[发明专利]一种生物质气化热解集中供气工艺流程和设备

说明书

技术领域

本专利提出了一种利用生物质气化热解集中供气的的工艺流程和气化设备，其产品可广泛适用于居民住宅、学校、机关、部队、宾馆、洗浴中心、敬老院的集中供气。 

背景技术

我国是农业大国，据统计每年可产生秸秆9亿吨，但有效利用率不足20%，其余大部分被焚烧，这不仅对环境带来了极大的污染，更可惜的是浪费了宝贵的植物资源。 

发明内容

本发明的目的是利用生物质气化技术将农村大量浪费的秸秆、枯木等植物资源进行充分使用。 

根据本发明的目的，本发明详细说明了秸秆热解气化的原理以及秸秆热解气化集中供气的系统构成。 

生物质热解气化技术是生物质（如秸秆等，以下以秸秆举例）原料在缺氧状态下加热反应的能量转换过程。秸秆由碳、氢、氧等元素和灰分组成，当它们被点燃时，供应少量空气，在氧气不足的情况下发生部分燃烧，以提供气化吸热反应所需的热量，使生物质在700~900℃的气化温度下发生热解气化反应，使碳、氢、氧元素变成CO,CH₄,H₂等可燃气体，秸秆中的大部分能量转移到气体当中，这一能量转换过程通常在热解炉内进行，是热解炉秸秆热解气化集中供气系统的核心。最后经过除尘、除焦、冷却等净化处理后通过输气管网分配到居民住户等。 

系统由三部分组成 ：（1）预处理系统，包括 堆料库、铡草机、上料机等;（2）制气系统，包括热解炉、冷却器、罗茨鼓风机等（3）燃气输配系统，包括焦油净化装置储气柜和输气主管网、用户用焦油净化器、流量表、灶具等。 

附图说明

图1是本发明提供的秸秆热解气化集中供气工艺流程图； 

图2是本发明提供的秸秆在热解炉中的气化过程图

图3是本发明提供的双流化床结构图

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。 

图1是本发明提供的秸秆热解气化集中供气工艺流程图： 

首先用铡草机将秸秆铡成小段，用上料机把秸秆送入热解炉中，秸秆在热解炉内经过热解气化反应转换成可燃气体，在净化器中去除燃气中含有的灰尘和焦油等杂质，由鼓风机送到储气柜中。储气柜以平衡燃气负荷的波动，提供一个恒定的压力，保证用户燃气具的稳定燃烧。从储气柜出来的燃气通过埋设在地下的管网输送到用户家里，管网使用高密度聚乙烯管。户用净化器用来除去燃气中剩余的灰尘和焦油等杂质，以延长灶具的使用寿命。

假设系统建设以200户规模的村为单位，平均每户每天用燃气5立方，系统可选用300立方的储气柜 

图2是本发明提供的秸秆在热解炉中的气化过程图：

气化炉使用双流化床结构，是鼓泡床和循环流化床的结合 ，把燃烧和气化过程分开，燃烧床采用鼓泡床，气化床采用循环流化床，两床之间靠热载体进行传热。气化炉分为两个部分，即Ⅰ级反应器和Ⅱ级反应器。在Ⅰ级反应器中，生物质原料发生裂解反应，采用裂解净化技术，可以使气化过程中产生的焦油裂解为可利用的一次性气体，较好的回收利用了焦油所含的能量 ，净化率也比较高。提高气化效率，减少了管路堵塞，避免了二次污染。生成气体排出后，送入净化系统 。同时生成的炭颗粒经料脚送往Ⅱ级反应器。在Ⅱ级反应器中炭进行氧化燃烧反应，使床层温度升高，经过加温的高温床层材料，通过料脚返回Ⅰ级反应器中。从而保证Ⅰ级反应器的热源，并提高碳的转化率。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：整个过程在高温中进行，机组采用常压设备，操作简单、安全，燃烧进程易于控制，无黑烟，无焦油产生，不会污染环境 。以生物质秸秆为原料，既廉价，又减少了CO₂的产生，达到节能减排，利于环保的效果。利用该系统每公斤秸秆平均可产燃气1.7立方，假设系统建设以200户规模的村为单位，平均每户每天用燃气5立方，每户每天则可以消耗秸秆2.9公斤，一年该村则可以消耗211.7吨秸秆。直接减少了燃烧秸秆造成的大气污染，气化过程对外不排污，保护了生态环境，还节约了煤炭等不可再生资源的使用，给社会带来具大的经济效益和环境效益。 

  

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。