[发明专利]一种高温气化制备高热值生物质燃气的方法

说明书

本发明公开了一种高温气化制备高热值生物质燃气的方法，属于生物质气化技术领域。该方法为以竹屑为原料，采用固定床气化炉，在水蒸气和氧气两种气化剂共同作用下进行气化反应制备高热值生物质燃气。此方法具有工艺合理、反应装置简单、所得燃气热值高等优点。该燃气可用于供气、供热、输入区域管网和合成燃料等。

技术领域

本发明属于生物质气化技术领域，具体涉及一种高温气化制备高热值生物质燃气的方法。

背景技术

竹子作为一种丰富的生物质资源，因其生长周期短、生长速率快、分布广泛且种类多样被认为是一种具有巨大潜力的能源植物。竹材料的利用方式具有多样性，可直接用于生活生产、工业加工，也可以作为能源和炭材料进行高值化利用，主要包括热解燃气供热、制备液体燃料及炭化后以竹炭的形式用于吸附等化学转化利用。随着竹子加工利用方式多样化和生产规模不断扩大，竹子废弃物数量日益增加，寻找一种竹子废弃物的高值化利用方式对节约能源、减排温室气体和可持续发展具有重要意义。

目前，对于竹子废弃物的再加工及再利用，主要集中在生产固体燃料和有机肥料、制备竹黄酮或木醋液及橡胶用炭黑等领域。提高材料利用率，制备高附加值产品，是竹材废弃物利用的一个重要研究方向。生物质气化技术作为现阶段有效开发生物质能、提高生物质能源品位的技术，在竹材废弃物利用方面，能够得到高热值的生物质燃气用于供热、供气、发电等，同时得到品质优良的生物炭，并在此基础上加以活化可得到性能良好的活性炭。但是，目前竹子气化制备燃气的方法中气化剂有空气水蒸气气化以及空气气化，但是上述方法并不理想，存在燃气热值低、质量差等问题，燃气热值只能达到5MJ/Nm³左右。因此建立一种竹子废弃物气化制备高热值燃气的方法对于拓宽竹材应用领域、延长生物质产品产业链具有重要价值。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种高温气化制备高热值生物质燃气的方法，以竹屑为原料能有效制备高热值燃气，通过调控气化温度、气化剂比例以及气化剂当量比等工艺参数有效提高生物质燃气热值，改善生物质燃气质量，扩大燃气应用领域。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种高温气化制备高热值生物质燃气的方法，以竹屑为原料，于固定床气化炉中，在水蒸气和氧气双气化剂作用下进行气化反应，得到高热值生物质燃气。

所述高温气化制备高热值生物质燃气的方法，气化反应温度为700-900℃，优选为700-850℃；水蒸气流量为0.4-1.3ml/min，优选为0.4-1.0ml/min；当量比为0.21-0.33，优选为0.21-0.24。

所述高温气化制备高热值生物质燃气的方法，竹屑原料由气化炉上方进入反应区，水蒸气和氧气由气化炉下方通入，在反应区与竹屑发生热化学转化反应，反应后的气体产物经冷凝净化装置冷凝去除焦油和水分后，收集得到生物质燃气。

所述高温气化制备高热值生物质燃气的方法，气化反应温度为700℃，水蒸气流量为1ml/min，当量比为0.21。

所述高温气化制备高热值生物质燃气的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)筛选原料尺寸为40～60目的竹屑；

(2)调节水蒸气流量，并根据选定的当量比，通入O₂进入固定床气化炉反应器；

(3)将竹屑原料由气化炉上方进入反应区，水蒸气和氧气由气化炉下方通入，在反应区与竹屑发生热化学转化反应，反应后的气体产物经冷凝净化装置冷凝去除焦油和水分后，使用铝箔气袋收集产物气。

所述高温气化制备高热值生物质燃气的方法，生物质为竹屑。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：