[发明专利]户用生物质热解炭气联燃方法及炉灶

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物质炊事方法及炉灶，属于户用生物质气化炉技术领域，具体涉及户用生物质热解炭气联燃方法及炉灶。

背景技术

人类面临着经济增长和环境保护的双重压力，无疑必须走低碳经济之路，因此，可再生能源被提到了重要位置。在广大的农村和牧区，拥有大量的生物质资源，包括农业生产过程中的废弃物(如玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等农作物秸秆)、农业加工业的废弃物(如木屑、稻壳)和畜牧粪便等，农牧民家庭正是依靠这些生物质作为炊事、取暖燃料。最原始最简单利用形式是直接燃烧，传统烧柴灶热效率仅为10％左右，正在推广的节柴灶效率也只能达到20％-30％。而热化学转换新技术使生物质从固态变换为气态燃料，能源利用效率高达75％-90％，属于清洁能源的范畴。基于效率和清洁优势，生物质热化学转换技术的微型化、户用化能够有效保护环境，大大加快村镇居民实现能源现代化进程，满足农民富裕后对优质能源的迫切需求。

市场上的户用生物质炉灶主要有两种类型：气化炉和半气化炉。

户用生物质气化炉一般是按农业行业标准“秸秆气化炉质量评价技术规范(NY T1417-2007)”的规定设计的。其规定为“秸秆气化炉主要以农作物秸秆为原料，也可以用稻壳、锯末、木材、树叶等为原料，由气化发生器、净化器、冷却装置、输气管道和灶具等组成的家用分体式或整体式燃气用具”。如专利号为201320464400.9的“家用生物质气化炉”，主要部件包括风机、气化反应炉、过滤器、储气罐、燃气灶等；又如期刊〖农业技术与装备〗总第184期刊登的“11SQ—400型家用生物质气化炉的设计与研究”，还添加了环形高温裂解蒸发器以期望提高燃气质量。

户用生物质半气化炉是为缓解气化炉焦油危害发展而来的。如专利号为201120067298.X的“高效低排放生物质半气化炉”，专利号为201220068331.5的“一种家用生物质半气化炉”，它们采用在气化反应炉出气口上直接连接灶具的方法即炉灶一体化，即产即烧，让热燃气中气态焦油一起参与在灶具中燃烧，一定程度上缓解了焦油的影响，但气化效率相比气化炉有较大幅度降低。

上述户用生物质气化炉和半气化炉，基本都是属于固定床气化技术范畴，其基本原理是在固定床中缺氧条件下以空气为气化剂，在炉膛内点火燃烧部分生物质而具备气化温度，使未被燃烧的生物质热解产出可燃气体。固定床气化优点是不需要外部提供燃料或热源且简单。期刊〖农业工程技术(新能源产业)〗2008第05期刊登“户用生物质炉具发展现状”指出了市场上的户用气化炉存在的缺陷，综合市场调查结果，可以概括为：(1)环保问题，气化温度低导致焦油含量大，容易堵塞气化炉、灶具和管道，还溢出炉外无序排放造成污染。(2)安全问题，点火困难起火时间长，期间烟气和CO燃气污染物排放大量超标，产生很大的焦油味和浓烟，污染空气，对人体健康造成重大威胁。(3)效率问题，加料压实操作的要求严格，过紧过松都不行；过紧炉出不了热解气，会熄火；过松通气过快，只会出烟(带炭灰的CO2)，产不了热解气；燃气产量和质量的都不稳定。(4)实用问题，由于户用气化炉气化空间小致使内热式的气化过程难以控制，经常脱料熄火，要不断重新点火，做一顿饭要反复多次，很不方便。诸如以上不足，户用生物质气化炉一直难以推广应用。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的气化温度低导致焦油含量大，容易堵塞气化炉、灶具和管道的问题，提供一种户用生物质热解炭气联燃方法及炉灶，采用该方法及炉灶，排烟中不含焦油、炉灶中不残留焦油，用利于环境保护。

本发明还有一目的是解决现有技术中所存在的点火困难、起火时间长，烟气和CO燃气污染物排放大量超标造成的空气污染及对人体健康造成威胁的问题，提供一种户用生物质热解炭气联燃方法及炉灶，采用该方法及炉灶，不用点火起火和清渣、没有焦油和浓烟排放污染空气及对人体健康造成重大威胁的问题，提高了安全性。

本发明再有一目的是解决现有技术中所存在的燃气产量和质量的都不稳定、气化过程难以控制的问题，提供一种户用生物质热解炭气联燃方法及炉灶，采用该方法及炉灶热解温度和转化过程易于控制，产气速度快而平稳，气体质量稳定、热值高。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种户用生物质热解炭气联燃方法，包括以下步骤：

“热解”步骤，将生物质送进热解反应器中，生物质发生热解反应生成热燃气和热残炭；