[发明专利]一种自供热式连续生产生物质炭的方法

说明书

本发明属于生物质原料再利用技术领域，具体涉及一种自供热式连续生产生物质炭的方法。本发明提供的自供热式连续生产生物质炭的方法，首次将炭化后产生的热解气直接燃烧，产生高温烟气，高温烟气采用间接换热的方式为炭化区提供热量，无需对热解气进行净化分离和冷却，降低了能耗，热效率达到85％以上。

技术领域

本发明属于生物质原料再利用技术领域，具体涉及一种自供热式连续生产生物质炭的方法。

背景技术

我国是一个农业大国，生物质资源非常丰富，仅稻草、麦草、蔗渣、芦苇、竹子等非木材纤维年产就超过10亿吨，加上大量的木材加工剩余物，都是取之不尽的能源仓库。我国政府及有关部门在对生物质能的利用方面表现出高度的重视，已经连续四个“五年计划”都将生物质能利用技术的研究与生物质炭的应用作为国家重点科研项目。

生物质炭是一种将废弃生物质秸秆在无氧或限氧的环境下转化为具有发达孔隙结构的碳材料，生物质炭巨大的比表面积以及丰富的表面官能团，使其具有很强的吸附性和稳定性。

追溯到生物质炭的制备工艺，均会涉及到高温下炭化步骤，该步骤需要大量的燃料提供热量，耗能较大。为了降低能耗，现有技术一般是将炭化过程中产生的热解气先经分离净化后直接引入到炭化炉外部的燃烧器系统点燃，从而实现对炭化炉的加热。

例如，中国专利文献CN102226092A，公开了一种连续式生物质低温热解炭化方法，包括以下步骤：对生物质原料进行干燥处理，将干燥后的生物质输送进入生物质热解炭化装置，生成热解气、生物质焦油和生物质炭；产生的生物质热解气和焦油经分段收集后直接送入燃烧室，并与部分补燃燃料一起燃烧，燃烧产生的高温烟气通过管道直接送入热解炭化装置或将部分烟气送入干燥装置，通过间接加热方式将热量传递给生物质，卸料仓上装有冷凝装置，向冷凝装置中通入空气，经过换热冷却得到产物,得到的热空气通向燃烧室与热解气一起燃烧。采用此方式，虽能利用炭化过程中的热解气给炭化炉提供热量，从而在一定程度上降低了能耗。但是，上述技术必须预先对生物质原料进行干燥处理，能耗较高；必须对热解气进行净化分离，否则容易造成积碳，影响燃烧器的正常运行，同时上述技术在热效率方面有待提高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中生物质炭化工艺能耗较高等缺陷，从而提供一种自供热式连续生产生物质炭的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种自供热式连续生产生物质炭的方法，包括以下步骤：

将生物质在无氧或限氧的条件下在炭化区进行炭化，产生生物质炭和热解气；

将所述热解气在燃烧区进行燃烧，收集高温烟气，高温烟气返回炭化区，采用间接换热方式为炭化区提供热量。

进一步地，所述炭化区的炭化温度为400-700℃，压力5-10KPa。

进一步地，所述热解气在燃烧区进行燃烧的具体条件为：所述热解气在燃烧区进行燃烧的具体步骤为：将热解气提压至10-15KPa，采用旋流喷射方式，将热解气与水平方向成30-60°夹角切向送入燃烧区。

进一步地，所述燃烧区分为两级，第一级为贫氧燃烧区，第二级为富氧燃烧区，所述热解气依次经过第一级和第二级燃烧区。

进一步地，所述高温烟气的温度为700-900℃。

进一步地，所述生物质经过压缩和粉碎处理，所述生物质压缩后的压实密度为0.5-0.8kg/L，水分7-12％；和/或，

所述生物质粉碎后的直径为8-12mm。

进一步地，所述间接换热方式为，在炭化区的外部设置换热壳层，在所述壳层上设置若干折烟板。

进一步地，在所述炭化区的外周设置受热扩展面。