CN108467739A - 一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，包括进料单元、热解反应单元、出料单元以及热解反应控制单元，所述的进料单元设置在热解反应单元前端的上部，所述的出料单元设置在热解反应单元后端的下部，所述的热解反应控制单元设置在热解反应单元上。通过上述方式，本发明直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，采用热烟气+生物质燃气混合成为加热介质、以直接加热和再循环方式加热反应物料、整个主反应器内不出现氧化燃烧反应过程，物料中含有的碱土金属及痕量重金属完全能够被固化在灰渣中，不会形成烟气排放的二次污染现象。

Description

一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统

技术领域

本发明涉及一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，尤其涉及具有高热解效率和快速调控物料反应温度及热解反应速度，生物质燃气、生物质炭 产量和质量能保持稳定的系统。

背景技术

影响热解工艺的因素有：

热解工艺类型，有慢速热解和快速热解。慢速热解生成的固定碳含量高于快速热解，快速热解最大限度地增加了液态产量（生物质油）。

温度，温度对热解产物分布、组分、产率和热解气热值都有很大的影响。生物质热解最终产物中气、油、炭各占比例的多少，随反应温度的高低和加热速度的快慢有很大差异。一般地说，低温、长期滞留的慢速热解主要用于最大限度地增加炭的产量。

生物质材料，生物质种类、分子结构、粒径及形状等特性对生物质热解行为和产物组成等有着重要的影响。这种影响相当复杂，与热解温度、压力、升温速率等外部特性共同作用。由于木质素较纤维素和半纤维素难分解，因而通常含木质素多者焦炭产量较大。

滞留时间，在生物质热解反应中有固相滞留时间和气相滞留时间之分。固相滞留时间越短，热解的固态产物所占的比例就越小，热解越完全。气相滞留期时间一般并不影响生物质的一次裂解反应过程，气相滞留时间越长，二次裂解反应增多，放出H2、CH4、CO等，导致液态产物迅速减少，气体产物增加，固定碳含量增加。

压力，影响气相滞留期，从而影响二次裂解，随着压力的提高，生物质的活化能减小。

升温速率，对热解的影响很大。一般对热解有正反两方面的影响。升温速率增加，温度滞后就越严重，物料失重和失重速率曲线均向高温区移动。热解速率和热解特征温度均随升温速率的提高呈线形增长。在一定热解时间内，慢加热速率会延长热解物料在低温区的停留时间，促进纤维素和木质素的脱水和炭化反应，导致炭产率增加。

综上所述，生物质燃气、生物质炭技术是属于慢速、低温热解过程。

现实情况中现在比较多的生产生物质炭的方法是农民采用土窖焖烧，即用大量物料堆积进行近乎隔绝氧气的焖烧，产物即是生物质炭，这种方法温度无法控制，生产过程中防止焦油凝结未考虑，产品质量不可控。

总体来讲，目前的生物质热解技术中对生物质原料成分复杂、密度较低的生物质原料，热解反应难以精确控制、物料在温度较高的反应器内推进困难，热解总体效率低、可靠性差，无法规模化商业应用等不足和缺点。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，采用热烟气+生物质燃气混合成为加热介质、以直接加热和再循环方式加热反应物料、整个主反应器内不出现氧化燃烧反应过程，物料中含有的碱土金属及痕量重金属完全能够被固化在灰渣中，不会形成烟气排放的二次污染现象，克服目前的生物质热解技术中对生物质原料成分复杂、密度较低的生物质原料，热解反应难以精确控制、物料在温度较高的反应器内推进困难，热解总体效率低、可靠性差，无法规模化商业应用等不足和缺点。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，包括进料单元、热解反应单元、出料单元以及热解反应控制单元，所述的进料单元设置在热解反应单元前端的上部，所述的出料单元设置在热解反应单元后端的下部，所述的热解反应控制单元设置在热解反应单元上，其中，所述的热解反应单元包括热解反应本体、螺旋推进装置、送风装置、热风夹套、生物质炭出料口和生物质燃气出口，所述的螺旋推进装置和送风装置均设置在热解反应本体内部，所述的热风夹套设置在热解反应本体的外壁上，所述的生物质燃气出口和生物质炭出料口分别设置在热解反应单元后端的上部和下部相对应的位置。

在本发明一个较佳实施例中，所述的螺旋推进装置上包括螺旋轴和设置在螺旋轴上的螺旋叶片，螺旋叶片的螺距逐渐变化，螺旋叶片的摩擦角逐渐变化，所述的螺旋叶片为带状且螺旋叶片上还设置有横向耙齿。

在本发明一个较佳实施例中，所述的螺旋推进装置为单螺旋或者双螺旋结构。

在本发明一个较佳实施例中，所述的螺旋轴与送风装置相连接，通过送风装置向螺旋轴内通热风。

在本发明一个较佳实施例中，所述的送风装置具有设置在热解反应本体底部的多孔箱体。

在本发明一个较佳实施例中，所述的热风夹套设置在热解反应本体的外部部分或全部，所述的热风夹套内设置有导风叶片和加强传热筋片。

在本发明一个较佳实施例中，所述的进料单元包括螺旋进料装置和进料仓，所述的螺旋进料装置设置在进料仓上部的一侧边，所述的进料仓设置在热解反应本体前端的上部。

在本发明一个较佳实施例中，所述的出料单元包括水冷套、螺旋出料装置和空气输料系统，所述的螺旋出料装置连接在生物质炭出料口的底部，所述的水冷套设置在螺旋出料装置的外部，所述的空气输料系统与螺旋出料装置相连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述的空气输料系统内安装有焦油粒捕捉和分选装置，其中，所述的焦油粒捕捉和分选装置为在中下部设置网状物的旋风分离器。

在本发明一个较佳实施例中，所述的热解反应控制单元包括螺旋推进调速器、送风控制阀、料位高度调节装置、气体混合装置和反应监视装置，所述的料位高度调节装置和螺旋推进调速器分别安装在螺旋推进装置前端的上部和下部，所述的送风控制阀安装在送风装置前端的下部，所述的气体混合装置设置在热解反应本体内的顶部，所述的反应监视装置设置在热解反应本体的后端，其中，所述的气体混合装置为一片或多片热风挡板。

本发明的有益效果是：本发明的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，采用热烟气+生物质燃气混合成为加热介质、以直接加热和再循环方式加热反应物料、整个主反应器内不出现氧化燃烧反应过程，物料中含有的碱土金属及痕量重金属完全能够被固化在灰渣中，不会形成烟气排放的二次污染现象，克服目前的生物质热解技术中对生物质原料成分复杂、密度较低的生物质原料，热解反应难以精确控制、物料在温度较高的反应器内推进困难，热解总体效率低、可靠性差，无法规模化商业应用等不足和缺点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1 是本发明直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统的一较佳实施例的结构示意图；

附图中的标记为: 1、进料单元，2、热解反应单元，3、出料单元，4、热解反应控制单元，11、螺旋进料装置，12、进料仓，21、热解反应本体，22、螺旋推进装置，23、送风装置，24、热风夹套，25、生物质炭出料口，26、生物质燃气出口，31、水冷套，32、螺旋出料装置，33、空气输料系统，41、螺旋推进调速器，42、送风控制阀，43、料位高度调节装置，44、气体混合装置，45、反应监视装置，221、螺旋轴，222、横向耙齿。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例包括：

一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，包括进料单元1、热解反应单元2、出料单元3以及热解反应控制单元4，所述的进料单元1设置在热解反应单元2前端的上部，所述的出料单元3设置在热解反应单元2后端的下部，所述的热解反应控制单元4设置在热解反应单元2上，其中，所述的热解反应单元2包括热解反应本体21、螺旋推进装置22、送风装置23、热风夹套24、生物质炭出料口25和生物质燃气出口26，所述的螺旋推进装置22和送风装置23均设置在热解反应本体21内部，所述的热风夹套23设置在热解反应本体21的外壁上，所述的生物质燃气出口26和生物质炭出料口25分别设置在热解反应单元2后端的上部和下部相对应的位置。

上述中，所述的热解反应本体21由耐火浇注料(密度>3000kg/m3)、保温浇注料、外壳体组成，热解反应本体21的外形呈正圆锥台型，圆锥台的底角为79-83°。其中，所述的热解反应本体21与水平面呈1-30度夹角。

如图2所示，所述的螺旋推进装置22上包括螺旋轴221和设置在螺旋轴221上的螺旋叶片（图未视），螺旋叶片的螺距逐渐变化，螺旋叶片的摩擦角逐渐变化，所述的螺旋叶片为带状且螺旋叶片上还设置有横向耙齿222。本实施例中，所述的螺旋推进装置22为单螺旋或者双螺旋结构。

上述中，所述的螺旋轴221与送风装置23相连接，通过送风装置23向螺旋轴221内通热风。本实施例中，所述的送风装置23具有设置在热解反应本体底部的多孔箱体。

进一步的，所述的热风夹套24设置在热解反应本体21的外部部分或全部，所述的热风夹套24内设置有导风叶片（图未视）和加强传热筋片（图未视）。

如图1所示，所述的进料单元1包括螺旋进料装置11和进料仓12，所述的螺旋进料装置11设置在进料仓12上部的一侧边，所述的进料仓12设置在热解反应本体21前端的上部。所述的出料单元3包括水冷套31、螺旋出料装置32和空气输料系统33，所述的螺旋出料装置32连接在生物质炭出料口25的底部，所述的水冷套31设置在螺旋出料装置32的外部，所述的空气输料系统33与螺旋出料装置32相连接。

本实施例中，所述的空气输料系统33内安装有焦油粒捕捉（图未视）和分选装置（图未视），其中，所述的焦油粒捕捉和分选装置为在中下部设置网状物的旋风分离器，其周围均设置防止焦油冷凝装置。

如图1所示，所述的热解反应控制单元4包括螺旋推进调速器41、送风控制阀42、料位高度调节装置43、气体混合装置44和反应监视装置45，所述的料位高度调节装置43和螺旋推进调速器41分别安装在螺旋推进装置22前端的上部和下部，所述的送风控制阀42安装在送风装置23前端的下部，所述的气体混合装置44设置在热解反应本体21内的顶部，所述的反应监视装置设置在热解反应本体21的后端，其中，所述的气体混合装置44为一片或多片热风挡板。

实施例1：

生物质燃气和生物质炭制备系统具有热解反应本体21，其前端连接进料仓12，后端有两个出料口，分别为上方的生物质燃气出口26和下方的生物质炭出料口25，进料仓12与螺旋进料装置11连接，螺旋进料装置11的螺杆后段没有螺旋，生物质炭出料口25与螺旋出料装置32连接，热解反应本体21底部装有双螺旋结构螺旋推进装置22，螺旋叶片为带式且有横向耙齿，耙齿在高温区数量减少，螺旋轴内有热风通过，且热解反应本体21底部装有送风装置23，在热解反应本体21底部有孔为疏密间隔的多孔箱，热风通过管道，经过送风控制阀42从多孔箱体中通入热解反应本体21中，热解反应本体21前端和后端分别安装料位高度调节装置43和螺旋推进调速器41，料位高度调节装置43为一块向下延伸的调节板，调节经过调节板的物料高度，螺旋推进调速器41是安装螺旋推进装置22前端的变频调速器，热解反应本体21内安装反应监视装置45，其为压力表、空气流量表和温度仪，热解反应本体21内壳顶部有气体混合装置44，其为2片相邻设置的热风挡板，2片挡板之间有一段空隙，燃气在空隙中碰撞混合。生物质燃气出口26处和生物质炭出料口25内部周围分别安装电加热温度控制的电炉丝为防止焦油结焦的装置，热解反应本体21外部有热风夹套24，热风夹套24内部导热设施为热风导向叶片，加强传热设施为传热筋片，螺旋出料装置32外部装有水冷套31，螺旋出料装置32另一端与空气输料系统33相连接，其装有中部设置滤油网焦油捕捉和分选装置的旋风分离器，焦油粒密度相对生物质炭密度较大，经旋风分离至旋风分离器内壳上，被滤油网引出。

本实施例为一个1.5吨/小时的稻壳热解系统，从碾米厂生产线下来的稻壳，稻壳在进入螺旋进料装置11前在进料仓内部堆积一定高度，挤压密实，起到隔绝空气的作用，然后经过螺旋进料装置11进入热解反应本体21，稻壳在螺旋进料装置11中，在螺旋进料装置无螺旋叶片段进行第二次堆积挤压，进一步隔绝空气，实现反应系统的进口端密封，稻壳在进入热解反应本体21后由料位高度43调节，装置保证物料的高度，一般是高于螺旋推进装置10cm以上。

热解反应过程中通过反应控制系统中的反应器监视装置45来监控热解反应本体中21各阶段的温度，压力等，然后调节送风装置23中的风量，以及经过夹套24内热风的温度调整和送风量的变化，调整热解反应本体21内的温度，达到工艺要求的温度。在反应中后段，保证350℃，并在350℃以上停留5分钟以上。停留时间由螺旋推进调速器41控制。双螺旋结构的推进装置22确保物料的准确推进，螺旋叶片为带式，既能保证物料的推进又不妨碍热解气体在物料内的流动。适应热解后生物质物料的体积的变化。螺旋叶片间有横向的耙齿，保证物料的充分混合，反应产生的气体经气体混合装置44充分混合，保证气体能够充分混合成成分稳定的可燃气体，可直接送入燃烧器供热。反应产生的稻壳炭主要是由固定碳和稻壳灰组成，各占50％左右。稻壳炭经出料口，出料口端同样进行物料的堆积，隔绝空气，使进料单元、热解反应单元、出料单元形成一个相对密封的环境。进入螺旋出料装置32，经水冷套31冷却，被风抽吸到空气输料系统33的旋风分离器中进一步冷却并分离出可能的焦油粒，然后成品稻壳炭经包装出厂。

经过预处理和烘干后的物料经过螺旋进料机进入热解反应器。进料仓将物料堆积到一定高度和螺旋进料机配合起到密封作用，螺旋进料装置11的螺杆上部分没有螺旋起到堆积物料，使物料密实从而起到密封的作用。避免漏风，影响热解反应的效率。

核心装置热解反应单元2，全部由金属材料制成，可加快机组起停速度。

系统主要由料位高度调节装置43、螺旋推进装置22、调速装置、余热利用装置、送风装置23、气体混合装置44、防焦装置、反应监视装置45、维护装置、控制系统4等组成，各个装置间可独立精细控制或者互相配合，精确控制生物质分步和整体热解的过程。并随着生物质原料、反应工况的变化精确调节。并能够做到连续商业化规模的生物质燃气、生物质炭的生产。

物料送入热解反应本体21后，物料高度调节装置43，可以调节并保证物料在推进的时候的达到设定的高度40-50厘米。物料的高度是生物质原料在热解过程中的传热和传质效率的保证。

根据不同的生物质原料的热解前、后的体积比不同，螺旋推进装置22螺距变化的比例有所不同，如稻壳原料，螺距变化到最初的1/3。目的是保证反应器内物料的高度；螺旋为带式结构，保证物料输送的同时，不妨碍热解气体的释放和热量的传递。带式螺旋上有横向的耙齿增强物料的混合效果。螺旋推进装置22螺旋轴内部有热气通过增强余热对热解物料的换热效果。

螺旋推进装置22的传动速度可以通过螺旋推进调速器41调节，可以精确控制物料的停留时间。也可以控制物料的升温速率。物料的停留时间是热解效能的重要保证。总体说来，生物质燃气、生物质炭的制备装置，属于慢速热解的范畴，物料的推进速度较慢。推进装置的密封装置相对较简单，主要由石墨轴承和石墨填料组成。

热解反应器的余热利用装置是通过反应器外部的热风夹套24和双螺旋推进装置22的轴内部有热气通过。为热解反应提供热量，促进物料的传热效果，减少外部空气的输入，提高热解气的热值。是整套热解反应器热解效率的关键。夹套内的热气主要由系统的余热提供，如燃气发电机的尾气，或者，锅炉的烟气，或者其他余热。余热利用系统有小型的加热装置，确保进入热风夹套和螺旋推进轴中热气的温度，要高于物料热解所必需的温度。余热利用系统用过的尾气可返回到小型加热装置内，反复使用。夹套内还有热风导向叶片，保证热风在夹套内能够流经过所有的受热面，夹套内的侧壁上还有传热筋片，加强换热效果并促使热风呈紊流流动状态。

送风装置23是将预热过空气从底部送入热解反应本体21内，启动少量的、局部的燃烧反应，给热解反应器提供必要的能量。热空气和产生的热解气在反应本体21内的流动也能够加快热解反应的传热和传质过程。有助于实现热解的工业化应用。热空气的输入量非常少，ER一般小于10%。热空气的变化对热解反应的控制最为明显，可迅速调节热解反应的温度和反应强度。

热解反应本体21的内壳顶部有气体混合装置44，促进各个阶段产生生物质热解气的混合，以便迅速生成成分稳定的燃气，供应燃气锅炉等。同时气体混合装置也延长了气态的停留时间，有利于生物质炭的生成。

热解反应器的生物质燃气出口26和生物质炭出料口25附近都有电加热温度控制的防止焦油结焦的装置。气体出口的加热装置在壳体的顶端，可以确保出口气体管道的通畅，并有利于气体直接燃烧。固体出口附近的加热装置在壳体的底端，目的是避免出口生物质炭中焦油粒，影响生物质炭的品质。防焦装置由温度自动控制，维持在焦油结焦温度之上。

热解反应单元2上还有大量的运行参数监视装置，用以精确控制热解反应进程。如：温度，包括各个阶段的气体侧的温度监视，各个阶段固体侧的温度监视，夹套内各个阶段的温度监视，热风进出口的温度监视；压力，壳体和夹套的压力监视；流量，夹套和螺旋轴内的热风风量的监视，空气送风风量的监视；进出口料位的监视；等等。为热解反应的精确控制提供快速的、实时的反馈。

热解反应器的维护装置，主要集中在进出料附近。进料附近有预防物料堆积的维护装置，可开启维护孔或者维护门进行疏导。出料口附近由于工况恶劣，还配有氮气吹扫装置。

除了上述的控制、调节手段之外，热解反应器的控制系统，最终确保了精确化控制的实现。温度监视是热解反应器控制的核心，各个控制手段最终都是要保证热解温度，尤其是热解区的主反应温度和物料停留时间，是最终热解反应控制的目标。温度的控制，主要由夹套的温度调整和热风量的变化来实现。夹套的温度调整能够保证热解反应的环境，热风量的变化能够快速实现热解反应强度的变化。物料输送速度由螺旋轴的调速系统实现。物料高度的调节能够在一定输送量下最大化热解效率。进口的料位调节，能够保证热解反应器的密封和入料量。出口的料位调节，也是为了保证热解反应器的密封和出料的稳定。

经过精确控制的热解反应器，生物质完成热解反应。生成物为热解后的燃气和生物质炭。燃气经过顶部的气体出口排出，进入下游应用，可通过燃烧供热或者进入高能的合成气重整反应器调配出以CO和H2为主的气化合成气用于燃气机发电、SOFC燃料电池的燃料和合成生物质甲醇、乙醇等绿色液体燃料。生物质炭经过出料口排出。

排出的生物质炭经过螺旋出料装置32，螺旋出料装置32外有水冷套31，将生物质炭降温，降温过程是必需的，是为了防止生物质炭的自燃。螺旋出料装置32也是为了保证热解反应器的密封。经螺旋出料装置32冷却后的生物质炭继续经过气体抽吸到空气输料系统33中，进入旋风分离器，进一步冷却，旋风分离器的外层有质量较重的焦油粒的捕捉网，分离重质的焦油粒，并随后自动化打包，完成成品生物质炭的包装，对外销售。

实施例2：

本实施例中热解反应单元2的螺旋推进装置22采用单螺旋结构，其余同实施例1，本实施例系统主要针对的是重质生物质原料，例如木屑等。

实施例3：

本实施例中热解反应本体21外部无热风夹套，螺旋推进装置22的螺旋轴内无热风，适用在某些没有余热热源的场合，其余同实施例1。

实施例4：

本实施例中螺旋进料装置11的螺旋设置为前疏后密，螺旋推进装置22的螺距逐渐缩小，其余同实施例1。

实施例5：

本实施例中生物质燃气出口26位于热解反应本体21的中部，其余同实施例1，与本实施例主要是针对的是某些生物质原料，如木屑，热解时间较长，采用延长木炭的停留时间，升高温度，保证木炭的品质。

实施例6：

生物质炭经出料口25排出热解反应本体21后可以有其他的直接的用途，

如稻壳炭可以不经过冷却，直接在高温下（～350℃）进入稻壳炭活性炭和纳米级二氧化硅制备系统，两个系统的合并使用可以节约大量的热量。

木屑炭可经过轻度的冷却，压铸成型，作为木屑炭销售。

实施例7：

本实施例中热解反应本体21相对水平面有一定的角度，本实施例主要是针对某些生物质原料，如稻壳，采用5～10°，便于物料的流动。

为达到以上目的，本发明采取的措施主要为：应用现有的能源、材料、控制系统等领域的高新技术，热解反应器连续运行设计；用螺旋或者双螺旋来精确推进物料，并通过螺距的变化保证物料的高度，螺旋为带式结构、上有耙齿增强物料的混合，螺旋轴内部也有热气通过增强余热的换热效果；热解反应器通过外夹套的温度、螺旋推进装置的转速、物料高度的调整装置、送风系统来精确控制各种生物质物料在各阶段热解反应的温度、物料高度和物料停留时间；物料出口有水冷装置，降温后，经过气旋分离，将可能的焦油粒清除保证生物质炭的品质。

本发明相较于现有技术，具有如下积极的效果：

（1）系统中物料高度、物料推进速度、热解反应温度、反应强度逐一精细控制并整合达到优化，最大化的提高整体生物质热解的效率；

（2） 实现工业控制，生物质燃气、生物质炭的品质稳定；

（3）生物质燃气、生物质炭品质高；

（4）应用领域十分广阔，可处理广泛的生物质、有机废弃物；（5）自动化水平高，控制精细。

综上所述，本发明的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，采用热烟气+生物质燃气混合成为加热介质、以直接加热和再循环方式加热反应物料、整个主反应器内不出现氧化燃烧反应过程，物料中含有的碱土金属及痕量重金属完全能够被固化在灰渣中，不会形成烟气排放的二次污染现象，克服目前的生物质热解技术中对生物质原料成分复杂、密度较低的生物质原料，热解反应难以精确控制、物料在温度较高的反应器内推进困难，热解总体效率低、可靠性差，无法规模化商业应用等不足和缺点。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，包括进料单元、热解反应单元、出料单元以及热解反应控制单元，所述的进料单元设置在热解反应单元前端的上部，所述的出料单元设置在热解反应单元后端的下部，所述的热解反应控制单元设置在热解反应单元上，其中，所述的热解反应单元包括热解反应本体、螺旋推进装置、送风装置、热风夹套、生物质炭出料口和生物质燃气出口，所述的螺旋推进装置和送风装置均设置在热解反应本体内部，所述的热风夹套设置在热解反应本体的外壁上，所述的生物质燃气出口和生物质炭出料口分别设置在热解反应单元后端的上部和下部相对应的位置。

2.根据权利要求1所述的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，所述的螺旋推进装置上包括螺旋轴和设置在螺旋轴上的螺旋叶片，螺旋叶片的螺距逐渐变化，螺旋叶片的摩擦角逐渐变化，所述的螺旋叶片为带状且螺旋叶片上还设置有横向耙齿。

3.根据权利要求2所述的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，所述的螺旋推进装置为单螺旋或者双螺旋结构。

4.根据权利要求2所述的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，所述的螺旋轴与送风装置相连接，通过送风装置向螺旋轴内通热风。

5.根据权利要求1所述的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，所述的送风装置具有设置在热解反应本体底部的多孔箱体。

6.根据权利要求1所述的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，所述的热风夹套设置在热解反应本体的外部部分或全部，所述的热风夹套内设置有导风叶片和加强传热筋片。

7.根据权利要求1所述的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，所述的进料单元包括螺旋进料装置和进料仓，所述的螺旋进料装置设置在进料仓上部的一侧边，所述的进料仓设置在热解反应本体前端的上部。

8.根据权利要求1所述的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，所述的出料单元包括水冷套、螺旋出料装置和空气输料系统，所述的螺旋出料装置连接在生物质炭出料口的底部，所述的水冷套设置在螺旋出料装置的外部，所述的空气输料系统与螺旋出料装置相连接。

9.根据权利要求8所述的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，所述的空气输料系统内安装有焦油粒捕捉和分选装置，其中，所述的焦油粒捕捉和分选装置为在中下部设置网状物的旋风分离器。

10.根据权利要求1所述的直接无氧型生物质燃气和生物质炭制备系统，其特征在于，所述的热解反应控制单元包括螺旋推进调速器、送风控制阀、料位高度调节装置、气体混合装置和反应监视装置，所述的料位高度调节装置和螺旋推进调速器分别安装在螺旋推进装置前端的上部和下部，所述的送风控制阀安装在送风装置前端的下部，所述的气体混合装置设置在热解反应本体内的顶部，所述的反应监视装置设置在热解反应本体的后端，其中，所述的气体混合装置为一片或多片热风挡板。