[发明专利]生物质原料造气设备及工艺方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及生物质热解气化技术领域，尤其涉及一种生物质原料造气、造炭的工艺方法及设备。

(二)背景技术

农业和林业残余物量大面广，其中农业秸、茎产量是粮食产量的1.4倍，2001年我国产量达6.5亿吨；林木采集和林业加工剩余物也达上亿吨。

生物质气化是生物质高效利用的重要方式之一，利用生物质能制取可燃气体用于锅炉、烘干、发电或作为某些动力机械的燃料，在国内外均有应用，但因生物质原料为木材及其残余物质，致使该项技术的发展受到限制.近年来已有用秸秆等低热值的生物质进行热解气化推广应用，但在使用过程中一直存在着燃气热值偏低，焦油量过高，燃气中含氧量偏高等问题，一方面易使机组和灶具发生堵塞；一方面由于气体含氧量达3.5～4％，易腐蚀机组，并造成安全隐患，在一定程度上影响该项秸秆气化技术的推广应用。目前国内有关生物质气化的技术方案很多，这些技术方案的主要缺点是：结构工艺复杂，制造及运营成本高昂，例如，有的虽然结构比较简单，但原料利用的效率不高，有的除尘及净化效果不近如人意。

由于近年来制炭行业的兴起，产生了一个不容忽视的问题那就是在木炭生产过程中产生的许多可燃性气体大多直接排放到大气中去了，既浪费了宝贵的资源，又对环境造成污染。

(三)发明的内容

本发明要解决的技术问题是提供一种充分利用生物质原料制造可燃气体的设备及工艺方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种生物质原料造气设备，含有燃烧产气装置、除尘冷却净化装置、储存干燥装置，上述的三种装置之间通过带有阀门的气管道联通，在连通燃烧产气装置和除尘净化装置的气管道的阀门前方引出有点火取样气管道、放空气管道，所述的点火取样管道和放空气管道均装有阀门；

所述的燃烧产气装置含有造气炉、压力空气源，所述的造气炉外部设有环形水套，该水套通过水管道与除尘冷却净化装置中所述的供水泵连接，该水套上部设有出气口；造气炉上部设有进料机构和出气管道，所述的出气管道连通至除尘冷却净化装置中的旋风除尘器；造气炉下部设有炉篦，炉篦下方设有出灰机构、供气管道，该供气管道连通至压力空气源；

所述的除尘冷却净化装置含有均封闭的旋风除尘器、冷却器、水净化器，以及储水器；所述的旋风除尘器的上方经气管道连通所述的燃烧产气装置，除尘器下部经气管道连通冷却器，该管道贯穿冷却器后插入水净化器内的水面下部，冷却器分上下两层，上部为水箱，下部为收集室，在冷却器内的管道设有引管连通至收集室，水净化器的上部设有出气管道连通至储存干燥装置；所述的储水器通过水管道与冷却器、水净化器连通，并在水管道上安装有供水泵、阀门，冷却器和储水池之间形成水循环结构；

所述的储存干燥装置含有均封闭的储气罐、干燥器，所述的储气罐一端通过气管道连通所述的水净化器的出气管道，另一端通过气管道连通至干燥器，所述干燥器出气管连通至供气阀门；所述干燥器上部设有装料口，下部设有出料口、排水阀，干燥器下部设有遮盖排水阀的筛网，在筛网的上部装有干燥材料。

在所述旋风除尘器、冷却器下部均设有排废阀，在所述储水器、水净化器的下部均设有排污水阀；所述储气罐上部设有安全阀和压力表，下部设有排污阀；在造气炉上部的出气管道上安装有压力表；在所述的水套上连接有水位计。

所述的冷却器为两个，或为三个，通过气管道前后串联；所述的干燥器为两个，或为三个，通过气管道前后串联，干燥器内部装的干燥材料为稻壳，或为锯末，或为刨花，或为其中两种的混合物，或为三种的混合物。

所述除尘器为罐体，在正对进气管处设有圆锥形的分气帽，在罐体内壁上设有螺旋叶片，在该除尘器内的出气管伸至分气帽的下部；所述的供气源为空压机，或为鼓风机。

所述的气化炉至少为三个，分别通过气管道和阀门与上述除尘冷却净化装置连通，如此可实现造气、造炭的连续生产。

一种生物质原料造气工艺，包括以下步骤：

(1)生物质原料加工      将生物质原料切段或粉碎或机制成人造木棒；

(2)生物质原料气化

①将盛有木棒的篓或粉碎的生物质原料装入设置有缓慢燃烧层的气化炉内，生物质原料填满后关闭进料机构和出灰机构；

②向气化炉内鼓入空气；

(3)燃气冷却净化

①将气化炉产生的可燃气体通入除尘器中进行除尘处理；

②经除尘的可燃气体通入水冷器中冷却分离木焦油、木醋液；

③冷却后的可燃气体再通入水净化器进行净化处理，水净化器中的水定期更换；

(4)燃气储存干燥

①水净化处理后的气体压入储气装置；