CN108441240A - 一种生物质气化生产线及生物质气化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物质气化技术领域，特别涉及一种生物质气化生产线及方法，其中生产线包括进料斗、干馏炭化回转炉、冷却回转滚筒、抽气管道、油气分离冷凝器和燃气储罐，干馏炭化回转炉上设有进料口、出料口和抽气风机，冷却回转滚筒上设有进料口和成品出口，干馏炭化回转炉有多级，且串联在一起，冷却回转滚筒至少有一级，干馏炭化回转炉及冷却回转滚筒均呈卧式，且回转中心线与水平面之间设有倾角α，各级干馏炭化回转炉的抽气罩分别与抽气管道连通，抽气管道末端依次连接有油气分离冷凝器和燃气储罐，首级干馏炭化回转炉进料口与进料斗底部连通。本发明能连续制炭、制气，产量大，能耗低,生产效率高，操作使用方便，生产成本低,适于推广实施。
Description
技术领域
本发明属于生物质气化技术领域，特别是涉及一种生物质气化生产线及生物质气化方法。
背景技术
生物质是一种重要的可再生能源,它分布广泛,数量巨大。同时由于它能量密度低又分散，难以大规模集中处理，所以对大部分发展中国家生物质利用水平较为低下。而生物质气化发电技术(BGPG)可以在较小的规模下实现较高的利用率，并能提供高品位的能源形式，特别适合于农村、发展中国家和地区，所以生物质气化技术是一个重要的发展方向。中国由于地域广阔，生物质资源丰富而电力供应相对紧张，因此生物质气化发电具有较好的生存条件和发展空间。
然而目前的生物质气化技术主要有两种：一种是将生物质只做气化制取可燃气，另一种是利用生物质制取可燃气的同时，还将生物质制成木炭。现有的生物质制炭技术是一种流动式炭气发生器，设备是由发生器和加热炉共同组成，是将木料装入一个发生器容器内，再将发生器置于炉内加热，通过外部加热使发生器内部木料内燃来制取可燃气体和木炭，其发生器的装料、出料和加热工序不能在同一个工作平台上进行，必须通过起重设备将发生器从加热台上吊入吊出，进行装料、出料，设备多，生产笨重，操作控制不方便，生产成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种能够连续制炭、制气，产量大，能耗低，生产效率高，操作使用方便，且生产成本低的生物质气化生产线及生物质气化方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
设计一种生物质气化生产线，包括进料斗、干馏炭化回转炉、冷却回转滚筒、抽气管道、油气分离冷凝器和燃气储罐，在干馏炭化回转炉上设有进料口、出料口和抽气风机，冷却回转滚筒上设有进料口和成品出口，所述干馏炭化回转炉有多级，且串联在一起，冷却回转滚筒至少有一级，前级干馏炭化回转炉的出料口与后级干馏炭化回转炉的进料口连接，末级干馏炭化回转炉的出料口和冷却回转滚筒的进料口连接，多级干馏炭化回转炉及冷却回转滚筒呈卧式，且其回转中心线与水平面之间设有倾角α，各级干馏炭化回转炉的抽气罩分别与抽气管道连通，抽气管道末端依次连接有油气分离冷凝器和燃气储罐，首级干馏炭化回转炉进料口与进料斗底部连通。
优选的，在上述生物质气化生产线中，干馏炭化回转炉及冷却回转滚筒的回转中心线与水平面之间倾角α的范围为2-5度。
优选的，在上述生物质气化生产线中，所述干馏炭化回转炉的出料口为锥形缩口状。
优选的，在上述生物质气化生产线中，所述冷却回转滚筒的出料口为锥形缩口状。
优选的，在上述生物质气化生产线中，在进料斗底部和首级干馏炭化回转炉进料口之间设有螺旋送料机构。
优选的，在上述生物质气化生产线中，在进料斗入口上设有原料输送装置。
优选的，在上述生物质气化生产线中，所述原料输送装置为倾角可调式皮带输送机。
优选的，在上述生物质气化生产线中，在油气分离冷凝器和燃气储罐之间设有抽气风机。
优选的，在上述生物质气化生产线中，当冷却回转滚筒有多级时，各级之间为串联连接。
此外，本发明还设计一种采用如上任一项所述的生物质气化生产线的生物质气化方法，包含以下步骤：生物质由进料斗进入至干馏炭化回转炉内，在隔绝空气的情况下，被加热到250℃以上，组成生物质的碳、氢、氧等元素形成碳氢化合物混合气，剩下的单质为固体炭，当炉内温度达到450-550℃时反应结束；生物质在干馏炭化回转炉内经干馏炭化后，炉内的固体单质炭被移送至冷却回转滚筒进行冷却；干馏过程产生的碳氢化合物混合气则依次经过抽气罩、抽气风机和抽气管道进入到油气分离冷凝器内，在油气分离冷凝器内冷却，使油和可燃气体分开并净化，净化后的可燃气体则被送入至燃气储罐内储存起来。
本发明的工作原理是：
本发明是采用干馏炭化法制取炭，并制取气体；所选用炉内温度均匀，密封性好，操作方便，可以连续生产，其工艺温度不超过550℃，因而节约了热能资源；进入该生产线的生物质在隔绝空气的情况下，加热到250℃以上，组成生物质的碳、氢、氧等元素形成碳氢化合物如甲烷、一氧化碳等多种复杂的混合气，剩下的单质为固体炭，温度在450-550℃时反应结束；干馏炭化后炉内的固体单质炭被移入冷却回转滚筒进行冷却，而在干馏过程产生的可燃气体则经抽气罩、抽气风机、抽气管道进入油气分离冷凝器，在油气分离冷凝器内冷却，使油和可燃气体分开并净化，净化后的可燃气体则送入燃气储罐储存起来。整个生产工艺可实现制炭制气连续化不间断生产，产量大，生产效率高，且生产成本低。
本发明技术方案的有益效果是：
1、在结构上，本发明生物质气化生产线包括干馏炭化回转炉、冷却回转滚筒、抽气管道、油气分离冷凝器和燃气储罐，其采用干馏炭化法制取炭拓展了原料范围，该方法可以应用于生物质秸秆，干馏产品主要为生物质炭，同时还能制取燃气；将多级干馏炭化回转炉进行串联，且冷却回转滚筒至少设置有一个，能够连续制炭制气，且产量大，生产效率高，操作使用方便，生产成本低。
2、在结构上，本发明所含干馏炭化回转炉及冷却回转滚筒的出料口为锥形缩口状，炉内原料靠自身重力作用下，从上一级干馏炭化回转炉向下一级干馏炭化回转炉移动，并最终移入冷却回转滚筒，因而降低了耗能。而且在各段出料口受锥形缩口的缓冲作用，因而其在移动过程中始终是均匀的、有序缓慢的移动，有助于生物质在干馏炭化回转炉内充分反应即干馏炭化，以及干馏炭化后的固体单质炭在冷却回转滚筒的充分冷却。
3、在结构上，本发明在进料斗底部和首级干馏炭化回转炉进料口之间设有螺旋送料机构，在进料斗入口上设有原料输送装置，能够进一步实现连续化生产，提高生产效率，提高产量。在油气分离冷凝器和燃气储罐之间设有抽气风机，设计合理，操作使用方便，便于实施。
4、综上，本发明生物质气化生产线及其气化方法采用干馏炭化法连续制炭制气，产量大，能耗低，生产效率高，且操作使用方便，生产成本低，因此，非常适于推广实施。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明生物质气化生产线的结构示意图之一；
图2为本发明生物质气化生产线的结构示意图之二；
图中序号：1、进料斗，2、干馏炭化回转炉，3、冷却回转滚筒，4、抽气管道，5、油气分离冷凝器，6、燃气储罐， 7、干馏炭化回转炉的进料口，8、干馏炭化回转炉的出料口，9、抽气风机，10、冷却回转滚筒的进料口，11、冷却回转滚筒的成品出口，12、抽气罩，13、螺旋送料机构，14、原料输送装置，15、抽气风机。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述，显然所描述的实施例仅为本发明示意性的部分具体实施方式，并非用以限定本发明的范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
实施例一：
参见图1，图中，本发明生物质气化生产线，包括进料斗1、干馏炭化回转炉2、冷却回转滚筒3、抽气管道4、油气分离冷凝器5和燃气储罐6，在干馏炭化回转炉上设有进料口7、出料口8和抽气风机9，冷却回转滚筒上设有进料口10和成品出口11，所述干馏炭化回转炉有两级，且串联在一起，冷却回转滚筒有一级，前级干馏炭化回转炉的出料口与后级干馏炭化回转炉的进料口连接，末级干馏炭化回转炉的出料口和冷却回转滚筒的进料口连接，两级干馏炭化回转炉及冷却回转滚筒均呈卧式，且其回转中心线与水平面之间设有倾角α，各级干馏炭化回转炉的抽气罩12分别与抽气管道连通，抽气管道末端依次连接有油气分离冷凝器和燃气储罐，首级干馏炭化回转炉进料口与进料斗底部连通。
具体的，干馏炭化回转炉及冷却回转滚筒的回转中心线与水平面之间倾角α的范围为2-5度。干馏炭化回转炉和冷却回转滚筒的出料口均为锥形缩口状。在进料斗底部和首级干馏炭化回转炉进料口之间设有螺旋送料机构13。在进料斗入口上设有原料输送装置14。原料输送装置为倾角可调式皮带输送机。在油气分离冷凝器和燃气储罐之间设有抽气风机15。
本发明采用干馏炭化法制取炭拓展了原料范围，该方法可以应用于生物质秸秆，干馏产品主要为生物质炭，同时还能制取燃气；将多级干馏炭化回转炉进行串联，且冷却回转滚筒至少设置有一个，能够连续制炭制气，且产量大，生产效率高，操作使用方便，生产成本低。
而且，干馏炭化回转炉及冷却回转滚筒的出料口为锥形缩口状，炉内原料靠自身重力作用下，从上一级干馏炭化回转炉向下一级干馏炭化回转炉移动，并最终移入冷却回转滚筒，因而降低了耗能。在各段出料口受锥形缩口的缓冲作用，因而其在移动过程中始终是均匀的、有序缓慢的移动，有助于生物质在干馏炭化回转炉内充分反应即干馏炭化，以及干馏炭化后的固体单质炭在冷却回转滚筒的充分冷却。
此外，在进料斗底部和首级干馏炭化回转炉进料口之间设有螺旋送料机构，在进料斗入口上设有原料输送装置，能够进一步实现连续化生产，提高生产效率，提高产量。在油气分离冷凝器和燃气储罐之间设有抽气风机，设计合理，操作使用方便，便于实施。
实施例二：
参见图2，本实施例与实施例一在结构上相近似，图中相同编号代表意义相同，在此不再重述，其区别在于：本实施例所含干馏炭化回转炉2有三级，且串联在一起，冷却回转滚筒3有两级，且串联。
相对于实施例一，本实施例制炭制气产量更大，生产效率更高，生产成本进一步降低。
实施例三：
本发明采用实施例一或实施例二所述的生物质气化生产线的生物质气化方法，包含以下步骤：生物质由进料斗进入至干馏炭化回转炉内，在隔绝空气的情况下，被加热到250℃以上，组成生物质的碳、氢、氧等元素形成碳氢化合物混合气，剩下的单质为固体炭，当炉内温度达到450-550℃时反应结束；生物质在干馏炭化回转炉内经干馏炭化后，炉内的固体单质炭被移送至冷却回转滚筒进行冷却；干馏过程产生的碳氢化合物混合气则依次经过抽气罩、抽气风机和抽气管道进入到油气分离冷凝器内，在油气分离冷凝器内冷却，使油和可燃气体分开并净化，净化后的可燃气体则被送入至燃气储罐内储存起来。
本发明采用干馏炭化法制取炭，并制取气体；所选用炉内温度均匀，密封性好，操作方便，可以连续生产，其工艺温度不超过550℃，因而节约了热能资源。整个生产工艺可实现制炭制气连续化不间断生产，产量大，生产效率高，且生产成本低。
本说明书中各个实施例采用递进的方式进行描述，每个实施例重点说明的是与其它实施例的不同之处，各实施例之间相同相似的部分相互参照即可。
对所公开实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多处修改对本领域技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离发明的精神或范围的前提下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不限制于本文所显示的这些实施例，而是要符合与本文公开原理和新颖特点相一致的最宽范围。
Claims (10)
1.一种生物质气化生产线，包括进料斗、干馏炭化回转炉、冷却回转滚筒、抽气管道、油气分离冷凝器和燃气储罐，其特征是：在干馏炭化回转炉上设有进料口、出料口和抽气风机，冷却回转滚筒上设有进料口和成品出口，所述干馏炭化回转炉有多级，且串联在一起，冷却回转滚筒至少有一级，前级干馏炭化回转炉的出料口与后级干馏炭化回转炉的进料口连接，末级干馏炭化回转炉的出料口和冷却回转滚筒的进料口连接，多级干馏炭化回转炉及冷却回转滚筒呈卧式，且其回转中心线与水平面之间设有倾角α，各级干馏炭化回转炉的抽气罩分别与抽气管道连通，抽气管道末端依次连接有油气分离冷凝器和燃气储罐，首级干馏炭化回转炉进料口与进料斗底部连通。
2.根据权利要求1所述的生物质气化生产线，其特征是：干馏炭化回转炉及冷却回转滚筒的回转中心线与水平面之间倾角α的范围为2-5度。
3.根据权利要求1所述的生物质气化生产线，其特征是：所述干馏炭化回转炉的出料口为锥形缩口状。
4.根据权利要求1所述的生物质气化生产线，其特征是：所述冷却回转滚筒的出料口为锥形缩口状。
5.根据权利要求1所述的生物质气化生产线，其特征是：在进料斗底部和首级干馏炭化回转炉进料口之间设有螺旋送料机构。
6.根据权利要求1所述的生物质气化生产线，其特征是：在进料斗入口上设有原料输送装置。
7.根据权利要求6所述的生物质气化生产线，其特征是：所述原料输送装置为倾角可调式皮带输送机。
8.根据权利要求1所述的生物质气化生产线，其特征是：在油气分离冷凝器和燃气储罐之间设有抽气风机。
9.根据权利要求1所述的生物质气化生产线，其特征是：当冷却回转滚筒有多级时，各级之间为串联连接。
10.一种采用如权利要求1至9任一项所述的生物质气化生产线的生物质气化方法，其特征是，包含以下步骤：生物质由进料斗进入至干馏炭化回转炉内，在隔绝空气的情况下，被加热到250℃以上，组成生物质的碳、氢、氧等元素形成碳氢化合物混合气，剩下的单质为固体炭，当炉内温度达到450-550℃时反应结束；生物质在干馏炭化回转炉内经干馏炭化后，炉内的固体单质炭被移送至冷却回转滚筒进行冷却；干馏过程产生的碳氢化合物混合气则依次经过抽气罩、抽气风机和抽气管道进入到油气分离冷凝器内，在油气分离冷凝器内冷却，使油和可燃气体分开并净化，净化后的可燃气体则被送入至燃气储罐内储存起来。
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