[发明专利]一种固体生物质干馏气化方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物循环利用技术领域，具体涉及一种固体生物质干馏气化方法。

背景技术

随着能源危机的日益加剧，开发利用可再生能源满足社会需求是缓解能源供求紧张局面的主要措施之一。生物质能是取之不尽用之不竭的可再生能源之一。近年来可再生的固体生物质有效开发利用备受各国政府及科技工作者的高度重视，其中，干馏气化是其高效利用的一种形式。干馏气化所得产品为中热值的干馏气和高品质的生物焦。但是，由于固体生物质密度低，现有的干馏技术因生产周期长，规模小，难以满足现代社会生产生活需要。

现有技术中固体生物质干馏气化的主要方法主要有间接干馏技术和内燃炉窖干馏技术。间接干馏技术过程为将固体生物质粉碎，增密成型后装入密闭的干馏罐，罐外加热保温12~24小时，其中干馏气可用于生活，干馏碳待其降温至着火点以下，再从罐内取出自然降至室温储存待用。炉窖干馏技术是低温内燃干馏技术。将固体生物质粉碎增密成棒料，码入窖内，封闭窖门，点燃炉窖下方的固体燃料燃烧炉，待炉内棒料温度升至300℃时，即时关闭燃烧炉门，让棒料在窖内升温保温自然干馏，直至挥发份和水蒸汽完全排出为止。

间接干馏技术的缺点是：整个过程，自装材料至干馏碳取出约在40小时以上且干馏罐容积有限。炉窖干流技术的缺点是干馏温度难以控制，干馏碳质量难以保证，干馏时间过长（5—7天），且排出的废气对环境污染严重。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种干馏时间短、产能大、原料利用充分的固体生物质干馏气化方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种固体生物质干馏气化方法，包括：

a）将固体生物质与含有碳颗粒的高温烟气混合、干馏；

b）分别收集干馏得到的干馏气和生物焦。

优选的，还包括步骤c）将步骤b）收集的干馏气或生物焦燃烧，得到含有碳颗粒的高温烟气，并重复步骤a）~步骤b）的操作。

优选的，步骤a）具体为：

a11）将生物质或生物焦粉在流化床燃烧器中燃烧得到含碳颗粒的高温烟气；

a12）将所述含碳颗粒的高温烟气与固体生物质混合，进行干馏操作。

优选的，步骤a）具体为：

a21）将干馏气或其它可燃气体在气体燃烧炉中燃烧，得到高温烟气；

a22）将步骤a21）得到的高温烟气与生物焦或固体生物质混合，进行燃烧，得到含有碳颗粒的高温烟气；

a23）将所述含有碳颗粒的高温烟气与固体生物质混合，进行干馏操作。

优选的，步骤b）具体为：

b 1）将生物焦和干馏气分离；

b2）所述生物焦冷却后一部分进行步骤c）操作，剩余部分作为产品包装；

b3）所述干馏气预热空气后，一部分进行步骤c）操作，剩余部分经净化冷却后，经水封进入储柜，供用户使用。

优选的，还包括步骤b4）将储气后的产品通入燃烧器中进行步骤c）操作。

优选的，所述固体生物质为：秸秆、谷壳、木材、加工剩余物、污水处理厂脱水污泥等。

优选的，所述固体生物质的粒径为10目~100目。

优选的，所述干馏温度为：400~800℃。

优选的，所述生物焦的重量占固体生物质的重量为30%~60%，所述干馏气为300~500m³。

本发明提供了一种固体生物质的干馏气化方法，通过含有碳颗粒的高温烟气与固体生物质进行干馏操作，最终得到干馏气和生物焦。由于在燃料燃烧时形成的热烟气以及所述热烟气向干馏炉输送过程中，会携带大量的碳颗粒，而所述碳颗粒吸热升温，部分碳颗粒与烟气中残余氧气进行氧化反应，同时富余的碳颗粒还与燃烧产生的二氧化碳进行还原反应。两相高温流体进入干馏炉后还以对流、辐射、传导等形式将热能向固体生物质快速传递，固体生物质挥发物中的焦油粒子被高温碳颗粒催化裂解得到干馏气，水蒸气则与高温碳颗粒进行水煤气化反应得到水煤气。使得固体生物质完全分解为无毒的对人类有益的可再生利用的燃料资源。另外，本发明提供的制备方法是连续式操作，在得到干馏气和生物焦后，能够将一部分产品返回到燃烧器内进行燃烧，从而提供高温烟气和碳颗粒。使得固体生物质的分解效率大大提高，根据实验证明，使用发明提供的干馏气化方法处理固体生物质，所述固体生物质的转化率为90%以上。

附图说明

图1本发明实施例1提供的使用固体燃料进行两相流体内燃（热）干馏气化工艺流程图；