[发明专利]植物秸秆低温热解制备可燃气的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质能源化的方法，具体涉及植物秸秆低温热解制备可燃气的方法。

背景技术

全国农作物秸秆产量每年在7亿吨以上，这些秸秆除少量作为饲料等无害利用外，其余部分都作焚烧处理，也包括秸秆发电这样的焚烧。成为致霾的主要因素，甚至于到了影响空域，致使军机、民航机无法起降的程度。解决秸秆污染成为政府、国民的一致共识。而秸秆能源化是个双赢的方案，即解除了污染源，又实现了资源的有效利用。本技术方法恰好应运而生，该方法通过低温热解技术，最大程度释放了植物秸秆中的可燃气体，使之成为清洁燃料，其植物残渣，可加工为纤维、木糖醇等产品。既实现了资源的最大化利用，又达到了环境友好的目的。

植物秸秆制备可燃气的方法包括：

发酵沼气法。通过发酵池、罐，在厌氧的条件下发酵，生产可燃气。优点是技术简单，投资小。缺点是占地多，无法实现大规模生产。

高温裂解法。被称作“反应炉裂解法”：利用高温和压力将纤维素生物质转换成长烃链，这种长烃链和汽油、柴油、喷气式发动机燃料相类似。优点是可以实现大规模生产，缺点是是生产的可燃气热值低。

发明内容

本发明的一个目的是提供植物秸秆低温热解制备可燃气的方法，这种植物秸秆低温热解制备可燃气的方法用于解决植物秸秆制备可燃气中难于大规模生产和所产可燃气热值低的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种植物秸秆低温热解制备可燃气的方法：

将秸秆破碎成长度10-15mm杆状后，加入到非机械控制阀混料器中，秸秆与高温循环热载体混合后一起进入干馏气化炉的热解室，沿导向隔板以瀑流方式向下流动，进行热解反应，热解反应温度为700℃左右，在热解室中的停留时间为1～3min，生成可燃气体和固体产物焦或半焦；

固体产物焦或半焦在热解室底部经非机械控制阀回料器被送入燃烧炉中；固体产物焦或半焦在快速床燃烧室中燃烧释放热量，加热循环热载体，燃烧室密相区温度为800℃左右，出口烟气温度为750℃左右；

可燃气体经两级旋风分离器分离固体颗粒后进入重整器，然后经过1级管式冷却器冷却和3级水洗后再进入2级电捕焦油器和脱硫塔，最后进入气柜备用。

上述方案中在烟气的夹带作用下，大量固体颗粒被提升至燃烧室顶部，离开燃烧室后在旋风分离器中被分离出来，进入非机械控制阀混料器，高温循环灰温度约为750℃；在非机械控制阀混料器中，高温循环物料与秸秆混合，重复循环。

上述方案中3级水洗为1级文氏管水洗和2级喷淋。

上述方案中植物秸秆包括农作物秸秆、其他野生植物秸秆、树木枝条。

上述方案中进入气柜备用的洁净可燃气体继续送去制热或发电。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明涉及的植物桔杆低温热解制备可燃气的方法，采用流化床热解的制气原理，使植物桔杆等生物质原料在低温控氧状态下反应，将生物质原料中的主要成份碳、氢(氢、氧、粗纤维、木质素)等元素转化为可燃的甲烷、丙烷、一氧化碳、氢等气体，生物质原料中大部分能量转移到气体中；通过净化工艺再去除可燃气体中的焦油、灰分等杂质，可燃气体通过管网送入用户燃烧，或者供应电厂发电。这种方法改变了生物质原料的使用形态，能量转换效率是固态生物质直接燃烧高。

2、低温热解植物桔杆制备可燃气的气化技术是一种热化学处理技术，采用工程设备进行生产，对环境、季节等没有任何依赖，可以实现过程自动控制和不间断制气。本发明气化效率60％～80％，可燃气体热值170～250MJ/m³。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

如图1所示，这种植物秸秆低温热解制备可燃气的方法：

将秸秆破碎成长度10-15mm杆状后，加入到非机械控制阀混料器中，秸秆与高温循环热载体混合后一起进入干馏气化炉的热解室，沿导向隔板以瀑流方式向下流动，进行热解反应，热解反应温度为700℃左右，低温800℃热解，在热解室中的停留时间为1～3min，在可控制的氧气条件下，干馏、热解、气化，被还原成CmHn、CO、H₂等可燃性混合气体，以及固体产物焦或半焦；热解是指固体生物质在控氧条件下受热分解，形成气体、焦油、炭等产物的过程。热解是所有生物质气化的关键过程，大约占原料70％的挥发分子在热解过程中释放出来，热解过程在相当程度上决定气体的质量及气化产物的分布。