，冷却段内设有冷却管道，所述炉体的底部设有贮碳仓。
进一步，所述喷淋塔的下端还设有与所述气化炉的燃气出口连接的进气口，所述喷淋塔的循环水入口和循环水出口在同一水平面相对设置，所述喷淋塔的顶部设有净化气体出口，所述喷淋塔的内部设有喷淋管道，所述喷淋管道连接循环水入口，所述喷淋管道的顶端为喷头，所述喷头设置在所述喷淋塔内部的上端。
进一步，所述洗气塔的下端设有与所述喷淋塔的净化气体出口连接的进气口，所述洗气塔的循环水入口和循环水出口在同一水平面相对设置，所述洗气塔的顶部设有净化气体出口，所述洗气塔的内腔设有填料层以及贯穿所述填料室的洒水管道，所述洒水管与所述循环水入口连接，所述洒水管道的顶端设有雾化装置。
进一步，所述洗气塔为两座，两座所述洗气塔串联。
进一步，所述制样机组包括研磨机、搅拌机、造粒机、烘干机。
基于所述技术方案，本发明的有益效果是：有效的解决了气化过程中气、固分离，收集活性炭和废液以进行生物质肥料生产，并得到发电需要的可燃气体，最终可燃气体的净化效果比其他工艺提高了一倍多。
附图说明
图1为本发明一种生物质肥料制备方法的流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、原料运输机，2、气化炉，3、喷淋塔，4、洗气塔，5、冷凝塔，6、蓄水池，7、脱焦除尘塔，8、燃气贮罐，9、贮碳仓，10、制样机组。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种生物质肥料制备方法，包括下列步骤：
a)将生物质通过原料运输机1输送至气化炉2中热解成可燃性气体和活性炭，并将活性炭收集至气化炉2的贮碳仓9；
b)打开引风机将可燃性气体先后输送至喷淋塔3、洗气塔4、冷凝塔5，除去燃气中灰尘、焦油、有机酸及气体中的水分，并降温至25℃-30℃时，冷凝后的溶液循环至蓄水池6；
e)经过增压风机，继续输送至脱焦除尘塔7进一步除去焦油、有机醛、酚和细颗粒物，并将燃气收集至燃气贮罐8；
d)在蓄水池6中静置分层，上层为粗木醋液，下层为木焦油，当pH＝4时，分别取出木醋液和焦油，粗木醋液在贮罐中继续静置沉淀3个月；
e)将贮碳仓9中的活性炭磨碎至120目，取粗木醋液的上层中和至pH＝7制成炭肥原料；
f)在制样机组10中将炭肥原料与生物菌、有机肥混合、造粒并烘干冷却，制成生物活性炭肥成品。
进一步，生物质为秸秆、杏壳、木头中的一种或几种。
进一步，可燃性气体中包括酸性雾气、甲醛、焦油、一氧化碳、氢气、氧气、甲烷中的一种或几种。
进一步，一种生物质肥料制备系统，包括原料运输机1以及通过管道相互连接的气化炉2、喷淋塔3、洗气塔4、冷凝塔5、脱焦除尘塔7、燃气贮罐8和制样机组10，原料运输机1的传送带连接至气化炉2的顶部，在连接气化炉2与喷淋塔3的管道上设有一个引风机，在连接冷凝塔5与脱焦除尘塔7的管道上设有一个增压风机。
气化炉2包括炉体及支撑炉体的支架，炉体顶部设有进料口，进料口与原料运输机连接，炉体的内腔从上到下为原料段、燃烧段和冷却段，燃烧段内设有多个平行的气化反应室，气化反应室与内腔相互连通，燃烧段内设有一条燃气管道，燃气管道与每个气化反应室连通并连接位于炉体侧壁的燃气出口，冷却段内设有冷却管道，炉体的底部设有贮碳仓9，贮碳仓9的底部设有排料阀。生物质原料中的有机物质全部被挥发出来形成高温固定炭，体积缩小至二分之一，产生的高温可燃气体进入气化反应室在横向运动中与高温固定炭发生还原反应，增加了可燃气体浓度，燃烧值得到提高，固定炭向下运动进入冷却段，热量被装置吸收，燃气由燃气道集中到出口，进入炉体外净化系统，提纯后的燃气可进行发电和烧锅炉，经过氧化的原料进入贮碳仓后从排料阀出炉，炭化料后的原料用于生产活性炭。
喷淋塔3的下端还设有与气化炉2的燃气出口连接的进气口，喷淋塔3还设有一个循环水入口和一个循环水出口，循环水入口和循环水出口在同一水平面相对设置并与蓄水池6连通，喷淋塔3的顶部设有净化气体出口，喷淋塔3的内部设有喷淋管道，喷淋管道连接循环水入口，喷淋管道的顶端为喷头，喷头设置在喷淋塔3内部的上端。
洗气塔4的下端设有与喷淋塔3的净化气体出口连接的进气口，洗气塔还设有一个循环水入口和一个循环水出口，循环水入口和循环水出口在同一水平面相对设置并与蓄水池6连通，洗气塔的顶部设有净化气体出口，洗气塔4的内腔设有填料层以及贯穿填料室的洒水管道，洒水管与循环水入口连接，洒水管道的顶端设有雾化装置。
洗气塔4为两座，两座洗气塔4串联。重复洗气，使可燃性气体的焦油、有机酸含量尽可能减少，同时使其温度下降到50℃。
制样机组10包括研磨机、搅拌机、造粒机、烘干机。研磨机用于将活性炭磨碎至120目，再取粗木醋液的上层中和至pH＝7制成炭肥原料，搅拌机用于将炭肥原料与生物菌、有机肥混合、造粒机将混合后的肥料造粒，再利用烘干机烘干冷却，制成生物活性炭肥成品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生物质肥料制备方法，包括下列步骤：
a)将生物质通过原料运输机(1)输送至气化炉(2)中热解成可燃性气体和活性炭，并将活性炭收集至所述气化炉(2)的贮碳仓(9)；
b)打开引风机将可燃性气体先后输送至喷淋塔(3)、洗气塔(4)、冷凝塔(5)，除去燃气中灰尘、焦油、有机酸及气体中的水分，并降温至25℃-30℃时，冷凝后的溶液循环至蓄水池(6)；
e)经过增压风机，继续输送至脱焦除尘塔(7)进一步除去焦油、有机醛、酚和细颗粒物，并将燃气收集至燃气贮罐(8)；
d)在蓄水池(6)中静置分层，上层为粗木醋液，下层为木焦油，当pH＝4时，分别取出木醋液和焦油，粗木醋液在贮罐中继续静置沉淀3个月；
e)将贮碳仓(9)中的活性炭磨碎至120目，取粗木醋液的上层中和至pH＝7制成炭肥原料；
f)在制样机组(10)中将炭肥原料与生物菌、有机肥混合、造粒并烘干冷却，制成生物活性炭肥成品。
2.根据权利要求1所述的一种生物质肥料制备方法，其特征在于，所述生物质为秸秆、杏壳、木头中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种生物质肥料制备方法，其特征在于，所述可燃性气体中包括酸性雾气、甲醛、焦油、一氧化碳、氢气、氧气、甲烷中的一种或几种。
4.一种生物质肥料制备系统，其特征在于，包括所述原料运输机(1)以及通过管道相互连接的所述气化炉(2)、所述喷淋塔(3)、所述洗气塔(4)、所述冷凝塔(5)、所述脱焦除尘塔(7)、所述燃气贮罐(8)和所述制样机组(10)，所述原料运输机(1)的传送带连接至所述气化炉(2)的顶部，在连接所述气化炉(2)与所述喷淋塔(3)的管道上设有一个引风机，在连接所述冷凝塔(5)与所述脱焦除尘塔(7)的管道上设有一个增压风机。
5.根据权利要求4所述的一种生物质肥料制备系统，其特征在于，所述气化炉(2)包括炉体及支撑所述炉体的支架，所述炉体顶部设有进料口，所述进料口与所述原料运输机连接，所述炉体的内腔从上到下为原料段、燃烧段和冷却段，所述燃烧段内设有多个平行的气化反应室，所述气化反应室与内腔相互连通，所述燃烧段内设有一条燃气管道，所述燃气管道与每个所述气化反应室连通并连接位于所述炉体侧壁的燃气出口，所述冷却段内设有冷却管道，所述炉体的底部设有贮碳仓(9)，所述贮碳仓(9)的底部设有排料阀。
6.根据权利要求4所述的一种生物质肥料制备系统，其特征在于，所述喷淋塔(3)的下端还设有与所述气化炉(2)的燃气出口连接的进气口，所述喷淋塔(3)还设有一个循环水入口和一个循环水出口，所述循环水入口和所述循环水出口在同一水平面相对设置并与所述蓄水池(6)连通，所述喷淋塔(3)的顶部设有净化气体出口，所述喷淋塔(3)的内部设有喷淋管道，所述喷淋管道连接循环水入口，所述喷淋管道的顶端为喷头，所述喷头设置在所述喷淋塔(3)内部的上端。
7.根据权利要求6所述的一种生物质肥料制备系统，其特征在于，所述洗气塔(4)的下端设有与所述喷淋塔(3)的净化气体出口连接的进气口，所述洗气塔还设有一个循环水入口和一个循环水出口，所述循环水入口和所述循环水出口在同一水平面相对设置并与所述蓄水池(6)连通，所述洗气塔的顶部设有净化气体出口，所述洗气塔(4)的内腔设有填料层以及贯穿所述填料室的洒水管道，所述洒水管与所述循环水入口连接，所述洒水管道的顶端设有雾化装置。
8.根据权利要求7所述的一种生物质肥料制备系统，其特征在于，所述洗气塔(4)为两座，两座所述洗气塔(4)串联。
9.根据权利要求4所述的一种生物质肥料制备系统，其特征在于，所述制样机组(10)包括研磨机、搅拌机、造粒机、烘干机。
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