專(zhuān)利名稱(chēng)：高熱值低焦油戶(hù)用型生物質(zhì)氣化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)氣化工藝，確切地說(shuō)公開(kāi)了一種高熱值低焦油戶(hù)用型生物
汽化工藝。
背景技術(shù)：
以秸稈和柴薪為代表的生物質(zhì)能，一直是我國(guó)農(nóng)村傳統(tǒng)能源。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，1979年 我國(guó)農(nóng)村秸稈和柴薪消耗超過(guò)農(nóng)村全部能耗的68% 。改革開(kāi)放30年來(lái)，我國(guó)政府大力開(kāi) 發(fā)農(nóng)村多種商品能源，以滿(mǎn)足我國(guó)農(nóng)村日益增長(zhǎng)的能源需求。1995年到2000年，秸稈和薪 柴作為農(nóng)村能源消耗分別由23. 3 % 、 17. 87 %下降到18. 44 % 、 14. 24% ，與此同時(shí)，商品能 源(主要是煤、石油和電力)則由58.83%上升到了 67.32% (張毅生等，2006)。盡管秸稈 和薪柴在現(xiàn)有農(nóng)村能源中的比重顯著下降，但秸稈和柴薪依然在農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)中占居十分 重要的地位。目前，在廣大農(nóng)村地區(qū)，秸稈和柴薪等生物質(zhì)能源的利用方式主要是原始的直 接燃燒。傳統(tǒng)直接燃燒存在許多不足利用率和熱效率低(我國(guó)農(nóng)村舊式爐灶熱效率僅為 10% )、煙塵量大、污染嚴(yán)重以及只能原位利用無(wú)法將熱能長(zhǎng)距離輸送等。盡管小型戶(hù)用氣 化爐在工作原理上與大型氣化設(shè)備相同，但由于其體積小，氣化溫度相對(duì)較低且容易波動(dòng)， 而且針對(duì)的主要是經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)、商品能源比較缺乏的落后農(nóng)村地區(qū)用戶(hù)群，操作設(shè)計(jì)不宜 太過(guò)復(fù)雜，這就給戶(hù)用氣化爐具的設(shè)計(jì)提出新的難題，加之國(guó)內(nèi)外對(duì)戶(hù)用氣化爐的研究開(kāi) 發(fā)起步相對(duì)較晚，技術(shù)投入不足，因此市場(chǎng)產(chǎn)品技術(shù)含量與設(shè)備性能遠(yuǎn)不及大型氣化設(shè)備， 在實(shí)際生產(chǎn)和使用過(guò)程暴露的主要問(wèn)題有 1)氣化率和燃?xì)鉄嶂灯停笮蜌饣癄t可以穩(wěn)定維持在IOO(TC以上的高溫，氣化 效率在60-90%，而目前秸稈氣化爐具氣化溫度穩(wěn)定性差，氣化效率一般只在50%左右，且 燃?xì)庵蠧O多』2和CH4生成量少，氣化劑易過(guò)量帶進(jìn)較多氮?dú)?，焦油和碳顆粒量大又得不到 二次裂解，所以燃?xì)鉄嶂灯?。如玉米芯、玉米秸、棉花秸、稻草、麥秸的大型氣化爐空氣燃 氣低位熱值經(jīng)驗(yàn)值分別為5120、4808、4915、4001和3663kJ/m3，而戶(hù)用型秸稈氣化爐的燃?xì)?熱值一般在2000 3000kJ/m3。 2)焦油濃度偏高，城市燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的焦油及粉塵含量應(yīng)低于10mg/m3，市場(chǎng)上 戶(hù)用型氣化爐焦油一般高達(dá)數(shù)百mg甚至數(shù)g/m3。大型秸稈氣化爐目前沒(méi)有國(guó)家或行業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)，有些地方制定了地方標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定氣化燃?xì)饨褂土坎坏酶哂?0或60mg/m 但 尚存爭(zhēng)議，而戶(hù)用型秸稈氣化爐連地方標(biāo)準(zhǔn)也沒(méi)有。由于缺乏合理的脫焦除塵設(shè)計(jì)和方法， 焦油量大，經(jīng)常產(chǎn)生輸氣管道堵塞和爐器具污垢沉積臟亂不堪。 3)此外還存在如氣化爐具首次點(diǎn)火比較困難、使用不當(dāng)易造成熄火、有時(shí)產(chǎn)生異 味、以及密封性和安全性等問(wèn)題。 戶(hù)用型氣化爐上述問(wèn)題中，燃?xì)鉄嶂颠^(guò)低和焦油濃度偏高兩個(gè)問(wèn)題最為突出，亟 待解決。熱值過(guò)低，火力不旺，直接影響用戶(hù)使用的積極性，焦油濃度過(guò)高容易引發(fā)分體式 爐器和然器之間的管道堵塞、爆裂等，給使用者帶諸多麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)了一種高熱值低焦油戶(hù)用型生物質(zhì)汽化工藝，其特征是工藝簡(jiǎn)單，通 過(guò)對(duì)傳統(tǒng)爐具的改造，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)工藝。例如；通過(guò)改造爐內(nèi)氣體管道的的長(zhǎng)度，延 長(zhǎng)焦油煙體在爐內(nèi)高溫裂解的時(shí)間，使可燃物完全燃燒，并減少焦油排量，再通過(guò)濕法+濾 膜一體化凈化技術(shù)，在煤氣焦油裂解及凈化的同時(shí)，提高燃?xì)獾臒嶂?。普通型生化爐具，一 般為手工操作，主要用于廣大農(nóng)村地區(qū)家庭日常生活的烹飪、燒水和取暖等，一個(gè)氣化爐可 以基本滿(mǎn)足3 5 口之家的生活用能需求。針對(duì)戶(hù)用型上吸式生物質(zhì)氣化爐焦油產(chǎn)生量 大、燃?xì)鉄嶂档偷膯?wèn)題，研究開(kāi)發(fā)可有效利用爐體高溫區(qū)熱量裂解焦油產(chǎn)生燃?xì)?、及利用?淬法使粗燃?xì)馓碱w粒、一氧化碳與水反應(yīng)轉(zhuǎn)變成高熱值H2的方法提高秸稈氣化燃?xì)獾臒?值，同時(shí)配合濕法凈化與濾膜過(guò)濾凈化，大幅度消減燃?xì)庵薪褂秃?，避免過(guò)量焦油產(chǎn)生熱 量損失和管道堵塞。通過(guò)規(guī)模化中試生產(chǎn)線建立，完善新型高熱值低焦油戶(hù)用爐具系統(tǒng)制 作工藝，并實(shí)現(xiàn)新型爐具產(chǎn)業(yè)化。首先根據(jù)焦油在木炭催化下80(TC ，接觸0. 5S轉(zhuǎn)化率達(dá) 90 % ， 90(TC轉(zhuǎn)化率達(dá)99. 5% ，而上吸式氣化爐產(chǎn)生的粗燃?xì)夂写罅康奶碱w粒，將粗燃?xì)?通過(guò)特制管道引入還原區(qū)和氧化區(qū)并停留足夠時(shí)間，焦油必將發(fā)生劇烈的裂解反應(yīng)，達(dá)到 爐內(nèi)免二次導(dǎo)入氣化劑而消減焦油的目的。其次，在粗燃?xì)獬鰻t后利用水淬法，將粗煤氣中 的C、C0轉(zhuǎn)化成高熱值的H2，使燃?xì)獾臒嶂颠M(jìn)一步得到提高，并進(jìn)一步通過(guò)組合濾膜過(guò)濾，除 去剩余的焦油、粉塵并實(shí)現(xiàn)燃?xì)饷撍?，使秸稈氣化產(chǎn)生的煤氣得到徹底凈化。上述技術(shù)的創(chuàng) 新，將大大改變戶(hù)用秸稈氣化器所產(chǎn)煤氣的質(zhì)量，大大降低焦油等堵塞燃?xì)夤艿赖膸茁屎?環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。


參見(jiàn)附圖，是本發(fā)明的工藝流程圖；
實(shí)施方式 下面結(jié)合生化爐具，對(duì)本發(fā)明的工藝流程進(jìn)一步說(shuō)明，(1)爐內(nèi)燃?xì)庖龑?dǎo)管管材選 擇；(2)引導(dǎo)管形狀設(shè)計(jì)與管內(nèi)氣體通過(guò)高溫區(qū)時(shí)間控制；(3)引導(dǎo)管制作與安裝的方法； (4)焦油裂解引導(dǎo)管脫焦油效果。 針對(duì)秸稈氣化爐產(chǎn)生的燃?xì)鉄嶂档?、焦油濃度高并夾帶有高溫碳顆粒等粉塵易堵 塞輸氣管道，利用濕熱沖擊與濾膜過(guò)濾法，對(duì)氣化爐產(chǎn)生的燃?xì)膺M(jìn)行除塵除焦油凈化并實(shí) 現(xiàn)高溫部分C和CO轉(zhuǎn)變?yōu)镠2和甲烷，以提高燃?xì)鉄嶂怠?主要包括(l)可增強(qiáng)C、C0轉(zhuǎn)化成H2和對(duì)焦油、粉塵捕獲能力的水槽凈化布水方 式、水量及霧化空間控制；(2)燃?xì)鉃V膜的膜材料選擇與孔隙度、厚度等控制；(3)濕法凈化 后的燃?xì)饷撍椒ǎ?4)濕法+膜法凈化一體凈化器的制作及應(yīng)用效果。
權(quán)利要求
高熱值低焦油戶(hù)用型生物質(zhì)氣化工藝，其特征是改造爐內(nèi)氣體管道的的長(zhǎng)度，延長(zhǎng)焦油煙體在爐內(nèi)高溫裂解的時(shí)間，使可燃物完全燃燒，并減少焦油排量，再通過(guò)濕法+濾膜一體化凈化技術(shù)，在煤氣焦油裂解及凈化的同時(shí)，提高燃?xì)獾臒嶂怠?br> 全文摘要
高熱值低焦油戶(hù)用型生物質(zhì)氣化爐氣化工藝，其特征是主要根據(jù)生物秸稈燃燒過(guò)程中的發(fā)熱原理，采取延長(zhǎng)殘留然可燃物在爐體內(nèi)滯留時(shí)間，使其中的焦油在高溫下裂解，釋放出剩余能量，提高爐體發(fā)熱值，降低焦油排放，從而滿(mǎn)足廣大戶(hù)用型爐具的推廣使用。
文檔編號(hào)C10B53/02GK101735837SQ200810194618
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者唐勝凱 申請(qǐng)人:周維超