一種利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，包括炭化爐、旋風(fēng)分離器、冷凝器、除焦器、風(fēng)機(jī)、氣體凈化裝置；所述炭化爐用于對(duì)生物質(zhì)原料炭化，炭化過(guò)程中產(chǎn)生生物質(zhì)燃?xì)庖约吧镔|(zhì)炭；所述旋風(fēng)分離器與所述炭化爐的氣體出口連接，除掉生物質(zhì)燃?xì)庵械拇箢w粒物質(zhì)并輸出；所述氣體凈化裝置設(shè)置在所述系統(tǒng)的末端，用于凈化所述系統(tǒng)前端輸出的生物質(zhì)燃?xì)猓凰鲲L(fēng)機(jī)設(shè)置在所述旋風(fēng)分離器與所述氣體凈化裝置之間；所述冷凝和除焦器設(shè)置在所述旋風(fēng)分離器與所述氣體凈化裝置之間，所述冷凝器具有木醋液出口，所述除焦器具有木焦油出口。本實(shí)用新型工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，資源利用率高，炭化生產(chǎn)時(shí)間短，排放污染物少，易于推廣。
【專利說(shuō)明】
-種利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，屬于生物質(zhì)能源 利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物質(zhì)能蘊(yùn)藏在植物、動(dòng)物和微生物等可W生長(zhǎng)的有機(jī)物中，它是由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化 而來(lái)的。地球上的生物質(zhì)能資源較為豐富，而且是一種無(wú)害的能源。地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn) 生的物質(zhì)有1730億噸，其中蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全世界能源消耗總量的10-20倍，但目前的利 用率不到3%。
[0003] 生物質(zhì)能具有如下特點(diǎn)：（1)可再生性:生物質(zhì)能屬可再生資源，生物質(zhì)能由于通 過(guò)植物的光合作用可W再生，與風(fēng)能、太陽(yáng)能等同屬可再生能源，資源豐富，可保證能源的 永續(xù)利用。（2)低污染性:生物質(zhì)的硫含量、氮含量低、燃燒過(guò)程中生成的SOx、NOx較少;生物 質(zhì)作為燃料時(shí)，由于它在生長(zhǎng)時(shí)需要的二氧化碳相當(dāng)于它排放的二氧化碳的量，因而對(duì)大 氣的二氧化碳凈排放量近似于零，可有效地減輕溫室效應(yīng)。（3)廣泛分布性:缺乏煤炭的地 域，可充分利用生物質(zhì)能。（4)生物質(zhì)燃料總量十分豐富:生物質(zhì)能是世界第四大能源，僅次 于煤炭、石油和天然氣。根據(jù)生物學(xué)家估算，地球陸地每年生產(chǎn)1000~1250億噸生物質(zhì);海 洋年生產(chǎn)500億噸生物質(zhì)。生物質(zhì)能源的年生產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)全世界總能源需求量，相當(dāng)于目 前世界總能耗的10倍。
[0004] 目前，在生物質(zhì)的利用處理方面，其中一部分當(dāng)做飼料W外，大部分采用氣化爐使 其燃燒，并利用其燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w作為能源再次利用，植物生物質(zhì)(主要包括銀 末、林木枝權(quán)、雜草、松針樹(shù)葉、各種果核、皮、農(nóng)作物賴桿，牛羊畜糞，食用菌渣等）中的碳元 素質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為40%，其次為氨、氮、氧、儀、娃、憐、鐘、巧等微量元素。植物賴桿的有機(jī)成分 W纖維素，半纖維素為主，質(zhì)量分?jǐn)?shù)占50 %。運(yùn)些生物質(zhì)原料，在缺氧條件下加熱或者燃燒， 使之發(fā)生復(fù)雜的熱學(xué)化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，此過(guò)程實(shí)質(zhì)上是生物質(zhì)中的碳、氨、氧等元 素的原子，在反應(yīng)條件下按照化學(xué)鍵的成鍵原理，變成一氧化碳、甲燒、氨氣等可燃性氣體 的分子，運(yùn)樣生物質(zhì)中的大部分能源就能轉(zhuǎn)移到運(yùn)些氣體中。
[0005] 現(xiàn)有運(yùn)行的氣化爐雖然應(yīng)用于對(duì)生物質(zhì)原料利用領(lǐng)域，但也存在著下列一些問(wèn) 題：
[0006] 1、一些氣化爐對(duì)生物質(zhì)原料要求比較高，必須把生物質(zhì)原料粉碎成細(xì)小的顆粒， 因此必須添加功率較大的粉碎機(jī)，從而造成生物質(zhì)利用的成本加大。由于原料破碎成細(xì)小 顆粒，氣化爐運(yùn)行溫度高達(dá)140-1300°C，雖然產(chǎn)出氣體中焦油成分及冷凝物含量較低，碳元 素轉(zhuǎn)化率可達(dá)40%，但是由于運(yùn)行溫度高，易燒結(jié)，使氣化爐發(fā)生結(jié)渣而喪失氣化功能，故 選材較難，使可利用的生物質(zhì)原料范圍變窄，不利于生物質(zhì)利用的推廣。
[0007] 2、在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的木焦油問(wèn)題是影響氣化的最大障礙。許多氣化爐在氣化過(guò) 程中對(duì)夾雜在可燃?xì)怏w中的木焦油沒(méi)有進(jìn)行濾除，因而產(chǎn)生氣味并導(dǎo)致在氣化的使用過(guò)程 中木焦油粘附在各類燃燒器的噴嘴上，使燃?xì)庠罹摺⑷細(xì)忮仩t或者燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組無(wú)法長(zhǎng)時(shí) 間運(yùn)行，運(yùn)樣直接影響了生物質(zhì)能源的利用。
[0008] 3、對(duì)生物質(zhì)原料存放的環(huán)境及原料的單一使用的要求下，也使一些氣化爐無(wú)法推 廣應(yīng)用，有的氣化爐因?yàn)闆](méi)有水分分離裝置，因此要求被氣化的原料含水量保持在4% W 下，否則氣化出的氣體，因含水量過(guò)高而無(wú)法點(diǎn)燃，而目前生物質(zhì)原料一般為露天存放，極 易受到自然天氣的影響，如雨水或潮濕的環(huán)境容易使生物質(zhì)原料變潮，在加上使用的原料 單一，影響了氣化爐的產(chǎn)量和質(zhì)量，氣化爐工作的連續(xù)性將遭到破壞。
[0009] 4、造成對(duì)環(huán)境的污染，許多氣化爐由于設(shè)計(jì)的缺陷，造成煙霧對(duì)大氣的污染及難 分解物質(zhì)對(duì)±壤的破壞，許多氣化爐在氣化過(guò)程中產(chǎn)生了灰渣與木焦油混合在一起的混合 物，由于木焦油具有極強(qiáng)的抗氧化性，所W運(yùn)種混合物在自然條件下很難分解，大量混合物 的產(chǎn)生會(huì)造成對(duì)±壤的破壞。
[0010] 5、許多功能完備的進(jìn)口氣化爐設(shè)備，價(jià)格昂貴、投資額度大，回收周期長(zhǎng)，影響生 物質(zhì)資源的利用。
[0011] 此外傳統(tǒng)的制炭工藝一般采用炯燒、干饋燒制，上述傳統(tǒng)工藝具有資源浪費(fèi)、生產(chǎn) 周期長(zhǎng)、產(chǎn)量低、而且質(zhì)量差，同時(shí)在炯燒或干饋燒制過(guò)程產(chǎn)生一定大氣污染。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、 氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，資源利用率高，炭化生產(chǎn)時(shí)間短，運(yùn)行穩(wěn)定，排放的污 染物少，易于推廣。
[001引為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、 液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，包括炭化爐、旋風(fēng)分離器、冷凝器、除焦器、風(fēng)機(jī)、氣體凈化裝置;其中
[0014] 所述炭化爐用于對(duì)生物質(zhì)原料炭化，炭化過(guò)程中產(chǎn)生生物質(zhì)燃?xì)釽及生物質(zhì)炭， 所述生物質(zhì)燃?xì)馔ㄟ^(guò)所述炭化爐的氣體出口輸出；
[0015] 所述旋風(fēng)分離器與所述炭化爐的氣體出口連接，除掉所述生物質(zhì)燃?xì)庵械拇箢w粒 物質(zhì)并輸出；
[0016] 所述氣體凈化裝置設(shè)置在所述系統(tǒng)的末端，用于凈化所述系統(tǒng)前端輸出的生物質(zhì) 燃?xì)猓?br>[0017] 所述風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述旋風(fēng)分離器與所述氣體凈化裝置之間，為所述生物質(zhì)燃?xì)庠?所述系統(tǒng)內(nèi)部的流動(dòng)提供動(dòng)力；
[0018] 所述冷凝器設(shè)置在所述旋風(fēng)分離器與所述氣體凈化裝置之間，所述冷凝器具有木 醋液出口；
[0019] 所述除焦器設(shè)置在所述旋風(fēng)分離器與所述氣體凈化裝置之間，所述除焦器具有焦 油出口。
[0020] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述冷凝器包括一級(jí)冷凝器和二級(jí)冷凝器，所述除焦器包括 一級(jí)除焦器和二級(jí)除焦器;按炭化爐中產(chǎn)生氣體的流向，所述一級(jí)冷凝器、一級(jí)除焦器、二 級(jí)冷凝器、二級(jí)除焦器依次連接。
[0021] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述一級(jí)冷凝器與所述旋風(fēng)分離器連接;所述風(fēng)機(jī)設(shè)置在所 述二級(jí)除焦器與所述氣體凈化裝置之間。
[0022] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述氣體凈化裝置包括依次連接的洗氣塔W及干燥裝置。
[0023] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選，還包括末級(jí)除焦器，所述末級(jí)除焦器設(shè)置在所述洗氣塔與所 述干燥裝置之間。
[0024] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述冷凝器中采用循環(huán)水冷卻，所述二級(jí)冷凝器中循環(huán)水的 溫度低于一級(jí)冷凝器中循環(huán)水的溫度。
[0025] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述一級(jí)除焦器中放置磨腳石，磨腳石的表面孔桐可W很好 的吸附焦油，所述二級(jí)除焦器中放置玉米忍，所述末級(jí)除焦器中放置磨腳石和玉米忍的混 合物。用于對(duì)不同階段的木焦油進(jìn)行吸附。
[0026] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述炭化爐為敞口式炭化爐，其中
[0027] 所述炭化爐內(nèi)設(shè)置有承接網(wǎng)用于承載生物質(zhì)原料;把生物質(zhì)原料放入承接網(wǎng)上 部，使得炭化爐的底部位置留有部分空氣，加速了炭化升溫時(shí)間，縮短了炭化時(shí)間，炭化的 總時(shí)間為6-8小時(shí)，節(jié)約了成本。
[0028] 所述炭化爐的氣體出口所在爐壁為中空腔室結(jié)構(gòu)，所述中空腔室與所述炭化爐爐 腔之間具有公用腔壁，所述公用腔壁上開(kāi)設(shè)有中屯、孔及4-10個(gè)周邊孔，所述周邊孔W所述 中屯、孔為圓屯、均勻分布。
[0029] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述中屯、孔與所述周邊孔的開(kāi)孔面積總和與所述公用腔壁面 積的比例為
[0030] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述洗氣塔里放入循環(huán)的堿溶液，所述洗氣塔之后連接有水 封裝置。
[0031] 作為進(jìn)一步的優(yōu)選，還包括木醋液收集裝置、木焦油收集裝置W及氣體收集裝置， 其中所述木醋液收集裝置與所述木醋液出口連接，所述木焦油收集裝置與所述木焦油出口 連接，所述氣體收集裝置與所述氣體凈化裝置連接。
[0032] 本實(shí)用新型的有益效果是：
[0033] 1、現(xiàn)有技術(shù)中氣化爐是外熱，本申請(qǐng)?zhí)炕癄t是內(nèi)熱。氣化爐的溫度高，需要耗能。 炭化爐是內(nèi)熱，只需開(kāi)始的點(diǎn)燃，后續(xù)不需要給能量，自身傳熱就可W達(dá)到炭化要求。本申 請(qǐng)采用敞口式的炭化爐處理的生物質(zhì)原料量大，另外通過(guò)炭化爐內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加速了炭化 升溫時(shí)間，縮短了炭化時(shí)間，炭化的總時(shí)間為6-8小時(shí)，節(jié)約了成本。
[0034] 2、本申請(qǐng)采用上次炭化產(chǎn)生的生物質(zhì)炭產(chǎn)品覆蓋炭化設(shè)備內(nèi)的生物質(zhì)原料，相對(duì) 于其他覆蓋物，其密封效果和保溫性均非常好，并且加快了炭化速度，達(dá)到資源的循環(huán)利 用。
[0035] 3、本申請(qǐng)旋風(fēng)分離器連接于炭化爐后，能夠把爐內(nèi)產(chǎn)生的大顆粒物質(zhì)進(jìn)行分離除 塵，提高了下一步冷凝與去除木焦油的效率，降低了對(duì)炭化爐后接設(shè)備的耗損。
[0036] 4、本申請(qǐng)冷凝器里采用循環(huán)水循環(huán)冷卻，節(jié)約資源，冷凝器接入木醋液回收裝置， 能夠收集木醋液。
[0037] 5、本申請(qǐng)除焦器連接于冷凝器之后，炭化過(guò)程中產(chǎn)生的生物質(zhì)燃?xì)庵泻心窘?油，燃?xì)饨?jīng)過(guò)冷凝器降溫后，會(huì)有木醋液和木焦油產(chǎn)生，木焦油通過(guò)除焦器中的填料(磨腳 石等），會(huì)粘附木焦油，然后木焦油從填料往下流，流入到木焦油收集裝置，從而收集到木焦 油。在冷凝器中，也會(huì)有少部分的木焦油。收集的木焦油可W提煉成生物質(zhì)柴油。
[0038] 6、采用多級(jí)冷凝器和除焦器，降低經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)中氣體的溫度，且分不同階段更好的 除去了木焦油，隨著炭化的進(jìn)行，循環(huán)水的溫度會(huì)升高，二級(jí)冷凝的循環(huán)水溫度低一些，W 保證對(duì)燃?xì)饨禍?，從而保護(hù)風(fēng)機(jī)等設(shè)備的正常運(yùn)行。
[0039] 7、本申請(qǐng)洗氣塔里放入循環(huán)堿溶液。對(duì)生物質(zhì)燃?xì)庵械腃〇2和木焦油進(jìn)行了凈化 處理，水封連接于洗氣塔，防止生物質(zhì)燃?xì)饣亓?，干燥裝置連接于末級(jí)除焦器后，其中可設(shè) 置干燥劑，用于生物質(zhì)燃?xì)庵械乃M(jìn)行干燥處理，最終得到純凈的生物質(zhì)燃?xì)狻?br>[0040] 8、本申請(qǐng)中洗氣塔放到冷凝器的后面，可W使得木醋液中的水分降低，提高木醋 液的濃度。副產(chǎn)品木醋液根據(jù)不同用途采取不同的精制方法，可W作為食品添加劑（熏液 等）、染料原料(媒染劑原料）、脫臭劑(家庭用脫臭劑原料等）、農(nóng)藥原料(農(nóng)藥添加劑）、±壤 改良劑(發(fā)根促進(jìn)劑等)和植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑原料等。
[0041] 9、本申請(qǐng)?jiān)谔炕Y(jié)束后，對(duì)生物質(zhì)原料表面噴灑清水，把火焰滅就可W得到生物 質(zhì)炭。木醋液進(jìn)入到收集裝置中，進(jìn)行下一步的利用。生物質(zhì)燃?xì)獯鎯?chǔ)到氣體收集裝置中， 可W用于做飯發(fā)電等。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043] 圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例炭化爐點(diǎn)火后測(cè)溫點(diǎn)位示意圖。
[0044] 圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例炭化爐結(jié)構(gòu)主視圖。
[0045] 圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例炭化爐結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0046] 圖5為圖4中A-A向剖面圖。
[0047] 附圖中標(biāo)記的說(shuō)明：1、炭化爐;2、旋風(fēng)分離器;3、一級(jí)冷凝器;4、一級(jí)除焦器;5、二 級(jí)冷凝器;6、二級(jí)除焦器；7、羅茨風(fēng)機(jī);8、洗氣塔;9、水封；10、=級(jí)除焦器；11、干燥裝置； 12、儲(chǔ)氣柜。1.1-爐壁底部開(kāi)孔;1.2-出氣管；1.3-鐵板;1.4-保溫層;1.5-中空結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)提供一種利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)炭 化凈化設(shè)備的研究，精簡(jiǎn)了設(shè)備數(shù)量，縮短了炭化時(shí)間，對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行厭氧炭化，得到生物 質(zhì)炭、生物質(zhì)燃?xì)?、木醋液、木焦油等四種產(chǎn)品，不僅變廢為寶，緩解了環(huán)境污染問(wèn)題，而且 資源利用率高，工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，且四種副產(chǎn)品的后續(xù)深加工可W得到利潤(rùn)更高的產(chǎn) 品，易于推廣。
[0049] 為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖W及具體的實(shí)施方式對(duì)上 述技術(shù)方案做詳細(xì)的說(shuō)明。
[0050] 本申請(qǐng)實(shí)施例利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，包括炭化爐，旋風(fēng)分離 器，冷凝器、除焦器、風(fēng)機(jī)、氣體凈化裝置;其中
[0051] 所述炭化爐用于對(duì)生物質(zhì)原料炭化，炭化過(guò)程中產(chǎn)生生物質(zhì)燃?xì)釽及生物質(zhì)炭， 所述生物質(zhì)燃?xì)馔ㄟ^(guò)所述炭化爐的氣體出口輸出；
[0052] 所述旋風(fēng)分離器與所述炭化爐的氣體出口連接，除掉所述生物質(zhì)燃?xì)庵械拇箢w粒 物質(zhì)并輸出；
[0053] 所述氣體凈化裝置設(shè)置在所述系統(tǒng)的末端，用于凈化所述系統(tǒng)前端輸出的生物質(zhì) 燃?xì)猓?br>[0054] 所述風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述旋風(fēng)分離器與所述氣體凈化裝置之間，為所述生物質(zhì)燃?xì)庠?所述系統(tǒng)內(nèi)部的流動(dòng)提供動(dòng)力；
[0055] 所述冷凝器設(shè)置在所述旋風(fēng)分離器與所述氣體凈化裝置之間，所述冷凝器具有木 醋液出口；
[0056] 所述除焦器設(shè)置在所述旋風(fēng)分離器與所述氣體凈化裝置之間，所述除焦器具有木 焦油出口。
[0057] 所述冷凝器包括一級(jí)冷凝器和二級(jí)冷凝器，所述除焦器包括一級(jí)除焦器和二級(jí)除 焦器;按炭化爐中產(chǎn)生氣體的流向，所述一級(jí)冷凝器、一級(jí)除焦器、二級(jí)冷凝器、二級(jí)除焦器 依次連接。
[0058] 所述一級(jí)冷凝器與所述旋風(fēng)分離器連接;所述風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述二級(jí)除焦器與所述 氣體凈化裝置之間。
[0059] 所述氣體凈化裝置包括依次連接的洗氣塔W及干燥裝置。
[0060] 還包括末級(jí)除焦器，所述末級(jí)除焦器設(shè)置在所述洗氣塔與所述干燥裝置之間。
[0061] 所述冷凝器中采用循環(huán)水冷卻，所述二級(jí)冷凝器中循環(huán)水的溫度低于一級(jí)冷凝器 中循環(huán)水的溫度。所述一級(jí)除焦器中放置磨腳石，磨腳石的表面孔桐可W很好的吸附焦油， 所述二級(jí)除焦器中放置玉米忍，所述末級(jí)除焦器中放置磨腳石和玉米忍的混合物。用于對(duì) 不同階段的木焦油進(jìn)行吸附。
[0062] 所述炭化爐為敞口式炭化爐，其中
[0063] 所述炭化爐內(nèi)設(shè)置有承接網(wǎng)用于承載生物質(zhì)原料;把生物質(zhì)原料放入承接網(wǎng)上 部，使得炭化爐的底部位置留有部分空氣，加速了炭化升溫時(shí)間，縮短了炭化時(shí)間，炭化的 總時(shí)間為6-8小時(shí)，節(jié)約了成本。
[0064] 所述炭化爐的氣體出口所在爐壁為中空腔室結(jié)構(gòu)，所述中空腔室與所述炭化爐爐 腔之間具有公用腔壁，所述公用腔壁上開(kāi)設(shè)有中屯、孔及4-10個(gè)周邊孔，所述周邊孔W所述 中屯、孔為圓屯、均勻分布;所述中空腔室的其他腔壁上開(kāi)設(shè)有所述氣體出口。所述中屯、孔與 所述周邊孔的開(kāi)孔面積總和與所述公用腔壁面積的比例為
[0065] 所述洗氣塔里放入循環(huán)的堿溶液，所述洗氣塔之后連接有水封裝置。
[0066] 還包括木醋液收集裝置、木焦油收集裝置W及氣體收集裝置，其中所述木醋液收 集裝置與所述木醋液出口連接，所述木焦油收集裝置與所述焦油出口連接，所述氣體收集 裝置與所述氣體凈化裝置連接。
[0067] 本申請(qǐng)實(shí)施例利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)的生產(chǎn)方法，包括如下步 驟：
[0068] a)放料，對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行粉碎、壓實(shí)，放入所述炭化爐內(nèi)；
[0069] b)打開(kāi)冷凝器的循環(huán)水累，使冷凝器達(dá)到工作溫度；
[0070] C)打開(kāi)風(fēng)機(jī)，打開(kāi)洗氣塔堿液循環(huán)系統(tǒng)；
[0071] d)點(diǎn)火；
[0072] e)炭化運(yùn)行，調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)，控制所述系統(tǒng)內(nèi)氣體流速；
[0073] f)炭化結(jié)束后，對(duì)生物質(zhì)原料表面噴水，火滅得到生物質(zhì)炭。
[0074] 步驟d)采用上部均勻點(diǎn)火方式，對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行引燃，引燃3-5分鐘后，覆蓋上 生物質(zhì)炭進(jìn)行密封，覆蓋厚度為2-4cm;所述覆蓋用的生物質(zhì)炭為所述系統(tǒng)上次炭化產(chǎn)生的 生物質(zhì)炭產(chǎn)品。
[0075] 步驟e)中調(diào)節(jié)所述風(fēng)機(jī)使其開(kāi)10-30分鐘，然后關(guān)10-30分鐘，并循環(huán)開(kāi)、停多次； 期間控制系統(tǒng)內(nèi)氣體流速為12-16m/s ;控制爐內(nèi)炭化溫度350-550°C，炭化總時(shí)間為6-8小 時(shí)。
[0076] 步驟e)中每隔20-80分鐘，打開(kāi)冷凝器輸出木醋液。
[0077] 實(shí)施例1:如圖1所示，本申請(qǐng)實(shí)施例利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，包 括炭化爐1、旋風(fēng)分離器2、一級(jí)冷凝器3、一級(jí)除焦器4、二級(jí)冷凝器5、二級(jí)除焦器6、羅茨風(fēng) 機(jī)7、洗氣塔8、水封9、=級(jí)除焦器10、干燥裝置11W及儲(chǔ)氣柜12;所述炭化爐1為敞口式，氣 體出口在爐壁底部，開(kāi)中屯、孔一個(gè)，W中屯、孔為圓屯、對(duì)開(kāi)四個(gè)周邊孔，爐壁五孔通過(guò)中空腔 室結(jié)構(gòu)與氣體出口連接，氣體出口通過(guò)管道與旋風(fēng)分離器2連接，中空腔室結(jié)構(gòu)的設(shè)置便于 清灰；旋風(fēng)分離器2連接一級(jí)冷凝器3，一級(jí)冷凝器3內(nèi)部采用循環(huán)冷卻水，通過(guò)管道連接于 一級(jí)除焦器4; 一級(jí)除焦器4里面放有磨腳石，對(duì)木焦油進(jìn)行吸附，其后連接二級(jí)冷凝器5;二 級(jí)冷凝器5的內(nèi)部循環(huán)冷卻水溫度低于一級(jí)冷凝器3中的冷卻水，其后連接二級(jí)除焦器6;二 級(jí)除焦器6里面放有玉米忍，通過(guò)管道連接羅茨風(fēng)機(jī)7 ;羅茨風(fēng)機(jī)7連接至洗氣塔8，洗氣塔8 內(nèi)部采用NaO田容液循環(huán)，其后連接至水封9;水封9主要防止生物質(zhì)燃?xì)饣亓?，后連接至S級(jí) 除焦器10;=級(jí)除焦器10內(nèi)部放有磨腳石和玉米忍的混合物，對(duì)木焦油進(jìn)行最后階段的吸 附，從而得到純凈的燃?xì)猓浜筮B接至干燥裝置11;其中的干燥劑對(duì)生物質(zhì)燃?xì)庵械乃M(jìn)行 干燥，后連接至儲(chǔ)氣柜12;儲(chǔ)氣柜12用于儲(chǔ)存生物質(zhì)燃?xì)?，即所述氣體收集裝置。
[0078] 所述一級(jí)、二級(jí)冷凝器3、5底部均連接至木醋液回收裝置，本實(shí)施例為木醋液回收 池，所述一級(jí)、二級(jí)、=級(jí)除焦器4、6、10底部均連接至木焦油回收裝置，本實(shí)施例為木焦油 回收池;所述洗氣塔8連接化0田容液的循環(huán)池。所述木醋液回收池、木焦油回收池 W及化OH 溶液的循環(huán)池采用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，數(shù)量、位置及連接關(guān)系根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需求設(shè)置，此處不再寶 述，圖中亦未示意出。
[0079] 如圖3-5所示，1.1為炭化爐爐壁底部開(kāi)的中屯、孔和周邊孔;1.2為炭化爐的氣體出 口，即出氣管，連接旋風(fēng)分離器2; 1.3為承接網(wǎng)，本實(shí)施例采用的是帶有均勻小孔的鐵板(鐵 絲網(wǎng)），用于支撐原料且使?fàn)t子底部留有少量空氣；1.4為保溫層；圖4中1.5為中空腔室結(jié) 構(gòu)，即所述五孔與總管道之間是中空的設(shè)置，便于爐子清灰。本申請(qǐng)實(shí)施例1利用生物質(zhì)進(jìn) 行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的設(shè)備及工藝方法，其具體工藝如下：
[0080] 對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行處理，粉碎，放入炭化爐中，壓實(shí)放入。
[0081] 打開(kāi)一級(jí)冷凝器3和二級(jí)冷凝器5的循環(huán)水累，使冷凝器達(dá)到溫度。
[0082] 打開(kāi)羅茨風(fēng)機(jī)7，打開(kāi)洗氣塔化0田盾環(huán)水累；采用上部均勻點(diǎn)火方式，對(duì)生物質(zhì)原 料進(jìn)行引燃，引燃4分鐘后，覆蓋上生物質(zhì)炭進(jìn)行密封，覆蓋厚度為3cm。
[0083] 通過(guò)調(diào)節(jié)羅茨風(fēng)機(jī)7,開(kāi)20分鐘，然后關(guān)20分鐘，循環(huán)操作，炭化過(guò)程采用厭氧控風(fēng) 控氧的條件，流速為14m/s，炭化溫度為350-550°C，采用內(nèi)部燃燒，節(jié)約了成本。
[0084] 生物質(zhì)內(nèi)燃溫度傳遞時(shí)間見(jiàn)下表1:
[0085] 表1點(diǎn)火后炭化爐1內(nèi)部9個(gè)點(diǎn)的溫度隨時(shí)間的變化
[0086]
[0087] 炭化爐I俯視角度時(shí)，選取如圖2中所示的9個(gè)點(diǎn)位測(cè)溫。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可W得知， 1.5小時(shí)內(nèi)，炭化爐1內(nèi)9個(gè)點(diǎn)位的溫度均超過(guò)350°C，達(dá)到了炭化所需溫度。在炭化過(guò)程中， 當(dāng)溫度低于炭化溫度時(shí)，產(chǎn)生的氣體大部分為C〇2，通過(guò)NaOH洗氣塔8進(jìn)行消除。當(dāng)溫度高于 35(TC時(shí)，可燃性氣體開(kāi)始產(chǎn)生，隨著溫度的升高，可燃性氣體產(chǎn)量越來(lái)越大，0)2氣體產(chǎn)量 逐漸減少，隨著炭化的進(jìn)行，存儲(chǔ)到儲(chǔ)氣柜12中。
[0088] 炭化過(guò)程中，每隔半個(gè)小時(shí)，打開(kāi)第一、第二冷凝器3、5,讓產(chǎn)生的木醋液流入到木 醋液回收池中。
[0089] 當(dāng)生物質(zhì)原料全部炭化完后，炭化過(guò)程結(jié)束。炭化時(shí)間為7小時(shí)，炭化時(shí)間短，節(jié)約 了成本。結(jié)束后，對(duì)生物質(zhì)原料表面滅火，得到生物質(zhì)炭。
[0090] 本申請(qǐng)實(shí)施例工藝方法，按照年處理3萬(wàn)噸生物質(zhì)原料計(jì)算，可生產(chǎn)1萬(wàn)噸生物質(zhì) 炭，木醋酸液6600噸，生物質(zhì)燃?xì)?000萬(wàn)立方米。而生物質(zhì)炭可W用于制肥，1萬(wàn)噸生物質(zhì)炭 可W生產(chǎn)2.2萬(wàn)噸碳基生物有機(jī)肥。生物質(zhì)燃?xì)獾闹饕煞譃榧谉?28%)、氨氣（25%)、一 氧化碳(13%)、二氧化碳(28%)，可燃?xì)怏w成分高，可W用作取暖和發(fā)電。
[0091] 實(shí)施例2:本申請(qǐng)實(shí)施例2利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的工藝方法，其具體步 驟如下：
[0092] 對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行處理，粉碎，放入炭化爐中，壓實(shí)放入。
[0093] 打開(kāi)一級(jí)冷凝器3和二級(jí)冷凝器5的循環(huán)水累，使冷凝器達(dá)到溫度。
[0094] 打開(kāi)羅茨風(fēng)機(jī)7，打開(kāi)洗氣塔化0田盾環(huán)水累；采用上部均勻點(diǎn)火方式，對(duì)生物質(zhì)原 料進(jìn)行引燃，引燃3分鐘后，覆蓋上生物質(zhì)炭進(jìn)行密封，覆蓋厚度為2cm。
[00M]通過(guò)調(diào)節(jié)羅茨風(fēng)機(jī)7,開(kāi)10分鐘，然后關(guān)10分鐘，循環(huán)操作，炭化過(guò)程采用厭氧控風(fēng) 控氧的條件，流速為12m/s，炭化溫度為350-550°C。炭化時(shí)間為6小時(shí)。
[0096] 炭化過(guò)程中，每隔20min，打開(kāi)第一、第二冷凝器3、5,讓產(chǎn)生的木醋液流入到木醋 液回收池中。
[0097] 實(shí)施例3:本申請(qǐng)實(shí)施例3利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的工藝方法，其具體步 驟如下：
[0098] 對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行處理，粉碎，放入炭化爐中，壓實(shí)放入。
[0099] 打開(kāi)一級(jí)冷凝器3和二級(jí)冷凝器5的循環(huán)水累，使冷凝器達(dá)到溫度。
[0100] 打開(kāi)羅茨風(fēng)機(jī)7，打開(kāi)洗氣塔化0田盾環(huán)水累；采用上部均勻點(diǎn)火方式，對(duì)生物質(zhì)原 料進(jìn)行引燃，引燃5分鐘后，覆蓋上生物質(zhì)炭進(jìn)行密封，覆蓋厚度為4cm。
[0101] 通過(guò)調(diào)節(jié)羅茨風(fēng)機(jī)7,開(kāi)30分鐘，然后關(guān)30分鐘，循環(huán)操作，炭化過(guò)程采用厭氧控風(fēng) 控氧的條件，流速為16m/s，炭化溫度為350-550°C，炭化時(shí)間為8小時(shí)。
[0102] 炭化過(guò)程中，每隔40min，打開(kāi)第一、第二冷凝器3、5,讓產(chǎn)生的木醋液流入到木醋 液回收池中。
[0103] 上述本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：
[0104] (1)設(shè)備簡(jiǎn)單：把設(shè)備數(shù)量精簡(jiǎn)到最少，重復(fù)的設(shè)備舍去，簡(jiǎn)化了流程，節(jié)約了成 本，并且炭化凈化后的副產(chǎn)品炭、氣、液、油其產(chǎn)量及純度均能達(dá)到所需要求。
[0105] (2)炭化時(shí)間短:通過(guò)對(duì)炭化爐結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使得炭化時(shí)間變?yōu)?-8小時(shí)，比現(xiàn)有技 術(shù)的炭化時(shí)間短，減少了成本。
[0106] (3)資源利用率高:通過(guò)對(duì)生物質(zhì)原料的炭化，產(chǎn)生了四種有益的副產(chǎn)品，通過(guò)對(duì) 副產(chǎn)品的深加工，可W得到利潤(rùn)更大的產(chǎn)品，變廢為寶。
[0107] (4)能源效益：目前我國(guó)每年工業(yè)和民用燃煤消耗大約為38億噸，將近消耗全世界 一半的年產(chǎn)煤炭量，全國(guó)煤炭資源只夠100年的使用量，如果每年19.5億噸生物質(zhì)，6億噸全 部用于生物質(zhì)炭化，同時(shí)產(chǎn)生的氣體可W全部代替燃煤，每年將節(jié)約用煤1.5億噸，相當(dāng)于 總使用量的23 %。
[0108] (5)環(huán)保效益:每1噸生物質(zhì)原料所產(chǎn)燃?xì)庀喈?dāng)于0.6噸標(biāo)準(zhǔn)煤;可W減少CO油巧義 量11公斤;S〇2排放量0.67公斤;C擁敞量0.16公斤;煙塵排放量0.81公斤。
[0109] (6)本申請(qǐng)實(shí)施例利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的工藝方法，炭化時(shí)間短，工 藝流程及設(shè)備簡(jiǎn)單，資源利用率高，成本低。且生產(chǎn)的副產(chǎn)品可W進(jìn)行進(jìn)一步的深加工，具 有良好的能源效益和環(huán)保效益，符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保政策，具有很廣闊的發(fā)展前景。
[0110] 盡管已描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本 創(chuàng)造性概念，則可對(duì)運(yùn)些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所W，所附權(quán)利要求意欲解釋為包 括優(yōu)選實(shí)施例W及落入本實(shí)用新型范圍的所有變更和修改。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可W 對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。運(yùn)樣，倘若本實(shí)用 新型的運(yùn)些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型 也意圖包含運(yùn)些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，其特征在于:包括炭化爐、旋風(fēng)分離 器、冷凝器、除焦器、風(fēng)機(jī)、氣體凈化裝置;其中 所述炭化爐用于對(duì)生物質(zhì)原料炭化，炭化過(guò)程中產(chǎn)生生物質(zhì)燃?xì)庖约吧镔|(zhì)炭，所述 生物質(zhì)燃?xì)馔ㄟ^(guò)所述炭化爐的氣體出口輸出； 所述旋風(fēng)分離器與所述炭化爐的氣體出口連接，除掉所述生物質(zhì)燃?xì)庵械拇箢w粒物質(zhì) 并輸出； 所述氣體凈化裝置設(shè)置在所述系統(tǒng)的末端，用于凈化所述系統(tǒng)前端輸出的生物質(zhì)燃 氣； 所述風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述旋風(fēng)分離器與所述氣體凈化裝置之間，為所述生物質(zhì)燃?xì)庠谒?系統(tǒng)內(nèi)部的流動(dòng)提供動(dòng)力； 所述冷凝器設(shè)置在所述旋風(fēng)分離器與所述氣體凈化裝置之間，所述冷凝器具有木醋液 出口； 所述除焦器設(shè)置在所述旋風(fēng)分離器與所述氣體凈化裝置之間，所述除焦器具有木焦油 出口。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，其特征在于:所述 冷凝器包括一級(jí)冷凝器和二級(jí)冷凝器，所述除焦器包括一級(jí)除焦器和二級(jí)除焦器;按炭化 爐中產(chǎn)生氣體的流向，所述一級(jí)冷凝器、一級(jí)除焦器、二級(jí)冷凝器、二級(jí)除焦器依次連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，其特征在于，所述 一級(jí)冷凝器與所述旋風(fēng)分離器連接;所述風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述二級(jí)除焦器與所述氣體凈化裝置 之間。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，其特征在于，所述 氣體凈化裝置包括依次連接的洗氣塔以及干燥裝置。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，其特征在于，還包 括末級(jí)除焦器，所述末級(jí)除焦器設(shè)置在所述洗氣塔與所述干燥裝置之間。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，其特征在于:所述 冷凝器中采用循環(huán)水冷卻，所述二級(jí)冷凝器中循環(huán)水的溫度低于一級(jí)冷凝器中循環(huán)水的溫 度。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，其特征在于:所述 一級(jí)除焦器中放置磨腳石，所述二級(jí)除焦器中放置玉米芯，所述末級(jí)除焦器中放置磨腳石 和玉米芯的混合物。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，其特征在于:所述 炭化爐為敞口式炭化爐，其中 所述炭化爐內(nèi)設(shè)置有承接網(wǎng)用于承載生物質(zhì)原料； 所述炭化爐的氣體出口所在爐壁為中空腔室結(jié)構(gòu)，所述中空腔室與所述炭化爐爐腔之 間具有公用腔壁，所述公用腔壁上開(kāi)設(shè)有中心孔及4-10個(gè)周邊孔，所述周邊孔以所述中心 孔為圓心均勻分布。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，其特征在于:所述 中心孔與所述周邊孔的開(kāi)孔面積總和與所述公用腔壁面積的比例為10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，其特征在于:所述 洗氣塔里放入循環(huán)的堿溶液，所述洗氣塔之后連接有水封裝置。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生物質(zhì)進(jìn)行炭、氣、液、油聯(lián)產(chǎn)的系統(tǒng)，其特征在于:還包 括木醋液收集裝置、木焦油收集裝置以及氣體收集裝置，其中所述木醋液收集裝置與所述 木醋液出口連接，所述木焦油收集裝置與所述木焦油出口連接，所述氣體收集裝置與所述 氣體凈化裝置連接。
【文檔編號(hào)】C10J3/60GK205556584SQ201620116263
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年2月4日
【發(fā)明人】鞏雪樺, 竇冠琪, 李亞鵬, 孫浩, 張亮, 王巍杰, 潘冬梅, 楊旭光
【申請(qǐng)人】河北天善生物技術(shù)有限公司